“超级光盘”诞生 我国在光存储领域获突破性进展

发布时间：2024-05-20 16:52:13 来源：心怀忐忑网 作者：知识

　　近日，超级光盘中国科学院上海光学精密机械研究所（以下简称“上海光机所”）与上海理工大学等科研单位合作，诞生在超大容量三维超分辨光存储研究中取得突破性进展。国光研究团队利用国际首创的存储双光束调控聚集诱导发光超分辨光存储技术，实验上首次在信息写入和读出均突破了衍射极限的领域限制，实现了点尺寸为54nm、获突道间距为70nm的破性超分辨数据存储，并完成了100层的进展多层记录，单盘等效容量达Pb量级，超级光盘对于我国在信息存储领域突破“卡脖子”障碍、诞生实现数字经济的国光可持续发展具有重大意义。相关研究成果于2024年2月22日发表于《自然》（Nature）杂志。存储

　　光存储技术具有绿色节能、领域安全可靠、获突寿命长达50~100年的破性独特优势，非常适合长期低成本存储海量数据，然而受到衍射极限的限制，传统商用光盘的最大容量仅在百GB量级。在信息量日益增长的大数据时代，突破衍射极限、缩小信息点尺寸、提高单盘存储容量长久以来一直都是光存储领域的不懈追求。

△Pb级光盘制备及读写方式示意图

　　1994年德国科学家Stefan W. Hell教授提出受激辐射损耗显微技术，首次证明了光学衍射极限能够被打破，并在2014年获得诺贝尔化学奖，经过20多年的发展，在显微成像、激光纳米光刻等多个领域实现了光学超分辨成果，信息的超分辨写入已经得到了解决。然而传统染料在聚集状态下极易发生荧光猝灭，造成信息的丢失，在纳米尺度下还存在被背景噪声湮没的难题，导致超分辨的信息难以读出，通常依赖电镜扫描的读出方式，限制了超分辨技术在光存储领域中的应用。因此，发展可同步实现超分辨写、超分辨读、三维存储及长寿命介质是10多年来光存储研究领域亟待解决的难题。

△超分辨信息记录结果

　　自20世纪80年代，上海光机所干福熹院士开创了我国数字光盘存储技术的研究，上海光机所团队一直深耕光存储领域。依托于丰厚的研究基础和创新技术方案，基于双光束超分辨技术及聚集诱导发光光刻胶材料相结合，在信息写入和读出均突破了衍射极限的限制，实现了点尺寸为54nm、道间距为70nm的超分辨数据存储，并完成了100层的多层记录，单盘等效容量约1.6Pb。经老化加速测试，光盘介质寿命大于40年，加速重复读取后荧光对比度仍高达20.5∶1，这是国际上首次实现Pb量级的超大容量光存储。

△100层记录和二进制编码译码复原结果

　　从光学显微技术，到当今“卡脖子”技术的光刻机，再到光存储技术，无一不被光学衍射极限所限制。在2021年Science发布的全世界最前沿的125个科学问题中，突破衍射极限限制更是在物理领域高居首位。该超分辨光盘的成功研制在信息写入和读出都突破了这一物理学难题，有助于我国在存储领域突破“卡脖子”障碍，将在大数据数字经济中发挥重大作用，以满足信息产业领域的重大需求。

△光盘实物照片

　　未来，研究团队将加快原始创新和关键技术攻关，推动超大容量光存储的集成化和产业化进程，并拓展其在显微成像、光刻、传感、光信息处理领域的交叉应用，产出更多更优秀的创新成果。

编辑： 陈捷纠错：171964650@qq.com

• 

  寒潮下的山区道路如此险！宁波交警：非必要不进山

• 

  全省最强！姚江工业水厂扩建工程“跃级”赋能

• 

  忙忙忙！“新春第一苗”在这家国家级良种场开育

• 

  67年超百张全家福 从三口之家到四世同堂

• 

  Sora创造的世界有多强？18分钟看完它生成的48条视频

• 

  俄乌公布阿夫杰耶夫卡战斗画面

• 

  惊艳！当打铁花遇上火凤凰氛围感拉满

• 

  彭佳学在宁波枢纽建设中心调研:奋发实干攻坚突破加快建设宁波枢纽

• 

  降温开始了！最低0℃！宁波近期将持续阴雨天气

• 

  10亿！50亿！100亿！这些宁波企业不断斩获大订单

• 上海涉事女教师已向警方反映隐私泄露 暂未立案
• 又香又脆的花生糖出炉 老街飘出地道味道
• 宁外区块规划确定 高新区港隆南侧地块规划调...
• 春节后宁波焦虑、抑郁发作患者增多 有人焦虑...
• 齐齐哈尔体育馆坍塌事故调查报告公布：51人...

