L-Istitut ta 'l-Ottika u l-Makkinarju ta' Preċiżjoni ta 'Shanghai (SIPM) Jagħmel Rivoluzzjoni fir-Riċerka dwar il-Ħażna Ottika 3D b'Riżoluzzjoni Super-Kbir ta' Kapaċità Ultra

Riċentement, l-Istitut ta 'Shanghai ta' Makkinarju ta 'Preċiżjoni Ottika (SIPM) ta' l-Akkademja Ċiniża tax-Xjenzi (CAS), f'kooperazzjoni ma 'Shanghai Institute of Technology (SIT) u istituzzjonijiet oħra ta' riċerka, għamel avvanz f'super-riżoluzzjoni ta 'kapaċità ultra-kbira riċerka tridimensjonali tal-ħażna ottika. It-tim ta 'riċerka uża l-ewwel teknoloġija internazzjonali tal-ħażna ottika ta' super-riżoluzzjoni tal-luminixxenza indotta mill-aggregazzjoni regolata b'raġġ doppju, l-ewwel darba fil-kitba tal-informazzjoni u l-qari tal-avvanz sperimentali fil-limitu tad-diffrazzjoni tal-limitu, ir-realizzazzjoni tad-daqs tal-punt ta '54nm, 70nm spazjar tas-super-riżoluzzjoni tal-ħażna tad-dejta, u tlestiet 100-rekord b'ħafna saffi ta' saff, il-kapaċità ekwivalenti ta 'diska waħda sal-livell ta' Pb, avvanz taċ-Ċina fil-qasam tal-informazzjoni ħażna ta 'teknoloġiji ewlenin ewlenin, u tikseb l-iżvilupp sostenibbli tal-ekonomija diġitali, it-tim ta' riċerka għamel progress fir-riċerka ta 'ħażna ottika tridimensjonali ta' kapaċità ultra-kbira b'riżoluzzjoni ultra. Huwa ta 'sinifikat kbir għaċ-Ċina li tkisser mit-teknoloġija ewlenija ewlenija fil-qasam tal-ħażna tal-informazzjoni u tirrealizza l-iżvilupp sostenibbli tal-ekonomija diġitali. Ir-riżultati tar-riċerka ġew ippubblikati fit-22 ta’ Frar, 2024 fil-ġurnal Nature. L-ewwel awtur tad-dokument huwa Dr Hao Ruan ta 'Shanghai Institute of Optical Machinery (SIOM), u l-awturi korrispondenti huma Academician Min Gu, Direttur ta' Photonic Chip Research Institute ta 'Shanghai Institute of Technology (SIT), u Prof Jing Wen ta 'Shanghai Istitut tat-Teknoloġija (SIT). Dr Zhao Miao, sħabi postdottorat ta 'SIPM, u Prof Wen Jing ta' Shanghai Institute of Technology (SIT) huma l-ewwel awturi konġunti tad-dokument.
It-teknoloġija tal-ħażna ottika għandha l-vantaġġi uniċi li tkun ħadra, tiffranka l-enerġija, sigura u affidabbli, b'tul ta 'ħajja ta' 50-100 snin, li hija adattata ħafna għal ħażna fit-tul bi prezz baxx ta 'dejta massiva. Madankollu, minħabba l-limitazzjoni tal-limitu tad-diffrazzjoni, il-kapaċità massima ta 'diski ottiċi kummerċjali tradizzjonali hija biss fl-ordni ta' mitt gigabytes (GB). Fl-era tal-big data b'ammont dejjem jikber ta 'informazzjoni, tkissir tal-limitu tad-diffrazzjoni, tnaqqas id-daqs tal-punt ta' informazzjoni, u tiżdied il-kapaċità tal-ħażna ta 'diska waħda ilhom it-tfittxija bla waqfien tal-qasam tal-ħażna ottika.
