突破光学极限！我国科研团队研发出超大容量三维超分辨光存储技术

近日，来自中国科学院上海光学精密机械研究所（上海光机所）与上海理工大学等科研单位的联合研究团队，在信息存储领域取得了重大突破。他们利用独特的双光束调控聚集诱导发光超分辨光存储技术，首次实现了在信息写入和读出过程中均突破衍射极限的壮举，打造出点尺寸为54nm、道间距为70nm的超分辨数据存储，并且完成了惊人的100层多层记录，单盘等效容量高达Pb量级。这一革命性的研究成果已于2024年2月22日在国际顶级学术期刊《自然》（Nature）上刊发。

光存储技术，以其绿色节能、安全可靠、长寿命等特点，一直是海量数据存储的理想选择。然而，长久以来，受到光学衍射极限的制约，传统商用光盘的存储容量始终停留在百GB量级，难以满足大数据时代日益增长的存储需求。

自从1994年德国科学家Stefan W. Hell教授提出受激辐射损耗显微技术并成功打破了光学衍射极限，光学超分辨技术在显微成像、激光纳米光刻等领域取得了显著进展。然而，在光存储领域，超分辨技术的实际应用却遭遇了重重困难。传统染料在聚集状态下的荧光猝灭以及纳米尺度下的背景噪声问题，使得超分辨信息难以读出，这极大地限制了超分辨技术在光存储中的应用。

在这一背景下，上海光机所的研究团队凭借其深厚的研究基础和创新的技术方案，结合双光束超分辨技术与聚集诱导发光光刻胶材料，成功实现了在信息写入和读出过程中均突破衍射极限的超分辨数据存储。这一技术突破不仅将点尺寸和道间距缩小到了前所未有的纳米级别，还完成了100层的多层记录，单盘等效容量达到了惊人的1.6Pb。

值得一提的是，经过老化加速测试，这种新型光盘介质的寿命超过了40年，即使在加速重复读取后，其荧光对比度仍然高达20.5∶1。这不仅是国际上首次实现Pb量级的超大容量光存储，更是我国在存储领域突破“卡脖子”障碍的重大进展。

这项成果不仅对于我国在信息存储领域实现突破、推动数字经济的可持续发展具有重大意义，也为未来光存储技术的发展开辟了新的道路。它打破了长期以来困扰光存储领域的衍射极限限制，为实现更高密度、更大容量的数据存储提供了可能。

展望未来，研究团队将继续深化原始创新和关键技术攻关，推动超大容量光存储技术的集成化和产业化进程。同时，他们还将积极探索这一技术在显微成像、光刻、传感、光信息处理等领域的交叉应用，以期产出更多更优秀的创新成果。我们有理由相信，随着这一技术的不断发展和完善，它将在大数据数字经济中发挥越来越重要的作用，满足信息产业领域的重大需求，为人类社会带来更多福祉。