利用宽禁带材料中荧光缺陷进行信息存储、获取的方法

本公开涉及光学信息存储，尤其涉及一种利用宽禁带材料中荧光缺陷进行信息存储、获取的方法、装置、设备、存储介质。

背景技术：

1、随着科学技术的快速发展，计算机数据的数据量也越来越多。现有技术中可以通过多种信息存储方式存储上述计算机数据，例如，磁存储、电存储以及光存储。然而，磁存储和电存储对存储环境要求较高，容易因消磁、漏电等原因导致数据丢失；光存储的存储容量较小，无法存储大量的计算机数据。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本公开提供了一种利用宽禁带材料中荧光缺陷进行信息存储方法、装置、设备、介质。

2、根据本公开的第一个方面，提供了一种利用宽禁带材料中荧光缺陷进行信息存储方法，包括：确定加工参数组，其中，加工参数组用于将目标信息存储于宽禁带材料中，加工参数组包括至少一个加工参数；基于加工参数组，在宽禁带材料的m个存储地址处进行加工，使得在m个存储地址处产生与目标信息相匹配的荧光缺陷，m为正整数。

3、根据本公开的实施例，利用宽禁带材料中荧光缺陷进行信息存储的方法还包括：

4、根据目标信息的编码位数，确定用于存储目标信息的存储单元的数量；以及

5、从宽禁带材料中未加工的存储单元中确定m个存储单元的存储地址，得到m个存储地址。

6、根据本公开的实施例，其中，确定加工参数组包括：

7、按照预设编码长度，将目标信息拆分为m个目标子信息；

8、基于预设映射关系，确定与每个目标子信息对应的q个加工参数，以得到加工参数组，q为大于或等于的正整数；

9、其中，q个加工参数共同用于对宽禁带材料中的一个存储地址处进行加工，每个存储地址用于存储一个目标子信息。

10、根据本公开的实施例，其中，加工参数包括以下至少之一：光脉冲的能量、长度、数量、强度、偏振和光脉冲之间的间隔。

11、根据本公开的实施例，其中，荧光缺陷的类型包括：单空位荧光缺陷、双空位荧光缺陷、参杂原子荧光缺陷或由参杂原子荧光缺陷和空位参杂原子组成的复合荧光缺陷；宽禁带材料包括以下至少之一：金刚石、碳化硅、氮化镓、氮化铝、氧化锌和铌酸锂。

12、根据本公开的实施例，其中，在基于加工参数组，在宽禁带材料的m个存储地址处进行加工之前，还包括：对用于对宽禁带材料进行加工的激光进行波前修正，使得激光的焦点位于m个存储地址处。

13、根据本公开的实施例，一种利用宽禁带材料中荧光缺陷进行信息读取的方法，包括：

14、采集宽禁带材料中位于m个存储地址处的荧光信息，其中，荧光信息用于表征每个存储地址处荧光缺陷的分布情况，荧光缺陷与目标信息相匹配，荧光缺陷是基于加工参数组在宽禁带材料的m个存储地址处进行加工后产生的，m为正整数；以及

15、对荧光信息进行解码，得到目标信息。

16、根据本公开的实施例，其中，荧光信息包括荧光信号的强度空间分布、波长空间分布和偏振空间分布。

17、本公开的第二方面提供了一种利用宽禁带材料中荧光缺陷进行信息读取的方法，包括：

18、采集宽禁带材料中位于m个存储地址处的荧光信息，其中，荧光信息用于表征每个存储地址处荧光缺陷的分布情况，荧光缺陷与目标信息相匹配，荧光缺陷是基于加工参数组在宽禁带材料的m个存储地址处进行加工后产生的，m为正整数；以及

19、对荧光信息进行解码，得到目标信息。

20、本公开的第三方面提供了一种利用宽禁带材料中荧光缺陷进行信息存储的加工装置，包括：

21、激光器，用于产生对宽禁带材料进行加工的激光；

22、激光调控装置，用于根据加工参数组对激光的加工参数进行调控，并利用调控加工参数后的激光在宽禁带材料的m个存储地址处进行加工，使得在m个存储地址处产生与目标信息相匹配的荧光缺陷，加工参数组用于将目标信息存储于宽禁带材料中，加工参数组包括至少一个加工参数，m为正整数。

23、本公开的第四方面提供了一种利用宽禁带材料中荧光缺陷进行信息存储的读取装置，包括：

24、荧光信号激励源，用于激发宽禁带材料中m个存储地址处的荧光缺陷，使得m个存储地址的荧光缺陷产生荧光信息，荧光信息用于表征荧光缺陷的分布情况，荧光缺陷与目标信息相匹配，荧光缺陷是基于加工参数组在m个存储地址处进行加工后产生的；

25、荧光信号采集装置，用于采集荧光信息，以便对荧光信息进行解码，得到目标信息。

26、根据本公开的实施例，在任意一个存储地址处对宽禁带材料进行加工后，该存储地址处的宽禁带材料的结构发生改变，产生多种荧光缺陷，而荧光缺陷的分布情况能够携带信息，因此，能够利用荧光缺陷将目标信息存储至宽禁带材料中。此外，宽禁带材料具有良好的高温耐受性、强电场耐受性，可以实现目标信息的长期存储。

27、因此，本公开的实施例通过确定加工参数组，基于加工参数组，在宽禁带材料的m个存储地址处进行加工，使得在m个存储地址处产生与目标信息相匹配的荧光缺陷，能够实现高存储密度、长存储寿命和低能量消耗下的信息存储。

技术特征：

1.一种利用宽禁带材料中荧光缺陷进行信息存储的方法，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述确定加工参数组包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述加工参数包括以下至少之一：光脉冲的能量、长度、数量、强度、偏振和光脉冲之间的间隔。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述荧光缺陷的类型包括：单空位荧光缺陷、双空位荧光缺陷、参杂原子荧光缺陷、或由参杂原子荧光缺陷和空位参杂原子组成的复合荧光缺陷；

6.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述基于所述加工参数组，在所述宽禁带材料的m个存储地址处进行加工之前，还包括：

7.一种利用宽禁带材料中荧光缺陷进行信息读取的方法，包括：

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述荧光信息包括荧光信号的强度空间分布、波长空间分布和偏振空间分布。

9.一种利用宽禁带材料中荧光缺陷进行信息存储的加工装置，包括：

10.一种利用宽禁带材料中荧光缺陷进行信息存储的读取装置，包括：

技术总结
本公开提供了一种利用宽禁带材料中荧光缺陷进行信息存储、获取的方法、装置、设备、存储介质，可以应用于光学信息存储技术领域。该方法包括：确定加工参数组，其中，加工参数组用于将目标信息存储于宽禁带材料中，加工参数组包括至少一个加工参数；基于加工参数组，在宽禁带材料的M个存储地址处进行加工，使得在M个存储地址处产生与目标信息相匹配的荧光缺陷，M为正整数。

技术研发人员：周晶阳,夏慷蔚,王亚,杜江峰
受保护的技术使用者：中国科学技术大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15