经常，我们会被全像照片-这种具有三度空间效果的技术所迷惑，而对此类科技发出赞叹！Bayer研究群现在将此项技术用来作为资料储存技术，使用他们研发出来的独特高分子，Bayery在国际全像资料储存技术系统的竞赛中，站在执牛耳的地位！

Mr. Ludwing Van Beethoven(按：贝多芬先生，音乐家，此指的应是一张全像照片)举起手打招呼，他双眼中闪烁着彩虹光谱上的所有颜色。人们对于将这位天才音乐作曲家的照片印在墙上或手提袋上比起对古典音乐的的兴趣可是大多了，如果是利用全像摄影(Hologram)将照片印在信用卡上，那可是更有趣了！一片信用卡是理所当然的既平又薄，可是看见贝多芬的图像却像是有1公分一般的厚度，转动一个角度，可以看见这位大师好象活了起来似的移动。

1948年，此位音乐大师死后的120年，Mr. Dennis Gabor，Anglo-Hungarian公司之电子工程师，开始探索全像技术，他对此项技术的贡献使他获得1971年诺贝尔奖(Nobel Award)。从此以后，我们可以见到这种令人赞叹的三度空间影像照片呈现在小小的卡片纸上、邮件印花甚至如星际大战的纪念卡片等。但是，这种技术目前还肩负更伟大的任务，科学家们正利用它发展其它的应用，而在某个领域已经藉由全像技术获得成功，例如全像显微镜能够将磁场的三度空间影像呈现出来、全像远红外线则可以提供精确的检验望远镜镜面状况的用途。 值得一提的是这个-全像资料储存系统(Holographic data storge system)，可以用来作为光信息储存系统，也就是可以三度空间记录光信息的资料储存系统，这种技术目前发展来说已经很成熟，但是唯一的瓶颈是找不到一种合适的材料作为光信息资料的储存体。

不过，针对此一瓶颈，拜耳研发中心已经找到了适当的答案，该中心的物理与化学专家一起研发出一种很有希望成为全像光信息资料的储存体，不过目前算是只沾到边，还有很多需要突破，此研发中心位于一所大学中。如知名大厂罗克威(Rockwell)、佳能(Canon)、新力(Sony)与光信息有关媒体小企业也都投注了一些精力在全像资料储存系统与媒体上。

一个创新的计画

无论如何，已经有许多科学家正研究着氧化锂铌(LiNBO3, Lithium metaniobate)这样的材料作为光信息储存媒介，但拜耳的化学家们仍将金钱投注于高分子聚合物的开发，这种高分子材料有着类链状(Chain-like)的骨架组成的肋状链(Side-chain)结构，每个组成单元(高分子聚合物都是以小的基本单元组成)至少有50个原子以共价键互相吸引住，因此这样的高分子具有有很高的结晶能力，同时结晶方式能被调整而没限制。这意味着此种材料可以用某一种简单的晶体形式代表”写入”的光信息。通常，肋状链的结构可以成为随机方向的无序状态，然后可以透过极化雷射光的作用使其排列成同一方向的晶体结构。这很像一堆散散漫漫的军人，听到军事化口令后突然乖乖的排列整齐，成为很有次序的数组。

不过事实上肋状链并不完全像军人，他们一但整队排好了以后就不会再改变方向了，读取雷射光可以分辨出到底这些肋状链有没有记录一些讯息。无序的结构可以让读取雷射光不论哪个方向均能通过，但是排列单方向之肋状链便会在某一个方向阻挡雷射光的行径，使得一些光学性质-例如双折射率的改变。这种肋状链的化学结构必须要能控制链与链之间的长度、单位数目，化学专家Dr. Serguei Kostromine与Dr. Horst Berneth经常聚集在研究中心钻研这些高分子，研究过程就像制作一个蛋糕一般，加一匙糖或放入一些粉末、奶油在面团中，烤熟、试吃、再重作等等。

光定位塑料(PAP, Potoaddressable, Polymers)，在往后的几年(1999年以后)将会制造出两大类型的光信息记录媒体之产品，包括：

? PDP-DVD，使用到分子阶级的记录方式(材料的分子大概都是小于100nm，目前DVD记录方式使用则>500nm记录坑)。

Holo-CD，具有厚涂层的三度空间记录光信息的资料储存系统

而这些读取装置也将在两年之后研究出来，计画的经理Dr. Johannes Eickmans说：「这是本部门的崭新计画！」在PDP-DVD研究中，使用目前Bayer Makrolon涂布一种高分子层，盘片可以用激光束烧写仅只一次(就像CD-R一样，只不过CD-R没有用到分子等级的记录罢了)，极为细小的记录坑是被烧写在极为细小的坑距上，想要用肉眼看见这些记录坑，就必须要用分辨率高的显微镜来观察。

