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“超级光盘”问世,我国光存储领域获重大突破

光存储技术具有绿色节能、安全可靠、寿命长的独特优势,非常适合长期低成本存储海量数据。日前,容量是普通光盘上万倍、普通硬盘上百倍的“超级光盘”在上海问世。此举对于我国在信息存储领域突破关键核心技术、实现数字经济的可持续发展具有重大意义。

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,是近10多年来光存储研究领域亟待解决的世界难题。基于上海理工大学顾敏院士2012年提出的双光束超分辨光存储原理的设想,经过长达7年坚持不懈的攻坚克难,“超级光盘”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光学衍射极限的限制,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,相当于至少一万张蓝光光盘的容量;经老化加速测试,光盘介质寿命大于40年。

上海光机所阮昊研究员展示“超级光盘”。新华社记者 张建松 摄

2月21日,上海光学精密机械研究所证实了这一与上海理工大学等科研单位紧密合作、在超大容量超分辨三维光存储 (ODS)研究中取得的突破性进展。

图片引自《自然》(Nature)的“Pb容量三维纳米光子存储”(A 3D nanoscale optical disk memory with petabit capacity)论文

国际学术期刊《自然》(Nature)杂志发表的相关研究成果显示,“超级光盘”项目合作单位通过将二维平面记录架构扩展到包含数百层的三维结构,将光存储容量提升至PB级别,并同时突破了记录点的光学衍射极限;其开发的一种基于掺杂有聚集诱导发光染料的光刻胶薄膜的光学记录介质,能够被飞秒激光束光学激发。这种薄膜具有高度透明和均匀的特点,其中的聚集诱导发光现象提供了存储机制。此外,通过另一束失活光束可以抑制这一现象,可实现超分辨率尺度的记录点。

这项技术通过堆叠纳米级光盘阵列,既化解了半导体闪存设备和硬盘驱动器等主要存储技术的数据中心能源负担高、运营成本高且寿命短的缺点,克服了光存储低容量和增加面密度的不足,使实现EB级别的存储成为可能;对于空间有限的大数据中心至关重要。

除了光存储技术的最新突破,同为未来冷数据存储介质中优秀解决方案的玻璃存储,近期也取得了实质性进展。

张静宇博士在2023中国数据与存储峰会上发表题为“玻璃大容量永久光存储”的演讲

玻璃不仅能当存储介质,而且其容量是蓝光盘的数千倍、在1000度实验环境下数据可保存一万年。华中科技大学武汉光电国家研究中心张静宇博士主导的基于石英玻璃的多维永久光存储技术被中国两院院士评2016年世界十大科技进展之一。

据华中科技大学武汉光电国家研究中心教授,中国计算机行业协会信息存储与安全专委会会长谢长生介绍,上述两种技术各有优势,目前都是原理上的,工程实现还存在巨大的挑战。

【综合央视新闻、新华社、上海理工大学微信号、DOIT官网】

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