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亚衍射光学写入技术提高数据密度 海量数据或可“随身带”

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【来源: 发布日期:2021-02-26】

 

        倘若在不久的将来,我们不用再专门跑到图书馆查询文档、拿着沉甸甸的硬盘拷贝数据资料,而是轻松地在口袋里携带一个“大数据中心”,随时找到需要的数据,这将是多棒的体验?北京时间今天凌晨,上理工顾敏院士团队在《科学》子刊《科学进展》杂志上发表高水平论文,在光信息存储技术领域让海量数据“随身带”成为可能。


  顾敏院士介绍,这项研究通过一种稀土元素——镧系元素掺杂的荧光上转换纳米颗粒和氧化石墨烯结合,实现低功率的光学写入纳米级信息位(纳米级是指1—100纳米的大小,其中1纳米等于一米的十亿分之一),为下一代光信息存储技术提供了的新的方案。研究所开发的亚衍射光学写入技术将大大提高数据密度,可以生产出在所有可用光学技术中具有最大存储容量的光盘,预计一张12厘米的光盘数据存储量可以达到700太字节,相当于2.8万张蓝光光盘的存储量。“相当于把原来足球场大小的数据中心变成盒子般大小的存储空间。”上海理工大学人工智能纳米光子学中心常务副主任张启明教授形象地比喻。


  此外,这一技术使用一种新的纳米复合材料,将氧化石墨烯与荧光上转换纳米颗粒结合在一起,使用荧光上转换纳米颗粒将亚衍射信息位写入纳米复合材料,在结构光照明下局部还原氧化石墨烯,还原氧化石墨稀的过程通过共振能量转移来完成,从而降低能耗,延长光学器件的使用寿命。“如果说,原来需要一个桌子大小的高能量激光器,那么使用新技术的激光器将降低为指甲盖大小。”张启明解释。同时,与传统光学写入技术使用昂贵且笨重的脉冲激光器相比,此技术使用便宜的连续波激光器,大大降低了成本。


  这一系列创新发现为大容量光数据存储技术提供更便宜、可持续发展的解决方案,同时适用于光盘的低成本批量生产,应用潜力巨大,为解决全球数据存储挑战开辟了新途径。