研究人员使用3D 打印全息技术在普通塑料上存储数据编码

2024年3月25日，南极熊获悉，来自维也纳工业大学的研究人员推出了一种通过 3D 打印全息技术存储数据的新方法。通过利用常见的塑料，数据可以被编码为包含576位密钥和地址的冗余特性。

相关研究以题为“使用计算机生成的 3D 打印相位板编码太赫兹全息位/ Encoding terahertz holographic bits with a computer-generated 3D-printedphase plate”的论文被发表在《科学报告》期刊上。

相关论文链接：https://www.nature.com/articles/s41598-024-56113-2

将数字信息编码为全息图像的过程通常称为全息数据存储（HDS）。这种光学存储方法是通过将位编码为嵌入存储介质中的衍射或“干涉”图案来实现的。当指定波长和相位分布的光照射存储介质时，它会被衍射图案散射。

通过相长和解构干涉的过程，能够创建出存储数据的全息图像，通常采用二维 (2D) 位矩阵的形式 – 所谓的“数据页”。可以使用检测器阵列即时检索整个数据页，并且可以使用光学复用技术（诸如照明光的相位、频率或角度调制）将许多数据页编码到相同的存储体积中。

在本研究中，研究人员通过使用计算机生成的 3D 打印全息相位板演示太赫兹波长下的 HDS，测试了太赫兹光束整形的极限。该过程涉及利用 Github 上提供的免费开源软件 (FOSS) 并结合 3D 打印。使用正确的工具，可以将全息数据映射并打印到常规塑料基材上。然而，读取编码数据需要使用太赫兹波，这是该过程中成本最高的部分。

△用于对全息存储的数据矩阵进行成像的实验装置示意图。（图片来源：维也纳工业大学）

虽然传统的全息存储方法非常昂贵，但这种方法提供了一种经济高效的替代方案。通过访问必要的资源（例如研究论文、Github 存储库、3D 打印机和必要的计算技能），用户可以以低廉的成本创建功能性全息存储介质。

维也纳工业大学固体物理研究所的 Evan Constable 强调了这项技术的安全性和经济性，并指出其以最低成本安全存储有价值信息的潜力。尽管这项创新尚未准备好取代 NVMe SSD 等尖端存储解决方案，但它为经济且安全地存储加密密钥开辟了途径。

从本质上讲，3D 打印全息数据编码为廉价数据存储提供了一种未来而又切实的解决方案，让我们得以一睹科幻小说与现实的融合。