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【山东科协每日科普】“超级光盘”诞生！它到底能存储多少东西？

2024-03-17 17:07

来源：澎湃新闻·澎湃号·政务

当光驱逐渐消失，光盘也和日常生活工作渐行渐远。可对大存储量的数据中心来说，光盘却是重要的存储手段。中国科学院上海光学精密机械研究所与上海理工大学等科研单位合作，利用全球首创的双光束调控聚集诱导发光超分辨光存储技术，造出了一张“全透明”光盘，单盘等效容量达Pb量级（1Pb=1000Tb），相当于100个商用硬盘。

光盘发展存在的短板

曾几何时，在不同的平台上，光盘所向披靡，引领了一场场变革。光盘原理也不难懂，盘上有一圈一圈非常细的纹路，背面压上能反光的材质，用平整和小凹坑代表0和1，就能够存储大量数据了。人类正处于数据爆炸的时代，全球数据量呈指数级激增。由此也带来了数据的存储难题——大容量数据的存储也需要大能耗。统计显示，以2022年为例，我国数据中心总耗电量约2700亿千瓦时，超过2座三峡水电站的年发电量。每隔3到10年还需要定期进行数据迁移，这样就存在数据被篡改或丢失的风险，且存储寿命短。

光存储技术，绿色节能、安全可靠、还“长寿”，很适合长期低成本存储海量数据。然而，受到光学衍射极限的限制，传统商用光盘容量基本不超过500GB。大数据时代，突破衍射极限、缩小信息点尺寸、提高单盘存储量，长久以来都是光存储领域的不懈追求。

破极限找材料

光学衍射极限在2005年和2021年两度登上《科学》杂志发布的全球最前沿的125个科学问题，足见难如登天。

“我们在国际上首创光束调控聚集诱导发光超分辨光存储技术，可调控聚集诱导发光效应和区域，将信息记录点缩小到纳米级别，同时实现超分辨读出，在光存储领域突破衍射极限。”上海光机所空天激光技术与系统部研究员阮昊介绍。

在材料选择上，AIE染料掺杂有机树脂进入了团队的视野。新材料的表现令人欣喜，在激光的调控下能够使荧光增强五六十倍，而且“写过留痕”——激光写入的地方发生红移，产生非常高的信噪比。

“超级光盘”实物照片（央视新闻）

据了解，“超级光盘”直径12厘米，单面层数多达100层，厚度仅1.2毫米，单盘等效容量却高达约1.6 Pb，实现了点尺寸为54纳米，道间距为70纳米的超分辨数据存储，并完成了100层的多层记录。经老化加速测试，光盘介质寿命大于40年。光盘的原始误码率为0.33%，经过纠错技术后，单盘的误码率基本接近零。在镀保护层等操作后，光盘寿命有望达到百年。

据悉，这项突破是国际上首次实现Pb量级的超大容量光存储，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。

来源：中科院之声

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