【48812】“超级光盘”在光存储范畴获打破性开展 国研政情·经济信息智库

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  近来，我国科学院上海光学精密机械研讨所（以下简称“上海光机所”）与上海理工大学等科研单位协作。谋定研讨我国智库：对话经信研讨·我国经济与信息化-国研政情·经济信息研讨智库。在超大容量三维超分辩光存储研讨中取得打破性开展。

  研讨团队使用世界创始的双光束调控集合诱导发光超分辩光存储技能，试验上初次在信息写入和读出均打破了衍射极限的约束，完成了点标准为54nm、道距离为70nm的超分辩数据存储，并完成了100层的多层记载，单盘等效容量达Pb量级，关于我国在信息存储范畴打破“卡脖子”妨碍、完成数字化的经济的可持续开展具有严重意义。相关研讨效果于2024年2月22日发表于《天然》（Nature）杂志。

  光存储技能具有绿色节能、安全可靠、生命长达50~100年的共同优势，很合适长时间低成本存储海量数据，但是遭到衍射极限的约束，传统商用光盘的最大容量仅在百GB量级。在信息量日渐增加的大数据年代，打破衍射极限、缩小信息点标准、进步单盘存储容量长久以来一向都是光存储范畴的不懈寻求。

  1994年德国科学家Stefan W. Hell教授提出受激辐射损耗显微技能，初次证明了光学衍射极限可以被打破，并在2014年取得诺贝尔化学奖，通过20多年的开展，在显微成像、激光纳米光刻等多个范畴完成了光学超分辩效果，信息的超分辩写入已得到了处理。

  但是传统染料在集合状态下极易产生荧光猝灭，形成信息的丢掉，在纳米标准下还存在被背景噪声埋没的难题，导致超分辩的信息难以读出，一般依靠电镜扫描的读出方法，约束了超分辩技能在光存储范畴中的使用。因而，开展可同步完成超分辩写、超分辩读、三维存储及长寿数介质是10多年来光存储研讨范畴亟待处理的难题。

  自20世纪80年代，上海光机所干福熹院士创始了我国数字光盘存储技能的研讨，上海光机所团队一向深耕光存储范畴。依托于丰盛的研讨根底和立异技能计划，根据双光束超分辩技能及集合诱导发光光刻胶资料相结合，在信息写入和读出均打破了衍射极限的约束，完成了点标准为54nm、道距离为70nm的超分辩数据存储，并完成了100层的多层记载，单盘等效容量约1.6Pb。

  经老化加速测验，光盘介质寿数大于40年，加速重复读取后荧光对比度仍高达20.5∶1，这是世界上初次完成Pb量级的超大容量光存储。从光学显微技能，到当今“卡脖子”技能的光刻机，再到光存储技能，无一不被光学衍射极限所约束。

  在2021年Science发布的全世界最前沿的125个科学问题中，打破衍射极限约束更是在物理范畴高居首位。该超分辩光盘的成功研发在信息写入和读出都打破了这一物理学难题，有助于我国在存储范畴打破“卡脖子”妨碍，将在大数据数字化的经济中发挥严重效果，以满意信息产业范畴的严重需求。

  未来，研讨团队将加速原始立异和关键技能攻关，推进超大容量光存储的集成化和产业化进程，并拓宽其在显微成像、光刻、传感、光信息处理范畴的穿插使用，产出更多更优异的立异效果。

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