RU2698168C1 - Method for minimally invasive low-energy multi-beam recording of information on the surface of an object for long-term storage, reading, diagnostics, and its realizing device is a beam system for recording and reading and storing data - Google Patents

Method for minimally invasive low-energy multi-beam recording of information on the surface of an object for long-term storage, reading, diagnostics, and its realizing device is a beam system for recording and reading and storing data Download PDF

Info

Publication number
RU2698168C1
RU2698168C1 RU2018147287A RU2018147287A RU2698168C1 RU 2698168 C1 RU2698168 C1 RU 2698168C1 RU 2018147287 A RU2018147287 A RU 2018147287A RU 2018147287 A RU2018147287 A RU 2018147287A RU 2698168 C1 RU2698168 C1 RU 2698168C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
information
reading
recording
term storage
long
Prior art date
Application number
RU2018147287A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Евгеньевич Теркин
Валерий Владимирович Полянский
Александр Сергеевич Ермилов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Специальное конструкторское бюро "Инновационно-аналитические разработки"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Специальное конструкторское бюро "Инновационно-аналитические разработки" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Специальное конструкторское бюро "Инновационно-аналитические разработки"
Priority to RU2018147287A priority Critical patent/RU2698168C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2698168C1 publication Critical patent/RU2698168C1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41MPRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein

Landscapes

  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

FIELD: information technology.
SUBSTANCE: invention relates to methods of recording information on a material object, intended for providing long-term storage on the surface of objects – from among objects (articles) obtained as a result of economic activities, as well as specially made for long-term storage of information, with the possibility of fast information acquisition during reading. For the first time, a method and a multi-beam system are proposed, which generates streams of parallel beams of low energy ions with their immediate delivery to the region of action for input of information organized bitwise in form of optimal size, number, direction of movement, average kinetic energy of clots (bunches) ions of contrast agent, implanted in near-surface layer of object, made in a single body (a multi-beam data insertion tool). In the case of a version for long-term archival storage of information, specially made plates which satisfy ×depending on the application. Two-way (through) reading from relatively large depth of recorded information requires transparency in ranges of electromagnetic spectrum used for reading, minimum number of chemical elements (isotopes) included in basic structure of base (substrate, information carrier), as well as minimum amount of impurities. Thus, recommendations for selecting a substrate in double-sided reading are transparency and purity (basic composition). Minimum thickness for information-significant layer of substrate substance is not less than 10 mcm at double-sided reading and not less than 30–50 mcm for layer providing stiffness and durability of carrier. In this case, the amount of information recorded on a quartz plate with dimensions of 10×10×0.01 cm3 (thickness of working layer of plate ~10 mcm, the remaining thickness for maintaining the plate stiffness during long-term storage), is about 1 petabit or about 10 terabit/cm2.
EFFECT: disclosed is a method for providing long-term storage of information on the surface of objects.
13 cl

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к способам занесения информации на материальный объект, предназначенным для обеспечения длительного хранения на поверхности объектов - из числа предметов (изделий), получаемых в результате хозяйственной деятельности, а также специально изготовленных для длительного хранения информации, с возможностью быстрого получения информации в процессе считывания.The invention relates to methods for recording information on a material object, designed to provide long-term storage on the surface of objects - from among objects (products) obtained as a result of economic activity, as well as specially made for long-term storage of information, with the ability to quickly obtain information in the process of reading.

Заявленный способ может найти применение при создании и заполнении информационных носителей длительного и надежного хранения информации для текущего и будущего применений в машиностроении, авиастроении, искусстве, а также в других отраслях промышленного производства и сферах человеческой деятельности.The claimed method can find application in the creation and filling of information carriers of long-term and reliable storage of information for current and future applications in mechanical engineering, aircraft manufacturing, art, as well as in other industries and human activities.