目前为止，这种技术尚未比CD-R记录技术来得高明，因为无法使用传统的光学技术来做出分子记号(Molecular dots, 此亦即代表分子等级的记录坑)与显微记录坑(Microscopic pits)，主要是目前的光波长度的限制所导致，也就是雷射光所能聚焦到最小的能耐。无论如何，拜耳化学家掌握了这种肋状链高分子还是张王牌，它能够储存的资料要比传统CD-R多出好几倍。肋状链的结构可以被不同强度的雷射光来对正排列，而雷射强度越大，肋状链“立正站好“将越多！为何如此？我们用简单的方式来说明之，当肋状链是处于最乱的情况时为“白色“状态，而最整齐的情况则称为“黑色“状态，其间则会出现不同的灰度等级。

对照CD-R来说，记录坑会有不同的长度，对照PAP-DVD的肋状链而言，则是用不同灰度等级来表示，如此，可以大幅的缩减记录的空间与时间，不是吗？首先是空间，不同的灰度代表一串的数字码却仅占有一个位置(好象把模拟讯号的方式又用在数字化技术了)，好比在同样面积上盖高楼与平房，高楼比平房可以装入更多”只”人！利用灰度变化可以记录更多的资料在同一个记录点；其次是时间，对盘片的读取而言是以时间为基准，同一个时间点读进了更多的资料，不是更节省时间吗？不用担心译码的问题，交给高速计算机运算就好了，举例来说，由CD进步到DVD再往PAP-DVD走，在单位时间内读取的资料都越来越多。虽然目前的短波长雷射都已经尽可能的缩小其聚焦光点来制造更微小的记录坑，但是却无法克服雷射产生仪器设备的先天缺陷。

拜耳Makrolon帮助盘片制造突破难关

Dr. Kostromine与他的伙伴们仍持续的改善这些未来用的高分子，因为它们易碎且容易从基板上剥落。

找到一种材料作为基板，很巧的是仍为PC料，这种已经应用成熟的材料对人类文明史有不可磨灭的贡献，但是PC料可有成千上万种，必须厘清哪一种才是最恰当的，如何，就拿拜耳所制造的Makrolon系列PC料如何？雷射读取方向应该选择盘片的哪一边？如何防止盘片受到刮伤呢？这都是拜耳研究中心所致力研究的项目。Dr. Eickmans估计在PAP-DVD出现之前的三两年内还会有一些过渡产品在市场上闯荡。

全像资料储存研究群的两位博士坚定的表示，光定位塑料所发展的全像资料储存系统还有一段不算短的路要走，但是起码最好的高分子材料已经是个定案。Dr. Thomas说最近在美国，此材料在IBM加州实验室已经被测试，证实这个成果属于Bayer研究群，相当多的科学家经深思熟虑后下了这个判定，其中有括IBM顶尖的全像技术研究人员。无论如何，这个重量级的裁定肯定了拜耳工程师的努力，尤其在IBM实验室中的Dr. Hans Coufal口中说出，这位Dr. Coufal可是全像技术中的翘楚。

在IBM实验室中有高度复杂的设备用来测试储存材料的能耐，这也是该中为世界上光学领域最精密的研究实验室，许许多多的材料在那里接受测试与被探索，Dr. Coufal对Bayer的高分子感到震惊与惊讶，当然IBM立刻就签下了合作的协议。

理想的解决之道已经被发现

这是指Holo-CD并不像PAP-DVD那样具有明确的市场目标，但是对于不可抹灭的证据记录如医院病例记录或是X光片这些需要庞大资料储存的应用、可以被数字化的信息，或是保险业与图书馆等，都是很好的选择(其实，证据性资料储存正是Recordable或Write Onec盘片的主力市场依归，不过，这意味着Holo-CD已经准备瓜分CD-R的市场，注意一下标题，1×Holo-CD=1500×CD-R)。

我们已经可以预知更多的信息可以被储存在二维记录方式的光定位塑料PAP-DVD上，这可比传统的CD要大许多，然而具有三度空间储存能力的全像资料储存系统正开创另一个维度朝更高密度记录媒体而迈进。多大呢？估计大概每一片Holo-CD能有1000GB的储存容量，也就是大约1500片CD-ROM家族的容量。

如果把Holo-CD做成像塔状(很像是立体停车场！)数据库设备的储存媒体，后用可以搜寻与被播放，将可以储存百万GB甚至上亿的资料在一个很小的空间内。这可是过去一年是全世界所销售的硬盘全部加起来的容量！！

