“超級光盤”是怎么誕生的?揭秘背后的故事

  來源:新華社金立旺 方喆2024-03-05
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核心提示:“超級光盤”是怎么誕生的?記者日前走進“超級光盤”研究團隊實驗室,采訪團隊負責人阮昊研究員和他的學生,聽他們講述挑戰衍射極限理論瓶頸、經過7年多艱苦攻關取得突破

“超級光盤”是怎么誕生的?記者日前走進“超級光盤”研究團隊實驗室,采訪團隊負責人阮昊研究員和他的學生,聽他們講述挑戰衍射極限理論瓶頸、經過7年多艱苦攻關取得突破的背后故事。

阮昊是中國科學院上海光學精密機械研究所(簡稱上海光機所)研究員,2月21日在此間舉行的媒體采訪會上,他對外宣布,存儲容量是普通光盤上萬倍、普通硬盤上百倍的“超級光盤”誕生。據計算,十幾張“超級光盤”就可以存儲下整個國家圖書館的數據量。

阮昊研究員(左)和他的學生趙苗(中)、胡巧在上海光機所光學實驗室,利用國際首創的雙光束調控聚集誘導發光超分辨光存儲技術做寫入試驗(2月29日攝)。

阮昊研究員(左)和他的學生趙苗(中)、胡巧在上海光機所光學實驗室,利用國際首創的雙光束調控聚集誘導發光超分辨光存儲技術做寫入試驗(2月29日攝)。

趙苗博士在上海光機所光學實驗室向記者展示“超級光盤”(2月29日攝)。

趙苗博士在上海光機所光學實驗室向記者展示“超級光盤”(2月29日攝)。

“超級光盤”是上海光機所與上海理工大學等科研單位緊密合作、在超大容量超分辨三維光存儲研究中取得的突破性進展。2月22日,國際學術期刊《自然》(Nature)雜志發表了相關研究成果的論文。

阮昊研究員是論文通訊作者之一,從1998年博士畢業后,他就一直留所從事數據存儲相關方向研究。據他介紹,光盤存儲的發展因為無法突破“攔路虎”——光學衍射極限的限制以提升存儲效率,從21世紀初開始,遭遇了20多年的冷落期,科研界、產業界都減少了對光盤存儲方向的研發投入。

趙苗博士(右)在上海光機所材料實驗室內協助阮昊研究員佩戴防護口罩(2月29日攝)。

趙苗博士(右)在上海光機所材料實驗室內協助阮昊研究員佩戴防護口罩(2月29日攝)。

趙苗博士在上海光機所材料實驗室內觀察實驗材料(2月29日攝)。

趙苗博士在上海光機所材料實驗室內觀察實驗材料(2月29日攝)。

趙苗博士在上海光機所光學實驗室內使用顯微鏡觀察光盤材料切片(2月29日攝)。

趙苗博士在上海光機所光學實驗室內使用顯微鏡觀察光盤材料切片(2月29日攝)。

這是在上海光機所光學實驗室內存儲的各種實驗材料(2月29日攝)。過去七年里,研究團隊篩選過的不同材料超過幾百種,趙苗博士篩選的就有100多種。

這是在上海光機所光學實驗室內存儲的各種實驗材料(2月29日攝)。過去七年里,研究團隊篩選過的不同材料超過幾百種,趙苗博士篩選的就有100多種。

阮昊說,在過去20多年里,他們的研究團隊始終堅持研究方向。2012年,本論文另一位通訊作者、上海理工大學顧敏院士提出了雙光束超分辨光存儲原理的設想。論文第一作者、他的學生趙苗博士,在前面畢業學生的基礎上,不斷創新。

自2016年確立“雙光束超分辨率光盤關鍵技術研發”項目以來,經過7年多堅持不懈的攻堅克難,“超級光盤”研究團隊利用國際首創的雙光束調控聚集誘導發光超分辨光存儲技術,實驗上首次在信息寫入和讀出均突破光學衍射極限的限制,實現了點尺寸為54nm、道間距為70nm的超分辨數據存儲,并完成了100層的多層記錄,單盤等效容量達Pb量級。經老化加速測試,光盤介質壽命大于40年。

阮昊研究員(右)和趙苗博士(左)在上海光機所光學實驗室,利用國際首創的雙光束調控聚集誘導發光超分辨光存儲技術做寫入試驗(2月29日攝)。

阮昊研究員(右)和趙苗博士(左)在上海光機所光學實驗室,利用國際首創的雙光束調控聚集誘導發光超分辨光存儲技術做寫入試驗(2月29日攝)。

研究團隊在上海光機所光學實驗室,利用國際首創的雙光束調控聚集誘導發光超分辨光存儲技術做寫入試驗(2月29日攝)。

研究團隊在上海光機所光學實驗室,利用國際首創的雙光束調控聚集誘導發光超分辨光存儲技術做寫入試驗(2月29日攝)。

趙苗博士在上海光機所光學實驗室調試實驗設備(2月29日攝)。

趙苗博士在上海光機所光學實驗室調試實驗設備(2月29日攝)。

阮昊研究員在上海光機所光學實驗室觀察寫入試驗進展(2月29日攝)。

阮昊研究員在上海光機所光學實驗室觀察寫入試驗進展(2月29日攝)。

阮昊介紹,衍射極限原理就像萬有引力定律一樣客觀存在,但是可以通過借助工具加以突破。他說,我們人類只能跳2米5以內,用撐桿跳可以超過6米,坐飛機可以飛到萬米高空,坐火箭就可以到達月球?!耙黄迫f有引力定律,就要借助工具。突破衍射極限的限制,提升光存儲效率也是一樣的道理。光盤存儲效率的提升主要源于我們在光和材料相互作用領域取得了突破?!比铌徽f。

趙苗博士在上海光機所光學實驗室向記者展示“超級光盤”(2月29日攝)。

趙苗博士在上海光機所光學實驗室向記者展示“超級光盤”(2月29日攝)。

阮昊說,存儲是數字經濟的基石之一,光存儲技術具有綠色節能、安全可靠、壽命長的獨特優勢,非常適合長期低成本存儲海量數據?!俺壒獗P”的誕生,只是完成了雙光束超分辨三維光存儲的原理和實驗驗證,是從“0”到“1”的突破,未來實現產業化,還有較長的路要走。阮昊期望未來科學界、產業界就光盤存儲能達成新的共識,朝存算一體化方向發力:“一切都比較樂觀的話,大概5年左右,‘超級光盤’有可能跟用戶見面?!?

(編輯:月兒)


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