Предшествующий уровень техникиState of the art

Патентованные [1] способы управления низкоэнергетическими пучками заряженных частиц, в том числе ионами и устройство «Маркиратор» реализующее описанные способы, позволяет получать на объекте пятно фокуса, размер шагов по поверхности и глубине с величинами порядка 1 мкм, числом частиц (ионов) в сгустке (банче, кластере, фрагменте) 103-108 и энергией ионов ≤1000 кэВ. Минимально возможный по размерам и числу частиц кластер, занесенный в приповерхностный слой объекта устройством «Маркиратор», распознается многодиапазонным сканирующим спекл-интерферометрическим устройством «Считыватель», предложенным также в [1] и реализующем методы описанные в том же патенте, как 1 бит информации. Оцененная там же удельная информационная емкость, достигаемая при записи идентифицируемых с высокой надежностью данных путем нанесения малоинвазивных идентификационных меток на изделия оценивается уровнем до 1 Мбит/кв. мм в случае использования 2-х мерных (плоскостных) меток и уровнем до 10 Мбит/куб. мм в случае 3-х мерных (объемных) меток.Patented [1] methods for controlling low-energy beams of charged particles, including ions and the Markirator device that implements the described methods, allows one to obtain a focus spot, the size of steps along the surface and depth with values of the order of 1 μm, the number of particles (ions) in a bunch (bunche, cluster, fragment) 10 3 -10 8 and ion energy ≤1000 keV. The smallest possible cluster in terms of size and number of particles, entered into the surface layer of the object by the Markirator device, is recognized by the multi-range scanning speckle interferometric device Reader, which was also proposed in [1] and implements the methods described in the same patent as 1 bit of information. The specific information capacity estimated there, achieved by recording data identifiable with high reliability by applying minimally invasive identification marks on products, is estimated to be up to 1 Mbit / sq. mm in the case of using 2-dimensional (planar) marks and a level of up to 10 Mbps. mm in the case of 3-dimensional (volumetric) marks.

Применение современных достижений в способах лазерного получения ускоренных заряженных частиц, дает непосредственную возможность распространить метод нанесения-считывания малоинвазивных приповерхностных меток на область методов, устройств и носителей для долговременного (архивного, «вечного») хранения информации.The use of modern advances in laser methods for producing accelerated charged particles provides an immediate opportunity to extend the method of applying and reading minimally invasive near-surface labels to the field of methods, devices, and media for long-term (archival, “eternal”) storage of information.

Описание изобретенияDescription of the invention

Впервые предлагается способ и многопучковая система создающая потоки параллельных пучков ионов низких энергий (ПИНЭ) с непосредственной доставкой их к области воздействия для занесения информации организованной побитно в виде оптимальных по размерам, числу, направлению движения, средней кинетической энергии сгустков (банчей) ионов контрастного вещества, имплантируемых в приповерхностный слой объекта, выполненные в едином корпусе (многопучковый инструмент внесения данных - мПИВД). Многопучковый генератор ПИНЭ строится на основе лазерных методов получения и ускорения частиц с помощью короткоимпульсных (фемто - аттосекундных) лазеров с высокой концентрацией энергии в импульсе взаимодействующем со специальными лазерными мишенями-излучателями (МИ). В результате взаимодействия рождаются сгустки (банчи) заряженных частиц. Коллимирование и фокусировка банчей образовавшихся частиц позволяет создавать компактные генераторы ионных (ионы, электроны и гамма-кванты) банчей со средними энергиями ионов до сотен МэВ/нуклон и релятивистские электроны в сопровождении позитронов и гамма-квантов. Доставка лазерных импульсов к мишенно-фокусирующей головке (МФГ), являющейся выходным элементом для имлантации банчей и считывания записанной информации, обеспечивается гибкими световодами, что позволяет создавать компактные приборы записи данных.For the first time, a method and a multi-beam system are created that creates flows of parallel beams of low-energy ions (PINES) with their direct delivery to the impact area for entering information organized bit by bit in the form of optimal in size, number, direction of motion, average kinetic energy of clumps (bunches) of contrast medium ions, implanted in the surface layer of the object, made in a single building (multi-beam data entry tool - mPIVD). The PINE multi-beam generator is based on laser methods for producing and accelerating particles using short-pulse (femto-attosecond) lasers with a high concentration of energy in a pulse interacting with special laser emitter targets (MIs). As a result of the interaction, clumps (bunches) of charged particles are born. The collimation and focusing of the bunches of the formed particles allows the creation of compact ion generators (ions, electrons and gamma quanta) of bunches with average ion energies of up to hundreds of MeV / nucleon and relativistic electrons accompanied by positrons and gamma quanta. The delivery of laser pulses to the target-focusing head (MFG), which is an output element for implanting bunches and reading recorded information, is provided by flexible optical fibers, which allows the creation of compact data recording devices.

