突破衍射光學極限的光存儲技術(shù)最新進展
“到2025年,全球數(shù)據(jù)存儲耗電量可能相當于全球全年的石油發(fā)電量。按照目前數(shù)據(jù)存儲3年耗電翻番的速度,10年后全球石油產(chǎn)能就不夠用了。”30日上午,在中國工程院第十四次院士大會全院學術(shù)報告會上,外籍院士顧敏拋出一個嚴峻的問題。 光學專家顧敏是首位華裔澳大利亞科學院院士、澳大利亞技術(shù)科學與工程院院士。他說,光學存儲技術(shù)的發(fā)展可以提供解決方案,“未來的大數(shù)據(jù)中心將有更高速度、更大容量,而且是綠色的”。 實現(xiàn)單盤PB容量 受限于所謂的光學衍射極限,光存儲現(xiàn)有容量與磁或電存儲相差甚遠!1873年,德國物理學家恩斯特·阿貝發(fā)現(xiàn)了光場聚焦的最小尺寸約為波長的一半,約300納米,即衍射極限。該定律奠定了現(xiàn)代光學成像器件及光存儲的基礎(chǔ),同時也將DVD及藍光技術(shù)的存儲密度制約在5GB到25GB的物理瓶頸。 顧敏介紹。 1994年,斯特凡·黑爾發(fā)明的STED超分辨技術(shù)打破了120年來的光學衍射極限。2014年,他因參與開發(fā)出超分辨率光學顯微被授予諾貝爾化學獎。 “而在恩斯特·阿貝發(fā)現(xiàn)衍射極限大約140年后,雙光束超分辨存儲技術(shù)的發(fā)明突破了存儲密度制約。”顧敏解釋,光盤存儲需要在光盤上打出一個個“坑”,用光來儲存信息。要想把光吸收的能量最大化,就要在一個“坑”里盡量放更多“點”,這個“點”越小越好。藍光的光點比紅光的光點儲存的信息更小,所以出現(xiàn)了藍光技術(shù)。 顧敏帶領(lǐng)團隊開發(fā)的五維光學材料,突破了藍光DVD三維存儲的技術(shù)瓶頸。這種材料由懸浮在玻璃基板上透明塑料板內(nèi)的金納米棒層組成,在材料的同一區(qū)域內(nèi)多種數(shù)據(jù)圖案可在互不干擾的情況下被讀取和刻寫。目前已經(jīng)實現(xiàn)了單點最小記錄尺寸9納米, 即實現(xiàn)單盤PB容量。 1PB等于1024TB,實現(xiàn)PB級單盤容量,相當于藍光技術(shù)的40萬倍。 全光光子大數(shù)據(jù)中心值得期待 |