Ученые КФУ нашли способ сверхплотной записи оптической информации

Ученые из Казанского федерального университета придумали, как обойти ограничения дифракционного предела при записи информации на носители. О своих находках они рассказали на страницах журнала Nanoscale.

Управление светом за пределом дифракции с помощью оптических наноантенн или микро/нанорезонаторов лежит в основе трех научных направлений, таких как тугоплавкая плазмоника, органическая фотовольтаика и ближнеполевая оптическая память, которые активно развиваются в научно-исследовательской лаборатории Казанского государственного университета «Нанооптика» под руководством доцента Сергея Харинцева.

Благодаря субдифракционной локализации и гигантскому усилению оптического поля сегодня активно развивается спектроскопия и микроскопия одиночных молекул. Научная группа Сергея Харинцева успешно использовала этот подход для развития ближнеполевой технологии сверхплотной записи оптической информации.

Усиление и локализация лазерного света обеспечиваются оптической наноантенной, которая освещается сильносфокусированным лазерным пучком с продольной и поперечной поляризацией. Этот подход был развит на основе исследований субволновой оптической анизотропии азо-полимерных пленок. Под действием поляризованного света азо-красители ориентируются во всех направлениях, перпендикулярных направлению поляризации. В случае сильно сжатого оптического света эта задача не является тривиальной, поскольку поляризация ближнего поля зависит от геометрии и материала оптической антенны.

Переключение между продольной и поперечной поляризацией позволяет записывать оптическую информацию в полосе поглощения красителя и считывать информацию за ее пределами. Скорость переключения между двумя состояниями зависит от локальной подвижности красителей в полимерной матрице, которая для тонких пленок критически зависит от их толщины. Авторы планируют в перспективе создать прототип органической ближнеполевой оптической памяти с емкостью до 100 Тб/дм². Дальнейшее развитие субдифракционной оптической технологии будет связано с использованием лазерных пучков с орбитальным моментом, которые позволят дополнительно увеличить плотность записи в несколько раз.