Лазерное ускорениеLaser acceleration

Лазерное ускорение обеспечивается ускорением ионов кулоновским взрывом кластерных и твердотельных мишеней-излучателей (МИ). Возможны также следующие варианты лазерного ускорения:Laser acceleration is provided by ion acceleration by the Coulomb explosion of cluster and solid-state emitter targets (MIs). The following laser acceleration options are also possible:

- ускорением ионов в приповерхностном слое МИ;- acceleration of ions in the surface layer of MI;

- ускорением ионов радиационным давлением света;- acceleration of ions by radiation pressure of light;

- ускорением ионов в магнитном вихре;- acceleration of ions in a magnetic vortex;

- ускорением ионов на фронте бесстолкновительной ударной волны [2].- acceleration of ions at the front of a collisionless shock wave [2].

Процесс получения каким-либо (любым) методом ускоренных ионов сопровождается генерацией быстрых электронов, дальнейшее распространение которых в веществе рождает также позитроны и гамма-кванты.The process of obtaining accelerated ions by any (any) method is accompanied by the generation of fast electrons, the further propagation of which in a substance also gives rise to positrons and gamma rays.

В настоящее время максимальная энергия ионов, ускоренных с использованием тонких твердотельных мишеней-излучателей и фемтосекундных лазеров, составляет 40 МэВ [3], 45 МэВ [4], 160 МэВ [5] для протонов; 1 ГэВ (т.е. 83 МэВ/нуклон) для углерода [6].Currently, the maximum energy of ions accelerated using thin solid-state emitter targets and femtosecond lasers is 40 MeV [3], 45 MeV [4], 160 MeV [5] for protons; 1 GeV (ie, 83 MeV / nucleon) for carbon [6].

Использование метода ускорения ионов кулоновским взрывом кластерных и твердотельных мишеней-излучателей (МИ) позволяет создать компактную установку с Гигаваттной мощностью в импульсе для генерации ионных (в сопровождении электронов, позитронов и гамма-квантов) банчей суммарной интенсивности 1010-1012 ионов/сек и средней энергией до 50 МэВ/нуклон.Using the method of ion acceleration by the Coulomb explosion of cluster and solid-state target emitters (MI) allows you to create a compact installation with a gigawatt power in a pulse to generate ion (accompanied by electrons, positrons and gamma-quanta) bunches with a total intensity of 10 10 -10 12 ions / sec and average energy up to 50 MeV / nucleon.

С помощью перечисленных методов лазерного ускорения происходит генерация банчей со сложным ионным составом в сопровождении электронов, позитронов и гамма-квантов, что позволяет осуществлять эффективное занесение информации (маркирование, как метод создания памяти) в облучаемую часть объекта, а также осуществлять одновременно и диагностику (контроль правильности процесса и конечного результата занесения информации) облучаемой и прилегающих областей объекта [7, 8]. Кроме того, например, если сформировать протонный пучок с небольшой добавкой ионов углерода и/или кислорода, то в веществе объекта будет стимулироваться формирование оксидов/карбидов, которые будут дополнительно химически воздействовать на вещество объекта, увеличивая контрастность информационных сгустков.Using the above laser acceleration methods, bunches with complex ionic composition are generated, accompanied by electrons, positrons and gamma-quanta, which allows efficient recording of information (marking, as a method of creating memory) in the irradiated part of the object, as well as diagnostics (control the correctness of the process and the final result of entering information) of the irradiated and adjacent areas of the object [7, 8]. In addition, for example, if a proton beam is formed with a small addition of carbon and / or oxygen ions, then the formation of oxides / carbides will be stimulated in the substance of the object, which will additionally chemically affect the substance of the object, increasing the contrast of information clots.

Доставка импульсов формирующего лазера осуществляется по гибким световодам, вмонтированным в используемые устройства к МФГ. Мишенная часть МФГ имеет фрагментарный и секторальный характер, т.е. в нее включены фрагменты разных веществ, что обеспечивает возможность динамического выбора определенного типа ионов банча в процессе работы (разноионный состав выходного пучка) и возможности многопучковой (многоканальной) записи считывания.The pulses of the forming laser are delivered via flexible optical fibers mounted in the used devices to the MFG. The target portion of the IFG is fragmented and sectoral in nature, i.e. fragments of different substances are included in it, which makes it possible to dynamically select a specific type of bunch ions during operation (different ion composition of the output beam) and the possibility of a multi-beam (multi-channel) read recording.

