शंघाई इंस्टीट्यूट ऑफ ऑप्टिक्स एंड प्रिसिजन मशीनरी (एसआईपीएम) ने अल्ट्रा-बड़ी क्षमता वाले सुपर-रिज़ॉल्यूशन 3डी ऑप्टिकल स्टोरेज रिसर्च में सफलता हासिल की है।

हाल ही में, चीनी विज्ञान अकादमी (सीएएस) के शंघाई इंस्टीट्यूट ऑफ ऑप्टिकल प्रिसिजन मशीनरी (एसआईपीएम) ने शंघाई इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी (एसआईटी) और अन्य शोध संस्थानों के सहयोग से अल्ट्रा-बड़ी क्षमता वाले सुपर-रिज़ॉल्यूशन में एक सफलता हासिल की है। त्रि-आयामी ऑप्टिकल भंडारण अनुसंधान। अनुसंधान दल ने अंतरराष्ट्रीय स्तर पर पहली दोहरी-बीम विनियमित एकत्रीकरण-प्रेरित ल्यूमिनसेंस सुपर-रिज़ॉल्यूशन ऑप्टिकल स्टोरेज तकनीक का उपयोग किया, जो सीमा की विवर्तन सीमा में प्रयोगात्मक सफलता से जानकारी लिखने और पढ़ने में पहली बार, बिंदु आकार की प्राप्ति 54एनएम, डेटा भंडारण के सुपर-रिज़ॉल्यूशन की 70एनएम रिक्ति, और एक 100-लेयर मल्टी-लेयर रिकॉर्ड पूरा किया, पीबी के स्तर तक एकल डिस्क की समतुल्य क्षमता, सूचना के क्षेत्र में चीन की सफलता प्रमुख मुख्य प्रौद्योगिकियों के भंडारण, और डिजिटल अर्थव्यवस्था के सतत विकास को प्राप्त करने के लिए, अनुसंधान टीम ने अल्ट्रा-बड़ी क्षमता वाले अल्ट्रा-रिज़ॉल्यूशन त्रि-आयामी ऑप्टिकल स्टोरेज के अनुसंधान में प्रगति की है। सूचना भंडारण के क्षेत्र में प्रमुख कोर प्रौद्योगिकी को तोड़ना और डिजिटल अर्थव्यवस्था के सतत विकास को साकार करना चीन के लिए बहुत महत्वपूर्ण है। शोध के नतीजे 22 फरवरी, 2024 को नेचर जर्नल में प्रकाशित हुए थे। पेपर के पहले लेखक शंघाई इंस्टीट्यूट ऑफ ऑप्टिकल मशीनरी (एसआईओएम) के डॉ. हाओ रुआन हैं, और संबंधित लेखक शिक्षाविद मिन गु, शंघाई इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी (एसआईटी) के फोटोनिक चिप रिसर्च इंस्टीट्यूट के निदेशक और प्रोफेसर जिंग वेन हैं। शंघाई इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी (एसआईटी) की। एसआईपीएम के पोस्टडॉक्टोरल फेलो डॉ. झाओ मियाओ और शंघाई इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी (एसआईटी) के प्रोफेसर वेन जिंग पेपर के संयुक्त पहले लेखक हैं।
ऑप्टिकल स्टोरेज तकनीक के हरे, ऊर्जा-बचत करने वाले, सुरक्षित और विश्वसनीय होने के अनूठे फायदे हैं, जिसका जीवन काल 50-100 वर्ष है, जो बड़े पैमाने पर डेटा के दीर्घकालिक कम लागत वाले भंडारण के लिए बहुत उपयुक्त है। हालाँकि, विवर्तन सीमा की सीमा के कारण, पारंपरिक वाणिज्यिक ऑप्टिकल डिस्क की अधिकतम क्षमता केवल एक सौ गीगाबाइट (जीबी) के क्रम में है। सूचना की बढ़ती मात्रा के साथ बड़े डेटा के युग में, विवर्तन सीमा को तोड़ना, सूचना बिंदु के आकार को कम करना और एकल डिस्क की भंडारण क्षमता में वृद्धि करना लंबे समय से ऑप्टिकल स्टोरेज के क्षेत्र में निरंतर प्रयास रहा है।
1994 में, जर्मन वैज्ञानिक प्रो. स्टीफन डब्ल्यू. हेल ने उत्तेजित विकिरण हानि माइक्रोस्कोपी तकनीक का प्रस्ताव रखा, जिसने पहली बार साबित किया कि ऑप्टिकल विवर्तन सीमा को तोड़ा जा सकता है, और 2014 में रसायन विज्ञान के लिए नोबेल पुरस्कार जीता। 