扫一扫，中国宁波网装进手机

中国宁波网手机版

微信公众号

• 高新区港隆南侧地块规划调整方案公布
• 50亿！100亿！这些宁波企业不断斩获大订单
• 总营收同比增23%！宁波饭店业春节档龙行龘龘
• 春节后宁波焦虑、抑郁发作患者增多
• 春节假期宁波餐饮业热力升腾 是回暖信号吗？
• 全省最强！姚江工业水厂扩建工程“跃级”赋能

• 实事求是永不过时
• 办好民生实事
• 实诚实在，须“实”到好处
• 谋事要实，方能成事

• 开局就要有拼的姿态
• 多彩活动让年味更加浓烈
• “进一次门、查多项事”就是为企业减负
• 让更多村民乐享“村晚”大餐

• 

  沐春风

• 

  龙年贺岁

• 吴启钱：唯有谦卑
• 桂晓燕：龙的特殊和神奇
• 陈鲁民：范纯仁的“食谱”
• 陈鸣达: 滕头村魅力，乡村让城市更向往

• 阴 冰：以务实之举纠治形式主义顽疾
• 黄奇帆：新质生产力制造业的方向
• 刘俏：发展与高质量发展高度适配的科技金融
• 李瑞德 潘玉腾：“四下基层”的哲学意蕴和文化底色

中国宁波网（宁波甬派传媒股份有限公司）版权所有(C)

Copyright(C) 2001-2024 cnnb.com.cn All Rights Reserved

互联网新闻信息服务许可证：3312017004 信息网络传播视听节目许可证：1104076

违法和不良信息举报电话：0574-81850000　举报邮箱：nb81850@qq.com

“超级光盘”诞生 我国在光存储领域获突破性进展

稿源： 央视新闻 2024-02-22 14:44:00

　　近日，中国科学院上海光学精密机械研究所（以下简称“上海光机所”）与上海理工大学等科研单位合作，在超大容量三维超分辨光存储研究中取得突破性进展。研究团队利用国际首创的双光束调控聚集诱导发光超分辨光存储技术，实验上首次在信息写入和读出均突破了衍射极限的限制，实现了点尺寸为54nm、道间距为70nm的超分辨数据存储，并完成了100层的多层记录，单盘等效容量达Pb量级，对于我国在信息存储领域突破“卡脖子”障碍、实现数字经济的可持续发展具有重大意义。相关研究成果于2024年2月22日发表于《自然》（Nature）杂志。

　　光存储技术具有绿色节能、安全可靠、寿命长达50~100年的独特优势，非常适合长期低成本存储海量数据，然而受到衍射极限的限制，传统商用光盘的最大容量仅在百GB量级。在信息量日益增长的大数据时代，突破衍射极限、缩小信息点尺寸、提高单盘存储容量长久以来一直都是光存储领域的不懈追求。

△Pb级光盘制备及读写方式示意图

　　1994年德国科学家Stefan W. Hell教授提出受激辐射损耗显微技术，首次证明了光学衍射极限能够被打破，并在2014年获得诺贝尔化学奖，经过20多年的发展，在显微成像、激光纳米光刻等多个领域实现了光学超分辨成果，信息的超分辨写入已经得到了解决。然而传统染料在聚集状态下极易发生荧光猝灭，造成信息的丢失，在纳米尺度下还存在被背景噪声湮没的难题，导致超分辨的信息难以读出，通常依赖电镜扫描的读出方式，限制了超分辨技术在光存储领域中的应用。因此，发展可同步实现超分辨写、超分辨读、三维存储及长寿命介质是10多年来光存储研究领域亟待解决的难题。

△超分辨信息记录结果

　　自20世纪80年代，上海光机所干福熹院士开创了我国数字光盘存储技术的研究，上海光机所团队一直深耕光存储领域。依托于丰厚的研究基础和创新技术方案，基于双光束超分辨技术及聚集诱导发光光刻胶材料相结合，在信息写入和读出均突破了衍射极限的限制，实现了点尺寸为54nm、道间距为70nm的超分辨数据存储，并完成了100层的多层记录，单盘等效容量约1.6Pb。经老化加速测试，光盘介质寿命大于40年，加速重复读取后荧光对比度仍高达20.5∶1，这是国际上首次实现Pb量级的超大容量光存储。

△100层记录和二进制编码译码复原结果

　　从光学显微技术，到当今“卡脖子”技术的光刻机，再到光存储技术，无一不被光学衍射极限所限制。在2021年Science发布的全世界最前沿的125个科学问题中，突破衍射极限限制更是在物理领域高居首位。该超分辨光盘的成功研制在信息写入和读出都突破了这一物理学难题，有助于我国在存储领域突破“卡脖子”障碍，将在大数据数字经济中发挥重大作用，以满足信息产业领域的重大需求。

△光盘实物照片

　　未来，研究团队将加快原始创新和关键技术攻关，推动超大容量光存储的集成化和产业化进程，并拓展其在显微成像、光刻、传感、光信息处理领域的交叉应用，产出更多更优秀的创新成果。

编辑： 陈捷

纠错：171964650@qq.com

相关文章