Несколько десятков идентичных управляемых индивидуально каналов образуют основу полного многоканального (многопучкового) устройства записи информации, состоящего из многоканального ГПИНЭ (МКГПИНЭ), гибких световодов собранных в жгут, многоканальной управляемой оптики (МКУО) в составе многоканальной МФГ (МКМФГ). Конструкция МКМФГ, как и в одноканальном варианте, обеспечивает возможность сканирования головки как целого в телесном угле 2π (4π если необходимо) и, кроме того, на конечном участке устройство каждого канала позволяет иметь некоторый дополнительный диапазон по полярному углу (относительно оси первоначального пучка) для индивидуального синхронно-асинхронного сканирования.Several dozen identical individually controlled channels form the basis of a complete multi-channel (multi-beam) device for recording information, consisting of multi-channel SPINE (MKPINE), flexible optical fibers assembled in a bundle, multi-channel controlled optics (MKUO) as part of multi-channel MFG (MKMFG). The MKMFG design, as in the single-channel version, provides the ability to scan the head as a whole in a solid angle of 2π (4π if necessary) and, in addition, in the final section, the device of each channel allows you to have some additional range in the polar angle (relative to the axis of the initial beam) for individual synchronous asynchronous scanning.

Блок вычислений и управления (БВУ) управляет параметрами многопучкового устройства для лучевого внесения информации (МПУЛВМ), который является элементом ПИВД. БВУ осуществляет управление следующими характеристиками ионного (ион-электрон-позитрон-гамма-квантного) банча с помощью манипулирования параметрами лазерных импульсов и мишенной части головки:The computing and control unit (BVI) controls the parameters of a multi-beam device for beam input of information (MPULVM), which is an element of the PIVD. The BVU manages the following characteristics of the ionic (ion-electron-positron-gamma-quantum) bunch by manipulating the parameters of the laser pulses and the target part of the head:

- средняя энергия банча;- the average energy of the bunch;

- начальная угловая расходимость банча;- the initial angular divergence of the bunch;

- интенсивность банча;- the intensity of the bunch;

- длительность банча;- the duration of the bunch;

- тип ионов (ион-электрон-позитрон-гамма-квантного) банча.- type of ion (ion-electron-positron-gamma-quantum) bunch.

Характер подложкиNature of the substrate

В случае варианта для длительного архивного хранения информации применяются специально изготовленные пластины удовлетворяющие требованиям в зависимости от назначения.In the case of the option for long-term archival storage of information, specially made plates are used that meet the requirements depending on the purpose.

Двухстороннее (сквозное) считывание с относительно больших глубин занесенной информации требует прозрачности в используемых для считывания диапазонах электромагнитного спектра, минимального числа химических элементов (изотопов) входящих в базовую структуру основы (подложки, носителя информации), а также минимального количество примесей. Таким образом, рекомендациями по выбору подложки при двухстороннем считывании являются - прозрачность, чистота (базового состава).Bilateral (through) reading from relatively large depths of the entered information requires transparency in the ranges of the electromagnetic spectrum used for reading, the minimum number of chemical elements (isotopes) included in the basic structure of the base (substrate, information carrier), as well as the minimum amount of impurities. Thus, the recommendations for choosing a substrate for two-sided reading are transparency, purity (basic composition).

Минимальная толщина для информационно-значимого слоя вещества подложки составляет не менее 10 мкм при двухстороннем считывании и не менее 30-50 мкм для слоя обеспечивающего жесткость и долговечность носителя.The minimum thickness for the information-significant layer of the substrate substance is at least 10 μm for two-sided reading and at least 30-50 μm for the layer providing rigidity and durability of the carrier.

Варианты материалов при двухстороннем считывании выбираются из класса диэлектриков или полупроводников; в частности, подходящими материалами будут кристаллические и аморфные - кварц, кремний, германий и другие.Two-way reading materials are selected from the class of dielectrics or semiconductors; in particular, crystalline and amorphous — quartz, silicon, germanium, and others — will be suitable materials.

При одностороннем считывании (и естественно, ограниченной глубине занесения информации) возможно использование гораздо более широкого набора материалов, в том числе и металлов.With one-sided reading (and, of course, a limited depth of entering information), it is possible to use a much wider range of materials, including metals.

