DVDの容量4.7ギガバイトを1000テラバイトに増やす技術が登場、その仕組みとは？

By Chuan-Sheng Cheng

従来のDVDに9倍のデータを記録する技術などがありましたが、4.7ギガバイトの容量しかないDVDをなんと1000テラバイトにしてしまう方法が出現したことが明らかになりました。

Three-dimensional deep sub-diffraction optical beam lithography with 9 nm feature size : Nature Communications : Nature Publishing Group
http://www.nature.com/ncomms/2013/130619/ncomms3061/full/ncomms3061.html

More data storage? Here's how to fit 1,000 terabytes on a DVD
http://theconversation.com/more-data-storage-heres-how-to-fit-1-000-terabytes-on-a-dvd-15306

Zongsong Gan、Yaoyu Cao、Richard A. Evans、Min Guの4名が、120mmディスクの片面一層で容量4.7ギガバイトのDVDを1000テラバイトにまで増やす方法を開発しました。1000テラバイトとは、10年以上分のHDビデオや、5万本分のフルHD映画相当のデータ量です。

By Peter Taylor

そもそもCDやDVD、Blu-rayディスクのような光ディスク上で、デジタルデータはどのように保存されるのでしょうか。

By samantha celera

光ディスクにはソフトウェアや映画、ゲームなど、さまざまなデータを保存できます。コストが低く寿命が長い点が優れており、光ディスクのデータ保存方法はとても簡単です。デジタルデータ情報は二進数で表された文字列で表され、文字列の中の1つ1つの文字をビットと呼びます。例えばCDにデータを保存する場合には、ビットをシングルビーム方式を使ったレーザーで光ディスクの表面にドット(溝)として焼きつけてデータとして保存する仕組み。なので、光ディスクの記憶容量は、ドットを配置できる物理的な面積に左右されます。

このドットを彫るのに使用されるのが半導体レーザーで、これの大きさはレーザーの波長で決まります。アッベの法則に基づくと、レンズで光を収束させることで得られる光の点の直径は、可視光線の500ナノメーターの半分以下の大きさにはなりません。

By Vincenzo Martorana

これらの理由から、DVDやBlu-rayディスクは低い記憶密度の記録媒体とされています。

そこで考え出された方法は、シングルビーム方法の代わりに、それぞれ違う色のビームを使ったダブルビーム方式で既存の制限を打ち破るという方法です。

By danupol

まず1つめのビームは円形の記録を活性化するためのもので、これはライティングビームと呼びます（画像の赤)。そしてもう1つのドーナツ型のものが、ライティングビームの機能を抑制するビームです(画像紫)。

この2つが重なり合い、紫のビームがドーナツ型の中でライティングビームを相殺したときに、この記録プロセスはライティングビームの中心に閉じ込められます。この新しい技術は9ナノメーター(人の髪の毛の11万分の1の大きさ)の実効焦点を作ることが可能になるようです。

これにより劇的にディスク上のドットの数を増やすことができ、さらに既存の光学やレーザーに関する技術が使用されているので技術のコスト効率も良いとされており、実用化されればいろいろな面で社会を劇的に変化させていきそうです。