来源:维也纳工业大学;电子科技大学太赫兹科学技术研究中心 马琨 编译
有许多方法可以将数据以数字形式存储在硬盘上,或使用模拟存储技术,例如全息图。在大多数情况下,创建全息图在技术上相当复杂: 通常需要使用高精度激光技术来实现这一点。
不过,如果只是为了将数据存储在实物中,那么全息技术就可以很容易地实现,就像现在维也纳工业大学(Vienna University of Technology)所展示的那样:可以使用 3D 打印机用普通塑料制作一个面板,在其中存储二维码。使用太赫兹射线--人眼看不见的电磁辐射—来读取信息。
这项研究发表在《Scientific Reports》杂志上。
作为数据存储设备的全息图
全息图与普通图像完全不同。在普通图像中,每个像素都有明确的位置。如果撕下其中一块,就会丢失部分内容。
而在全息图中,图像是由全息图的所有区域同时产生的。如果撕去全息图的一部分,其余部分仍能形成完整的图像(尽管可能是一个更模糊的版本)。在全息图中,信息并不是一个像素一个像素地存储,而是将所有信息都分布在整个全息图中。
"我们已经将这一原理应用于太赫兹光束,"来自维也纳工业大学固体物理研究所的埃文-康斯特布尔说。这些电磁射线的频率在100到几千兆赫之间,与手机或微波炉的辐射相当,但频率要高得多。
这种太赫兹辐射被发射到一块薄塑料板上。这块塑料板对太赫兹射线几乎是透明的,但它的折射率比周围的空气高,因此在塑料板的每一点上,都会使入射波发生一点变化。康斯特布尔说:"然后,从平板的每一点都会发出一种波,所有这些波都会相互干扰。如果你以恰到好处的方式逐点调整了平板的厚度,那么所有这些波的叠加就会产生所需的图像"。
这就好比以精确计算的方式将许多小石子扔进池塘,使所有这些石头产生的水波叠加起来产生非常特定的整体波形。
廉价塑料作为贵重物品的高科技储藏室
通过这种方式,可以将比特币钱包地址(由 256 位组成)编码在一块塑料板上。用正确波长的太赫兹射线照射塑料板,就会产生太赫兹射线图像,从而准确生成所需的代码。康斯特布尔说:"这样,你就可以把价值数万欧元的物品安全地存储在一个只需几美分的物品中。”
为了让平板生成正确的代码,首先必须计算出平板在每个点上的厚度,这样才能以准确的方式改变太赫兹波。康斯特布尔和他的合作者在 GitHub 上免费提供了获取这种厚度曲线的代码。
康斯特布尔解释说:"一旦你获得了这种厚度曲线,你所需要的只是一台普通的三维打印机来打印平板,然后你就获得了全息存储的所需信息。”这项研究工作的目的不仅是让太赫兹波全息摄影成为可能,同时也是为了证明使用这些波的技术已经取得了多大的进步,以及这种仍然相当不寻常的电磁辐射范围在今天是如何精确地可以使用的。