Плотность записиRecording density

Для минимальной чувствительности считывающего устройства при считывании 103 атомов любого выбранного для занесения элемента периодической системы в 1 куб. мкм число частиц заносимых в ячейку объемом 1 куб. мкм можно варьировать в широких пределах - 103-105 ионов (превышение уровня - 105 ионов для одной ячейки технически возможно, но потребует достаточно больших энергетических затрат и, таким образом, не всегда целесообразно).For the minimum sensitivity of the reader when reading 10 3 atoms of any element of the periodic system selected for the introduction of 1 cc. μm, the number of particles introduced into the cell with a volume of 1 cubic meter microns can be varied over a wide range - 10 3 -10 5 ions (exceeding the level of 10 5 ions for one cell is technically possible, but it will require a rather large energy cost and, therefore, is not always advisable).

К настоящему времени известно [9] 115 химических элементов, из них 82 находятся в достаточном количестве в земной коре и используются в производственной деятельности, кроме того, количество открытых различных изотопов элементов составляет ~3500, таким образом, оценка ~100 изотопов, которые можно использовать для обеспечения разнообразия типов информационных меток являющимся носителями бит информации, является нижней оценкой.To date, 115 chemical elements are known [9], of which 82 are in sufficient quantity in the earth's crust and are used in industrial activities, in addition, the number of different discovered isotopes of elements is ~ 3500, so an estimate of ~ 100 isotopes that can be used to provide a variety of types of information labels that are carriers of bits of information, is a lower bound.

Достижимый в этом случае объем информации заносимой на кварцевую пластину с размерами 10×10×0.01 см3 (толщина рабочего слоя пластины ~10 мкм, остальная толщина для поддержания жесткости пластины при длительном хранении) составит величину порядка 1 Петабит (Пбит), или примерно 10 Терабит (Тбит)/см2.Achievable in this case, the amount of information recorded on a quartz plate with dimensions of 10 × 10 × 0.01 cm 3 (the thickness of the working layer of the plate is ~ 10 μm, the remaining thickness to maintain the stiffness of the plate during long-term storage) will be about 1 Petabits (Pbit), or about 10 Terabit (Tbit) / cm 2 .

Предложенный способ использования малоинвазивной многопучковой лучевой низкоэнергетической записи информации (способ малоинвазивной многопучковой лучевой низкоэнергетической записи информации - мИМПЛНэЗИ), надежный способ воспроизведения (считывания) занесенной информации и система, реализующая данный способ позволяет впервые осуществить новый способ и устройство прецизионного занесения информации для долговременного хранения путем введения сверхмалых доз (атто - сгустков, кластеров, фрагментов) контрастных веществ в точечно подобную пространственную область облучаемой зоны объекта.The proposed method of using a minimally invasive multi-beam radiation low-energy information recording (the method of minimally invasive multi-beam radiation low-energy information recording - mIMPLNeZI), a reliable method for reproducing (reading) recorded information and a system that implements this method for the first time allows a new method and device for precise recording of information to be introduced for long-term storage by introducing information for long-term storage ultra-small doses (atto - clots, clusters, fragments) of contrast agents in a pointwise obnuyu spatial region irradiated target area.

Вычисление параметров управления для пучкового устройства мИМПЛНэЗИ и контроль идентичности вносимой информации заданной изначально производится в блоке вычислений и управления за счет информации поступающей с системы мониторинга встроенной соосно с МКМФГ.The calculation of control parameters for the MIMPLNEZI beam device and the identity of the input information given are initially controlled in the computation and control unit due to the information received from the monitoring system integrated coaxially with the MKMFG.

ЛИТЕРАТУРАLITERATURE

1. Патент №2644121.1. Patent No. 2644121.

2. Haberberger D et al. Nature Phys. 8 95 (2012).2. Haberberger D et al. Nature Phys. 8 95 (2012).

3. Ogura К et al. Opt. Lett. 37 2868 (2012).3. Ogura K et al. Opt. Lett. 37,288 (2012).

4. Kim I J et al. Phys. Rev. Lett. 111 165003 (2013).4. Kim I J et al. Phys. Rev. Lett. 111 165003 (2013).

5. Hegelish В M et al., arXiv: 1310.8650.5. Hegelish, M et al., ArXiv: 1310.8650.

6. Jung D et al. Phys. Plasmas 20 083103 (2013).6. Jung D et al. Phys. Plasmas 20 083103 (2013).

7. Korzhimanov A V et al. Phys. Rev. Lett. 109 245008 (2012).7. Korzhimanov A.V. et al. Phys. Rev. Lett. 109 245008 (2012).

