“超级光盘”背后的故事

“超级光盘”是怎么诞生的？记者日前走进“超级光盘”研究团队实验室，采访团队负责人阮昊研究员和他的学生，听他们讲述挑战衍射极限理论瓶颈、经过7年多艰苦攻关取得突破的背后故事。

阮昊是中国科学院上海光学精密机械研究所（简称上海光机所）研究员，2月21日在此间举行的媒体采访会上，他对外宣布，存储容量是普通光盘上万倍、普通硬盘上百倍的“超级光盘”诞生。据计算，十几张“超级光盘”就可以存储下整个国家图书馆的数据量。

阮昊研究员（左）和他的学生赵苗（中）、胡巧在上海光机所光学实验室，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做写入试验（2月29日摄）。

赵苗博士在上海光机所光学实验室向记者展示“超级光盘”（2月29日摄）。

“超级光盘”是上海光机所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研究中取得的突破性进展。2月22日，国际学术期刊《自然》（Nature）杂志发表了相关研究成果的论文。

阮昊研究员是论文通讯作者之一，从1998年博士毕业后，他就一直留所从事数据存储相关方向研究。据他介绍，光盘存储的发展因为无法突破“拦路虎”——光学衍射极限的限制以提升存储效率，从21世纪初开始，遭遇了20多年的冷落期，科研界、产业界都减少了对光盘存储方向的研发投入。

赵苗博士（右）在上海光机所材料实验室内协助阮昊研究员佩戴防护口罩（2月29日摄）。

赵苗博士在上海光机所材料实验室内观察实验材料（2月29日摄）。

赵苗博士在上海光机所光学实验室内使用显微镜观察光盘材料切片（2月29日摄）。

这是在上海光机所光学实验室内存储的各种实验材料（2月29日摄）。过去七年里，研究团队筛选过的不同材料超过几百种，赵苗博士筛选的就有100多种。

阮昊说，在过去20多年里，他们的研究团队始终坚持研究方向。2012年，本论文另一位通讯作者、上海理工大学顾敏院士提出了双光束超分辨光存储原理的设想。论文第一作者、他的学生赵苗博士，在前面毕业学生的基础上，不断创新。

自2016年确立“双光束超分辨率光盘关键技术研发”项目以来，经过7年多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。经老化加速测试，光盘介质寿命大于40年。

阮昊研究员（右）和赵苗博士（左）在上海光机所光学实验室，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做写入试验（2月29日摄）。

研究团队在上海光机所光学实验室，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做写入试验（2月29日摄）。

赵苗博士在上海光机所光学实验室调试实验设备（2月29日摄）。

阮昊研究员在上海光机所光学实验室观察写入试验进展（2月29日摄）。

阮昊介绍，衍射极限原理就像万有引力定律一样客观存在，但是可以通过借助工具加以突破。他说，我们人类只能跳2米5以内，用撑杆跳可以超过6米，坐飞机可以飞到万米高空，坐火箭就可以到达月球。“要突破万有引力定律，就要借助工具。突破衍射极限的限制，提升光存储效率也是一样的道理。光盘存储效率的提升主要源于我们在光和材料相互作用领域取得了突破。”阮昊说。

赵苗博士在上海光机所光学实验室向记者展示“超级光盘”（2月29日摄）。

阮昊说，存储是数字经济的基石之一，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。“超级光盘”的诞生，只是完成了双光束超分辨三维光存储的原理和实验验证，是从“0”到“1”的突破，未来实现产业化，还有较长的路要走。阮昊期望未来科学界、产业界就光盘存储能达成新的共识，朝存算一体化方向发力：“一切都比较乐观的话，大概5年左右，‘超级光盘’有可能跟用户见面。”

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