Горбов Іван Васильович. Оптичні носії довготермінового зберігання інформації на основі високостабільних матеріалів

Краткое описание

Горбов Іван Васильович. Оптичні носії довготермінового зберігання інформації на основі високостабільних матеріалів : Дис... канд. наук: 05.13.05 2008

Горбов І.В.Оптичні носії для довготермінового зберігання інформації на основі високостабільних матеріалів. - Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.05 Комп’ютерні системи та компоненти. Інститут проблем реєстрації інформації НАН України, Київ, 2008.
Дисертація присвячена розробці носіїв для довготермінового зберігання інформації. Запропоновано виконувати запис у вигляді мікрорельєфу на поверхні високостабільних оптично-прозорих матеріалів. Формат подання даних на таких носіях є сумісним зі стандартними оптичними дисками, що дає змогу відтворювати записану інформацію на стандартних плеєрах оптичних дисків. Розроблено математичну модель, яка дозволяє виявити залежність сигналу відтворення оптичного носія з рельєфно-фазовим поданням записаних даних від форми заглиблень та визначити необхідну глибину структури для різних прозорих матеріалів відповідно до формату CD. Запропоновано спосіб виготовлення оптичних носіїв для довготермінового зберігання інформації. Для отримання інформаційного шару запропоновано використовувати реактивне йонно-променеве травлення. Виготовлено скляний компакт-диск, інформація з якого була повністю відтворена на стандартних приводах CD та DVD.

Проаналізовано вимоги до носіїв для довготермінового зберігання інформації та показано, що найбільш повно їм задовольняють оптичні носії, на яких може бути забезпечено терміни зберігання більше, ніж 100 років, за умов використання спеціальних матеріалів і технологій їх виготовлення. Аналіз термінів зберігання даних на сучасних носіях показав, що вони гарантують термін зберігання не більше 50 років у суворо визначених умовах збереження.

Досліджено фактори, які обмежують термін зберігання даних на оптичних носіях. У зв’язку з тим, що основними чинниками є низька часова стабільність оптико-механічних властивостей полікарбонатної підкладки та низька адгезія між підкладкою та відбивальним алюмінієвим шаром, для виготовлення підкладок оптичних носіїв довготермінового зберігання даних запропоновано та показано можливість використовувати високостабільні прозорі матеріали, такі як силікатне та кварцове скло, ситал та сапфір. В якості відбивального шару запропоновано використовувати плівки хрому, які характеризуються високою адгезією до матеріалів підкладки та стабільними високими оптичними та механічними властивостями.
Розроблено математичну модель процесу відтворення інформації з оптичного носія з рельєфно-фазовим поданням даних та показано, що на сигнал відтворення істотно впливає глибина мікрорельєфу інформаційної структури оптичного диску. Використовуючи розроблену модель для різних матеріалів підкладок визначено розміри інформаційної структури, сумісної з форматом компакт-диску.
Досліджено процеси формування мікроструктур на поверхні високостабільних матеріалів методами сухого травлення. Показано, що для створення інформаційних структур необхідних розмірів доцільно використовувати методи реактивного йонно-променевого травлення поверхні підкладок хімічно активними газовими сумішами. На поверхні сапфірових, скляних і скляних з додатковим шаром SiO2підкладок отримано мікрорельєфну структуру, яка відповідає формату подання даних на стандартних компакт-дисках.
Запропоновано та експериментально доведено можливість оптичного контролю глибини інформаційної структури на основі еліпсометричних методів. Показано, що основними перевагами таких методів вимірювань над іншими відомими методами є отримання усередненого значення глибини інформаційного шару та можливість здійснення контролю безпосередньо в процесі виготовлення оптичного носія довготермінового зберігання даних.
Розроблено спосіб виготовлення оптичних носіїв для довготермінового зберігання інформації, формат подання даних на яких є сумісним зі стандартними оптичними дисками, який відрізняється тим, що в якості матеріалів підкладки носія використовуються матеріали зі стабільними часовими характеристиками.
Виготовлено оптичний носій для довготермінового зберігання даних, інформація на якому була записана на поверхню скляної підкладки та повністю відтворена на стандартному програвачі оптичних дисків. Швидкість відтворення становила 6 МБ/с. Експериментальні дослідження показали, що в якості відбивальних шарів замість алюмінієвих плівок також можуть бути використані плівки хрому та нікелю.