8. Nishiuchi M et al. Rev. Sci. Instrum. 85 02B904 (2014).8. Nishiuchi M et al. Rev. Sci. Instrum. 85 02B904 (2014).

9. https://ru.wikipedia.org/wiki/Изотопы9. https://ru.wikipedia.org/wiki/Isotopes

Claims (13)

1. Способ занесения информации на любой твердый материальный объект, в том числе специально изготовленный для обеспечения длительного хранения и возможности быстрого получения информации в процессе считывания, согласно которому в приповерхностном слое примесными добавками создается малоразмерное изображение метки, т.е. бита, единицы информации, заносимое путем модифицирования маркируемого участка этой поверхности с помощью ионного пучка контрастного вещества химического элемента, отличающийся тем, что в качестве устройства для занесения информации используется многоканальный/ многопучковый ионный ускоритель «многопучковый маркиратор».1. The method of recording information on any solid material object, including one specially made to provide long-term storage and the ability to quickly obtain information during the reading process, according to which a small-sized image of the label is created in the surface layer with impurity additives, i.e. bits, units of information recorded by modifying a marked area of this surface with an ion beam of a contrast agent of a chemical element, characterized in that a multi-channel / multi-beam ion accelerator “multi-beam marker” is used as a device for recording information. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что каждый канал представляет собой ускоритель ионов на основе короткоимпульсных атто-, фемтосекундных лазеров, и тем, что каждый канал управляется индвидуально.2. The method according to p. 1, characterized in that each channel is an ion accelerator based on short-pulse atto-, femtosecond lasers, and the fact that each channel is controlled individually. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что имеется многоканальная мишенно-фокусирующая головка с фрагментарно-секторальной структурой для обеспечения фокусировки и разнотипности ионов в пучках.3. The method according to p. 1, characterized in that there is a multichannel target-focusing head with a fragmentary-sectoral structure to ensure focusing and different types of ions in the beams. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что лазерные импульсы доставляются к многоканальной мишенно-фокусирующей головке по гибким световодам для обеспечения возможности расположения ее непосредственно на границе облучаемой области объекта.4. The method according to p. 1, characterized in that the laser pulses are delivered to the multi-channel target-focusing head via flexible optical fibers to enable its location directly on the boundary of the irradiated area of the object. 5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в процессе занесения информации также осуществляется одновременно и диагностика-мониторинг (контроль правильности процесса и конечного результата занесения информации) облучаемой и прилегающих областей объекта.5. The method according to p. 1, characterized in that in the process of entering information, diagnostics and monitoring are also carried out simultaneously (control of the correctness of the process and the final result of entering information) of the irradiated and adjacent areas of the object. 6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что управление средней энергией, начальной угловой расходимостью, интенсивностью, длительностью ионного сгустка (банча) осуществляется манипулированием параметрами лазерных импульсов и мишенно-фокусирующей головки в блоке вычислений и управления.6. The method according to claim 1, characterized in that the average energy, the initial angular divergence, intensity, and the duration of the ion bunch (bunch) are controlled by manipulating the parameters of the laser pulses and the target-focusing head in the calculation and control unit. 7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что изображение единицы информации (бита, метки) надежно детектируется при зондировании не только по отраженному-рассеянному (одностороннее считывание), но и прошедшему сквозь вещество носителя (двухстороннее считывание) излучению с одновременным использованием когерентных излучателей и приемников в нескольких диапазонах электромагнитного спектра.7. The method according to p. 1, characterized in that the image of a unit of information (bits, tags) is reliably detected when sensing not only by reflected-scattered (one-sided reading), but also transmitted radiation through the carrier material (two-sided reading) while using coherent emitters and receivers in several ranges of the electromagnetic spectrum. 8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что имплантация кластеров (бит) примесных добавок в атомную структуру приповерхностного слоя носителя в варианте двухстороннего считывания достигает плотности информации до 10 Терабит/кв.см или суммарной информационной емкости для пластины площадью 100 кв.см - 1 Пбит.8. The method according to p. 1, characterized in that the implantation of clusters (bits) of impurity additives in the atomic structure of the surface layer of the carrier in the double-sided reading option reaches an information density of up to 10 Terabits / sq. Cm or total information capacity for a plate with an area of 100 sq. Cm - 1 Pbit. 9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для комбинированного носителя (сборка), состоящего из 10 этажей параллельных пластин площадью 100 кв.