Фотохромизм - пример однофотонной фотоионизации. Т.е. каждый фотон светового потока (типа луча лазера) активизирует единственный электрон в материале. Когда эти электроны деактивизируются (очень быстро), каждый из них испускает единственный фотон с почти такой же энергией, как и поглощенный фотон.

Другой многообещающий метод подразумевает многофотонную активизацию, при которой каждый электрон материала поглощает много фотонов. Этот метод является более сложным. Из-за того, что каждый электрон поглощает более одного фотона, лазер взаимодействует с меньшим количеством материала. Это позволяет работать с материалом на более высоком разрешении в трех измерениях, что подразумевает гораздо бОльшую плотность записи и хранения данных.

Материал, с которым работали ученые, представляет собой особый тип оцинкованного фосфатного стекла, содержащего ионы серебра. Образцы материала, толщиной в один миллиметр, бесцветны и тщательно отполированы. Ученые действовали на материал очень коротким интенсивным лазерным лучом, сосредоточенным на площади в 200 микрометров. Исследователи меняли мощность лазера и количество импульсов, и замеряли показатели поглощения и переизлучения света освещенным участком.

Ученые заметили, что излучение заставило атомы серебра формироваться в плотные кластеры по размерам близким к молекулам. При определенной мощности лазерного луча и количестве импульсов кластеры серебра переизлучали лазерный луч с определенной частотой - в три раза более высокой, чем у лазерного луча источника (т.н. третья гармоника).

Тогда исследователи решили использовать мощный лазерный луч для записи информации в стеклянном материале. Тот же луч, но уже с пониженной мощностью вызывал третью гармонику кластеров серебра, и это давало возможность считывать записанную информацию.

На глубине около 200 микрометров группа ученых записала три слоя информации с расстоянием между слоями в 10 микрометров. Каждый слой содержал сетку битовых ячеек 12х12 с интервалом между ячейками в 3 микрометра. Такая размерность соответствует гигабиту(!) информации на квадратный сантиметр или 125 мегабайт на см2!

Чтобы проверить стабильность хранения данных, ученые подвергли образцы материала термообработке. Информация стиралась лишь при 400 градусах Цельсия, поскольку сама структура стекла при такой температуре начинала меняться. После повторной полировке материала, можно было вновь записывать данные.

Справка:
Фотохромизм - явление обратимого изменения строения молекул или их электронного состояния, происходящего под действием света и сопровождающегося изменением окраски вещества. При этом могут происходить обратимые изменения и других свойств, например, показателя преломления, растворимости, реакционной способности, электрической проводимости. Фотохромизм присущ большому числу органических и неорганических соединений.

Источник: PhysOrg