20 से अधिक वर्षों के बाद विकास, ऑप्टिकल सुपर-रिज़ॉल्यूशन परिणामों को कई क्षेत्रों में महसूस किया गया है जैसे कि माइक्रो-इमेजिंग, लेजर नैनो-डायरेक्ट राइटिंग इत्यादि, और सूचना के सुपर-रिज़ॉल्यूशन लेखन को हल किया गया है। हालाँकि, पारंपरिक रंग एकत्र अवस्था में प्रतिदीप्ति विस्फोट के प्रति अत्यधिक संवेदनशील होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप जानकारी की हानि होती है, और नैनोस्केल पर पृष्ठभूमि शोर से नष्ट होने की भी कठिनाई होती है, जिससे सुपर-रिज़ॉल्यूशन को पढ़ने में कठिनाई होती है। जानकारी, और आमतौर पर इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप स्कैनिंग के रीडआउट पर निर्भर करती है, जो ऑप्टिकल स्टोरेज के क्षेत्र में सुपर-रिज़ॉल्यूशन तकनीक के अनुप्रयोग को प्रतिबंधित करती है। इसलिए, ऑप्टिकल स्टोरेज अनुसंधान समस्याओं के समाधान के क्षेत्र में सुपर-रिज़ॉल्यूशन लेखन, सुपर-रिज़ॉल्यूशन रीडिंग, त्रि-आयामी भंडारण और लंबे जीवन मीडिया के समकालिक कार्यान्वयन का विकास 10 वर्षों से अधिक है।
1980 के दशक में, शंघाई इंस्टीट्यूट ऑफ ऑप्टिकल मशीनरी गण फुक्सी के शिक्षाविद ने चीन की डिजिटल ऑप्टिकल डिस्क स्टोरेज तकनीक के अनुसंधान का बीड़ा उठाया, अनुसंधान टीम ऑप्टिकल स्टोरेज के क्षेत्र में काम कर रही है। समृद्ध अनुसंधान नींव और नवीन प्रौद्योगिकी समाधानों पर भरोसा करते हुए, दोहरी-बीम सुपर-रिज़ॉल्यूशन तकनीक और एकत्रीकरण-प्रेरित ल्यूमिनसेंस स्टोरेज मीडिया पर आधारित, सूचना लेखन और पढ़ने में सीमा की विवर्तन सीमा के माध्यम से टूट गया है, बिंदु आकार की प्राप्ति 54 एनएम, 70 एनएम सुपर-रिज़ॉल्यूशन डेटा स्टोरेज की सड़क रिक्ति, और एक 100-लेयर मल्टीलेयर रिकॉर्ड पूरा किया, एकल डिस्क की समतुल्य क्षमता लगभग 1.6 पीबी है। 40 वर्षों से अधिक के ऑप्टिकल डिस्क मीडिया जीवन की उम्र बढ़ने के त्वरित परीक्षण के बाद, त्वरित बार-बार पढ़ना 40 वर्षों से अधिक है, त्वरित दोहराव पढ़ने में प्रतिदीप्ति कंट्रास्ट अभी भी 20.5:1 के बराबर है। यह दुनिया में पहली बार अल्ट्रा-बड़ी क्षमता वाले ऑप्टिकल स्टोरेज के पीबी स्तर का एहसास हुआ है, समीक्षक का उच्च मूल्यांकन: "यह पीबी-स्तरीय ऑप्टिकल स्टोरेज तकनीक का एक सफल नवाचार है..." "अन्य मौजूदा प्रौद्योगिकियों की तुलना में , यह तकनीक प्रदर्शन के मामले में उच्चतम ऑप्टिकल भंडारण सतह घनत्व प्रदान करती है...""अनुसंधान के परिणाम डेटा सेंटर अभिलेखीय डेटा भंडारण में एक सफलता का कारण बन सकते हैं, बड़ी क्षमता और ऊर्जा बचत की भंडारण प्रौद्योगिकी चुनौतियों का समाधान कर सकते हैं..."।
ऑप्टिकल माइक्रोस्कोपी से लेकर ऑप्टिकल स्टोरेज तकनीक तक सब कुछ ऑप्टिकल विवर्तन सीमा द्वारा सीमित है। 2021 में विज्ञान द्वारा जारी दुनिया की 125 सबसे अत्याधुनिक वैज्ञानिक समस्याओं में से, भौतिकी के क्षेत्र में विवर्तन सीमा को तोड़ना और भी अधिक है। इस सुपर-रिज़ॉल्यूशन ऑप्टिकल डिस्क का सफल विकास सूचना लेखन और पढ़ने दोनों में इस भौतिकी समस्या को हल करता है, जो चीन को भंडारण के क्षेत्र में प्रमुख कोर प्रौद्योगिकियों के माध्यम से तोड़ने में मदद करता है, और बड़ी डेटा डिजिटल अर्थव्यवस्था में एक प्रमुख भूमिका निभाएगा। सूचना उद्योग के क्षेत्र में प्रमुख आवश्यकताओं को पूरा करें।
भविष्य में, अनुसंधान टीम मूल नवाचार और प्रमुख प्रौद्योगिकी अनुसंधान में तेजी लाएगी, अल्ट्रा-बड़ी क्षमता वाले ऑप्टिकल स्टोरेज के एकीकरण और औद्योगीकरण को बढ़ावा देगी, और ऑप्टिकल माइक्रो-इमेजिंग, ऑप्टिकल डिस्प्ले, ऑप्टिकल के क्षेत्र में अपने क्रॉस-एप्लिकेशन का विस्तार करेगी। सूचना प्रसंस्करण, अधिक से अधिक उत्कृष्ट नवीन परिणाम उत्पन्न करने के लिए।
शोध कार्य को शंघाई विज्ञान और प्रौद्योगिकी आयोग और राष्ट्रीय कुंजी अनुसंधान एवं विकास कार्यक्रम की प्रमुख परियोजनाओं द्वारा समर्थित किया गया है।

चित्र 1 पीबी-ग्रेड ऑप्टिकल डिस्क तैयारी और पढ़ने/लिखने मोड का योजनाबद्ध आरेख

चित्र 2 सुपर-रिज़ॉल्यूशन सूचना रिकॉर्डिंग परिणाम

चित्र 3 100-परत रिकॉर्डिंग और बाइनरी कोड डिकोडिंग पुनर्प्राप्ति परिणाम

चित्र 4 ऑप्टिकल डिस्क का भौतिक फोटो