см каждая, и единой системы перемещаемых головок записи-считывания в варианте двухстороннего считывания каждой пластины суммарная информационная емкость составит до 10 Пбит.9. The method according to p. 1, characterized in that for a combined medium (assembly) consisting of 10 floors of parallel plates with an area of 100 sq. Cm each, and a single system of movable write-read heads in the option of double-sided reading of each plate, the total information capacity will be up to 10 pbits. 10. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее блок вычислений и управления, подключенный к дисплею отображения, и блок питания, отличающееся тем, что оно содержит управляемый инструмент записи-считывания, выполненный виде пучковой системы, генерирующей банчи заряженных частиц, лазера генератора низкоэнергетических ионов, при этом блок вычислений и управления подключен к управляющим входам пучковой системы, лазера и устройства индикации, информационный вход которого соединен с соответствующим выходом пучковой системы, оптически связанной через многоканальный световод с лазером генератора низкоэнергетических ионов, подключенным к блоку питания.10. The device for implementing the method according to claim 1, comprising a computing and control unit connected to the display display, and a power supply unit, characterized in that it contains a controllable write-read tool made in the form of a beam system generating bunches of charged particles, a laser generator low-energy ions, while the calculation and control unit is connected to the control inputs of the beam system, laser and indicating device, the information input of which is connected to the corresponding output of the beam system, opt cally bonded through multichannel fiber with low-energy ion laser generator connected to the power supply. 11. Устройство для осуществления способа по п. 1, отличающееся тем, что пучковая система записи-воспроизведения и долговременного хранения содержит корпус, внутри корпуса последовательно расположены многоканальный световод, поворотный механизм для ориентации многоканальной мишенно-фокусирующей головки, электроуправляемая матрица управляемой оптики, многослойная структурированная мишень, излучатель с держателем и элементы магнитно-электростатической тонкой фокусировки банчей, при этом внутри корпуса проложена шина обмена и управления, соединенная с электроуправляемым оптическим узлом (матрицей управляемой оптики), блоками считывания, аналого-цифровых преобразований, коммутации, передачи и управления и электромагнитными элементами для фокусировки банчей.11. The device for implementing the method according to claim 1, characterized in that the beam recording-reproduction and long-term storage system comprises a housing, a multi-channel optical fiber, a rotary mechanism for orienting a multi-channel target-focusing head, an electrically controlled matrix of controlled optics, a multilayer structured structured sequentially located inside the housing target, emitter with holder and elements of magneto-electrostatic fine focusing of bunches, while an exchange bus is laid inside the housing and controlled connected to an electrically controlled optical node (matrix of controlled optics), reading units, analog-to-digital conversions, switching, transmission and control and electromagnetic elements for focusing bunches. 12. Устройство для осуществления способа по п. 1, отличающееся тем, что ионы генерируются использованием многослойной структурированной тонкой твердотельной, сложного атомного состава (углеродоводородная группа из биологически эффективных и безопасных тяжелых частиц с массовым числом больше 1) мишени-излучателя, расположенной ортогонально оси пучковой системы записи-воспроизведения и долговременного хранения.12. The device for implementing the method according to claim 1, characterized in that the ions are generated using a multilayer structured thin solid-state, complex atomic composition (a carbon-hydrogen group of biologically effective and safe heavy particles with a mass number of more than 1) of the emitter target orthogonal to the beam axis recording-reproduction systems and long-term storage. 13. Устройство для осуществления способа по п. 1, отличающееся тем, что система записи-воспроизведения содержит насадку, соосную устройству, содержащую многослойную аксиальную сканирующую головку, расположенную в концевой части и состоящую из матрицы чувствительных элементов для приема ультрафиолетового, видимого, инфракрасного диапазонов, пьезодатчиков для приема ультразвукового излучения, излучателей ультрафиолетового, видимого, инфракрасного диапазонов и излучателей ультразвука для считывания информации и диагностики.13. The device for implementing the method according to claim 1, characterized in that the recording-reproducing system comprises a nozzle coaxial to the device containing a multilayer axial scanning head located in the end part and consisting of a matrix of sensitive elements for receiving ultraviolet, visible, infrared ranges, piezosensors for receiving ultrasonic radiation, ultraviolet, visible, infrared emitters and ultrasound emitters for reading information and diagnostics.
RU2018147287A 2018-12-28 2018-12-28 Method for minimally invasive low-energy multi-beam recording of information on the surface of an object for long-term storage, reading, diagnostics, and its realizing device is a beam system for recording and reading and storing data RU2698168C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018147287A RU2698168C1 (en) 2018-12-28 2018-12-28 Method for minimally invasive low-energy multi-beam recording of information on the surface of an object for long-term storage, reading, diagnostics, and its realizing device is a beam system for recording and reading and storing data