雷射光来区分光定位塑料的应用

大的容量便是藉由材料的特性来增加记录密度，这样相同的技术也被应用到信用卡，可以从不同的视线角度看到照片上不同的影像，照片中的人可能会眨眼或举手摇摆，甚至是说话的影像，这完全取决于看PAP照片的角度，也就是每一次看全像照片都会有一个新的面貌。当然，我们不应该完全用信用卡上的全像照片来比喻PAP-DVD，因为目前的全像照片都是在白光状态下(白光散射后会成为彩虹一般的影像，也是目前看到全像影像有彩虹般灿烂的主因)，主要也是为了要让人的眼睛见得到的光，在制作过程才选用白光。

全像照片是藉由雷射光的协助刻上塑料片，这是一种间接的应用，影像的本身并未真正被记录下来，只有干扰图像(Interference Pattern)被留下来，这图像来自于两条互相撞击的光波，如果光波是有顺序的或是说两光波的相位摆动相同，两者会产生较强的交互作用。最短的光波与最长的光波会互相抵消，但如果两个光波一样强，其彼此会增强。

全像资料记录光盘怎样记录与读取呢？激光束自产生器射出后直接进入塑料层(定位光束)与其它位置(数据光束)，于塑料层内交互作用的两光波产生了照射强度散布(Intensity Distribution)的现象，然后之中的某一波型便将会记录在塑料层中。塑料层便包含了所记录下来的资料，资料图案很像液晶显示器上的微小黑点，这样就可以很简单的被分辨出来，定位激光束将所有资料记录于塑料层内，而读出时则另外使用读取激光束(功率与强度较轻的激光束)。如果定位雷射稍微改变角度，使其聚焦位置移动，则可以在塑料层中区分出许多层来记录资料，简单的描述，便是有好多层(厚度只有几个分子厚度)的塑料层叠在一起，每一层分别记录不同的资料。Dr. Tomas说他所研发的塑料假设为1立方厘米大小，可以记录1000页，每页有1024×1024个图素，大约是109图素(1GB)，可怕吧！

像一般常见的型录，每一页单独的资料必须被记满后才能继续往下一页记录，但可以确定的是在每一层中资料是均等的散布直到记满为止，假如我们将光定位塑料一层层的切开，每一层是记有满满的资料。这样，即使光盘片有了表面刮伤，对其所储存的资料可是没有太大的影响。

目前，拜耳的研究小组已经研发出512×512图素的记录，为了使纪录容量要更高，必须要增加厚度达到2mm。这是一个简单的动机，二度空间纪录的PAP-DVD仅使用1m m厚度，而在Holo-CD则是以三度空间的方式储存资料，将PAP多涂布几层，便可以达到这样的目的，也就是PAP可以被单层或更多层使用，造成两种不同的光储存媒体。虽然如此，光空想是无用的，怎样控制PAP被累积到一定厚度时仍保有如单层时的好品质，才是PAP能够被大量应用的利基。

再举一个例子，目前的CD光驱都使用红光雷射作为读取、擦与写等动作，这是一种波长较长的雷射，DVD光驱亦采用相同光源，但是未来是必要朝向更短波长雷射光研究与前进，唯有如此，才能提高纪录密度。

几年内，拜耳研究群的博士们预言蓝光雷射(氮化镓, GaN雷射)将会终结红光雷射(二氧化碳, CO2雷射)，这也是他们为什么开始研究可以适应短波长雷射的塑料材料之原因，他们深信，全像光储存系统的明日世界不可或缺的资料储存利器！

1. Mr. Dennis Gabor，获得1971年诺贝尔奖以褒扬其在全像摄影技术上卓越的贡献。

一片传统CD涂上PAP，资料的写入使用绿光雷射。

计算机所控制的实验，光定位塑料的光学性质正被测试着，中央暗橘红色的片子即是Holo-CD，显影写入使用绿光雷射，反射率与穿透率测试使用红光与远红雷射。

实际上，实验的设备极为复杂，同时必须耗费人的思考能力与时间去组成，左边的照片秀出实验的完整仪器有多么的复杂；右边的照片则为在黑暗背景中的绿色与红光雷射可以被清楚辨识。

肋状链接构的PAP，这是光定位塑料的组成单元，正常状态下是混乱无序的，然后当极化绿光雷射进入后，受影响的肋状链会突然整齐的排队。

全像纪录方法，有一束资料雷射与定位雷射射入光定位塑料中，两者聚焦交会位置便将数据写入，可以在一片厚度为1mm的盘片中纪录1000层。当读取光束使用非绿光雷射读取时，聚焦位置便会读出数据。