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上海广播电台:亚衍射光学写入技术将海量数据装进“小口袋”

2021-02-2664编辑: 董真摄影:

如今,越来越多的海量数据让存储成为亟待解决的问题。24日,永利集团304am官方入口未来光学实验室人工智能纳米光子学中心顾敏院士团队在Science子刊Science Advances杂志上发表高水平论文,在光信息存储技术领域让上述海量数据实现“随身带”有了可能。 

不断增长的信息存储需求导致大数据中心的广泛使用,这些数据中心能量消耗巨大(约占全球电力供应的3%),且依赖于基于磁记录的硬盘驱动器,该硬盘驱动器的存储容量有限(单盘片数据存储量最大为2 TB),使用寿命一般只有3至5年。利用激光实现的光存储技术有望满足以上数据存储需求,同时可以有效节省成本。在过去的几十年中,光存储技术取得了长足进步。但是,光的衍射性质限制了可达到的信息位大小,限制了光盘的存储容量,光盘存储容量仍然被限制在几个TB。 

对此,永利集团304am官方入口顾敏院士团队与澳大利亚皇家墨尔本理工大学、新加坡国立大学刘晓刚教授团队联合开展研究,论文“基于上转换共振能量转移的纳米级光学写入技术(Nanoscale optical writing through upconversion resonance energy transfer)”发表于Science子刊Science Advances上,研究的实验工作由上理工博士后西蒙尼·拉蒙(Simone Lamon)完成。 

这是一项旨在解决海量大数据光存储技术瓶颈的研究,此研究通过镧系元素(稀土元素之一)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,为下一代光信息存储技术提供了新的方案。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1张12厘米的光盘数据存储量可以达到700 TB,相当于28000张蓝光光盘的存储量。此外,此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。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。鉴于此研究成果的重要性,Science 主刊也作为Research Highlight报导此研究成果。 


来源:上海广播电台  记者:刘康霞

原文链接:http://www.news1296.com/smg/cms/app/5.5.0/share.html?loader=%7B%7D&viewport=%7B%22tag%22:%22h-viewer%22,%22data%22:%7B%7D%7D&view=%7B%22tag%22:%22c-share-content-view%22,%22history%22:true,%22in%22:%7B%22key%22:%222b878361-69f4-4b7c-ab24-881af80a6d6d%22%7D%7D