“超級光盤(pán)”是怎么誕生的?揭秘背后的故事

  來(lái)源:新華社金立旺 方喆2024-03-05
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核心提示:“超級光盤(pán)”是怎么誕生的?記者日前走進(jìn)“超級光盤(pán)”研究團隊實(shí)驗室,采訪(fǎng)團隊負責人阮昊研究員和他的學(xué)生,聽(tīng)他們講述挑戰衍射極限理論瓶頸、經(jīng)過(guò)7年多艱苦攻關(guān)取得突破

“超級光盤(pán)”是怎么誕生的?記者日前走進(jìn)“超級光盤(pán)”研究團隊實(shí)驗室,采訪(fǎng)團隊負責人阮昊研究員和他的學(xué)生,聽(tīng)他們講述挑戰衍射極限理論瓶頸、經(jīng)過(guò)7年多艱苦攻關(guān)取得突破的背后故事。

阮昊是中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所(簡(jiǎn)稱(chēng)上海光機所)研究員,2月21日在此間舉行的媒體采訪(fǎng)會(huì )上,他對外宣布,存儲容量是普通光盤(pán)上萬(wàn)倍、普通硬盤(pán)上百倍的“超級光盤(pán)”誕生。據計算,十幾張“超級光盤(pán)”就可以存儲下整個(gè)國家圖書(shū)館的數據量。

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

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

趙苗博士在上海光機所光學(xué)實(shí)驗室向記者展示“超級光盤(pán)”(2月29日攝)。

趙苗博士在上海光機所光學(xué)實(shí)驗室向記者展示“超級光盤(pán)”(2月29日攝)。

“超級光盤(pán)”是上海光機所與上海理工大學(xué)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(jìn)展。2月22日,國際學(xué)術(shù)期刊《自然》(Nature)雜志發(fā)表了相關(guān)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(yè)后,他就一直留所從事數據存儲相關(guān)方向研究。據他介紹,光盤(pán)存儲的發(fā)展因為無(wú)法突破“攔路虎”——光學(xué)衍射極限的限制以提升存儲效率,從21世紀初開(kāi)始,遭遇了20多年的冷落期,科研界、產(chǎn)業(yè)界都減少了對光盤(pán)存儲方向的研發(fā)投入。

趙苗博士(右)在上海光機所材料實(shí)驗室內協(xié)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(shí)驗室內協(xié)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(shí)驗室內觀(guān)察實(shí)驗材料(2月29日攝)。

趙苗博士在上海光機所材料實(shí)驗室內觀(guān)察實(shí)驗材料(2月29日攝)。

趙苗博士在上海光機所光學(xué)實(shí)驗室內使用顯微鏡觀(guān)察光盤(pán)材料切片(2月29日攝)。

趙苗博士在上海光機所光學(xué)實(shí)驗室內使用顯微鏡觀(guān)察光盤(pán)材料切片(2月29日攝)。

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

阮昊說(shuō),在過(guò)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(xué)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(xué)生趙苗博士,在前面畢業(yè)學(xué)生的基礎上,不斷創(chuàng )新。

自2016年確立“雙光束超分辨率光盤(pán)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)”項目以來(lái),經(jīng)過(guò)7年多堅持不懈的攻堅克難,“超級光盤(pán)”研究團隊利用國際首創(chuàng )的雙光束調控聚集誘導發(fā)光超分辨光存儲技術(shù),實(shí)驗上首次在信息寫(xiě)入和讀出均突破光學(xué)衍射極限的限制,實(shí)現了點(diǎn)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(pán)等效容量達Pb量級。經(jīng)老化加速測試,光盤(pán)介質(zhì)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(xué)實(shí)驗室,利用國際首創(chuàng  )的雙光束調控聚集誘導發(fā)光超分辨光存儲技術(shù)做寫(xiě)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(xué)實(shí)驗室,利用國際首創(chuàng )的雙光束調控聚集誘導發(fā)光超分辨光存儲技術(shù)做寫(xiě)入試驗(2月29日攝)。

研究團隊在上海光機所光學(xué)實(shí)驗室,利用國際首創(chuàng  )的雙光束調控聚集誘導發(fā)光超分辨光存儲技術(shù)做寫(xiě)入試驗(2月29日攝)。

研究團隊在上海光機所光學(xué)實(shí)驗室,利用國際首創(chuàng )的雙光束調控聚集誘導發(fā)光超分辨光存儲技術(shù)做寫(xiě)入試驗(2月29日攝)。

趙苗博士在上海光機所光學(xué)實(shí)驗室調試實(shí)驗設備(2月29日攝)。

趙苗博士在上海光機所光學(xué)實(shí)驗室調試實(shí)驗設備(2月29日攝)。

阮昊研究員在上海光機所光學(xué)實(shí)驗室觀(guān)察寫(xiě)入試驗進(jìn)展(2月29日攝)。

阮昊研究員在上海光機所光學(xué)實(shí)驗室觀(guān)察寫(xiě)入試驗進(jìn)展(2月29日攝)。

阮昊介紹,衍射極限原理就像萬(wàn)有引力定律一樣客觀(guān)存在,但是可以通過(guò)借助工具加以突破。他說(shuō),我們人類(lèi)只能跳2米5以?xún)?,用撐桿跳可以超過(guò)6米,坐飛機可以飛到萬(wàn)米高空,坐火箭就可以到達月球?!耙黄迫f(wàn)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(pán)存儲效率的提升主要源于我們在光和材料相互作用領(lǐng)域取得了突破?!比铌徽f(shuō)。

趙苗博士在上海光機所光學(xué)實(shí)驗室向記者展示“超級光盤(pán)”(2月29日攝)。

趙苗博士在上海光機所光學(xué)實(shí)驗室向記者展示“超級光盤(pán)”(2月29日攝)。

阮昊說(shuō),存儲是數字經(jīng)濟的基石之一,光存儲技術(shù)具有綠色節能、安全可靠、壽命長(cháng)的獨特優(yōu)勢,非常適合長(cháng)期低成本存儲海量數據?!俺壒獗P(pán)”的誕生,只是完成了雙光束超分辨三維光存儲的原理和實(shí)驗驗證,是從“0”到“1”的突破,未來(lái)實(shí)現產(chǎn)業(yè)化,還有較長(cháng)的路要走。阮昊期望未來(lái)科學(xué)界、產(chǎn)業(yè)界就光盤(pán)存儲能達成新的共識,朝存算一體化方向發(fā)力:“一切都比較樂(lè )觀(guān)的話(huà),大概5年左右,‘超級光盤(pán)’有可能跟用戶(hù)見(jiàn)面?!?

(編輯:月兒)


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