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018147287A RU2698168C1 (en) 2018-12-28 2018-12-28 Method for minimally invasive low-energy multi-beam recording of information on the surface of an object for long-term storage, reading, diagnostics, and its realizing device is a beam system for recording and reading and storing data

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2698168C1 true RU2698168C1 (en) 2019-08-22

Family

ID=67733798

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018147287A RU2698168C1 (en) 2018-12-28 2018-12-28 Method for minimally invasive low-energy multi-beam recording of information on the surface of an object for long-term storage, reading, diagnostics, and its realizing device is a beam system for recording and reading and storing data

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2698168C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2199447C2 (en) * 1997-05-23 2003-02-27 Джерсан Эстаблишмент Diamond marking
WO2009017433A1 (en) * 2007-07-27 2009-02-05 Yuri Konstantinovich Nizienko Method for marking valuable articles
RU2644121C2 (en) * 2016-06-22 2018-02-07 Общество с ограниченной ответственностью "Специальное конструкторское бюро "Инновационно-аналитические разработки" Method of hidden small-invasive marking of object for its identification

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2199447C2 (en) * 1997-05-23 2003-02-27 Джерсан Эстаблишмент Diamond marking
WO2009017433A1 (en) * 2007-07-27 2009-02-05 Yuri Konstantinovich Nizienko Method for marking valuable articles
RU2644121C2 (en) * 2016-06-22 2018-02-07 Общество с ограниченной ответственностью "Специальное конструкторское бюро "Инновационно-аналитические разработки" Method of hidden small-invasive marking of object for its identification

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kleinknecht Detectors for particle radiation
Hugenschmidt et al. The NEPOMUC upgrade and advanced positron beam experiments
Goodson Search for supersymmetry in states with large missing transverse momentum and three leptons including a Z-boson
Galy et al. Bremsstrahlung production with high-intensity laser matter interactions and applications
Brückel et al. Conceptual Design Report-Jülich High Brilliance Neutron Source (HBS)
RU2698168C1 (en) Method for minimally invasive low-energy multi-beam recording of information on the surface of an object for long-term storage, reading, diagnostics, and its realizing device is a beam system for recording and reading and storing data
Soldani Innovative applications of strong crystalline field effects to particle accelerators and detectors
Žagar et al. Laser-generated nanosecond pulsed neutron sources: scaling from VULCAN to table-top
Schlüter The π− η and π− η′ systems in exclusive 190 GeV π− p reactions at COMPASS (CERN)
HU203165B (en) Macroscopic laser, further method for getting boson beam, as well as equipment and method for obtaining energy by means of nuclear fusion
Baur et al. Photon-Photon Physics with heavy ions at CMS
Kenyon Elementary particle physics
Sann Position sensitive detectors in heavy ion physics (at GSI)
Uggerhøj Some energy-loss and channeling phenomena for GeV particles
Hoecker Commissioning and early physics analysis with the ATLAS and CMS experiments
Schaepe Search for Supersymmetry in Tau Lepton Final States with the ATLAS Detector
Liseykina et al. Collective Effect of Radiation Friction in Laser-Driven Hole Boring of Dense Plasma Targets
Tang The Measurement and Optimization of Direct Laser Acceleration
Toso Study of the interferometric and gravitational behavior of antimatter
Bordelius Test beam studies of SpaCal prototype calorimeter module with tungsten absorber
Åkesson et al. Detection of jets with calorimeters at future accelerators
Haughton 3D detectors for the high luminosity LHC, with a feasibility study into the observation of ZZ production in the Z going to ee/μμ, z going to π channel with the ATLAS detector
Thirolf ‘Fission–Fusion’: Novel Laser-Driven Nuclear Reaction Mechanism
Mazzaschi Unveiling the (anti-) hypertriton properties with ALICE at the LHC
Singhal et al. Nuclear Physics with Intense Lasers