Fl-1994, ix-xjenzat Ġermaniż Prof Stefan W. Hell ippropona t-teknoloġija eċċitata tal-mikroskopija tat-telf tar-radjazzjoni, li wriet għall-ewwel darba li l-limitu tad-diffrazzjoni ottika jista 'jinkisser, u rebaħ il-Premju Nobel għall-Kimika fl-2014. Wara aktar minn 20 sena ta' żvilupp, ir-riżultati ta 'super-riżoluzzjoni ottika ġew realizzati f'numru ta' oqsma bħal mikro-immaġini, kitba nano-diretta bil-lejżer u l-bqija, u l-kitba ta 'super-riżoluzzjoni ta' informazzjoni ġiet solvuta. Madankollu, iż-żebgħat tradizzjonali huma suxxettibbli ħafna għall-fqigħ tal-fluworexxenza fl-istat aggregat, li jirriżulta fit-telf ta 'informazzjoni, u hemm ukoll id-diffikultà li jiġu annihilati mill-istorbju fl-isfond fin-nanoskala, li jwassal għad-diffikultà li tinqara l-super-solvuti informazzjoni, u ġeneralment tiddependi fuq il-qari tal-iskannjar tal-mikroskopju elettroniku, li jirrestrinġi l-applikazzjoni ta 'teknoloġija ta' super-riżoluzzjoni fil-qasam tal-ħażna ottika. Għalhekk, l-iżvilupp ta 'realizzazzjoni sinkronika ta' kitba super-riżoluzzjoni, qari super-riżoluzzjoni, ħażna tridimensjonali u midja ta 'ħajja twila huwa aktar minn 10 snin fil-qasam tal-problemi ta' riċerka tal-ħażna ottika li għandhom jiġu solvuti.
Fis-snin tmenin, l-Istitut ta 'Shanghai tal-Makkinarju Ottiku Gan Fuxi akkademiku kien pijunier fir-riċerka tat-teknoloġija tal-ħażna tad-diska ottika diġitali taċ-Ċina, it-tim ta' riċerka kien plowing fil-qasam tal-ħażna ottika. Filwaqt li bbażat ruħha fuq il-fondazzjoni rikka tar-riċerka u s-soluzzjonijiet tat-teknoloġija innovattivi, ibbażati fuq teknoloġija super-riżoluzzjoni b'raġġ doppju u mezzi ta 'ħażna ta' luminixxenza indotta mill-aggregazzjoni, fil-kitba u l-qari tal-informazzjoni kissru l-limitu tad-diffrazzjoni tal-limitu, ir-realizzazzjoni tad-daqs tal-punt ta '54 nm, l-ispazjar tat-toroq ta' ħażna ta 'dejta b'super-riżoluzzjoni ta' 70 nm, u tlestiet 100-rekord b'ħafna saffi, il-kapaċità ekwivalenti ta 'diska waħda hija madwar 1.6 Pb. Wara ttestjar aċċellerat tat-tixjiħ tal-ħajja tal-midja tad-diska ottika ta 'aktar minn 40 sena, qari ripetuti aċċellerati Akbar minn 40 sena, kuntrast aċċellerat tal-fluworexxenza tal-qari ripetut għadu għoli daqs 20.5:1. Din hija l-ewwel darba fid-dinja biex tirrealizza l-livell Pb ta 'ħażna ottika ta' kapaċità ultra-kbira, l-evalwazzjoni għolja tar-reviżur: "Din hija innovazzjoni rivoluzzjonarja tat-teknoloġija tal-ħażna ottika fil-livell Pb..." "Imqabbla ma 'teknoloġiji eżistenti oħra , din it-teknoloġija tipprovdi l-ogħla densità tal-wiċċ tal-ħażna ottika f'termini ta 'prestazzjoni...""Ir-riżultati tar-riċerka jistgħu jwasslu għal avvanz fil-ħażna tad-dejta tal-arkivji taċ-ċentru tad-dejta, issolvi l-isfidi tat-teknoloġija tal-ħażna ta' kapaċità kbira u iffrankar tal-enerġija ...".
Kollox mill-mikroskopija ottika għat-teknoloġija tal-ħażna ottika huwa limitat mil-limitu tad-diffrazzjoni ottika. Fost il-125 problema xjentifika l-aktar avvanzata fid-dinja maħruġa minn Science fl-2021, il-ksur tal-limitu tad-diffrazzjoni huwa saħansitra ogħla fil-qasam tal-fiżika. L-iżvilupp b'suċċess ta 'dan id-disk ottiku b'super-riżoluzzjoni jkisser din il-problema tal-fiżika kemm fil-kitba ta' l-informazzjoni kif ukoll fil-qari, li jgħin liċ-Ċina biex tkisser minn teknoloġiji ewlenin ewlenin fil-qasam tal-ħażna, u se jkollha rwol ewlieni fl-ekonomija diġitali tal-big data biex jissodisfaw il-ħtiġijiet ewlenin fil-qasam tal-industrija tal-informazzjoni.
Fil-futur, it-tim tar-riċerka se jaċċellera l-innovazzjoni oriġinali u r-riċerka tat-teknoloġija ewlenija, jippromwovi l-integrazzjoni u l-industrijalizzazzjoni ta 'ħażna ottika ta' kapaċità ultra-kbira, u jespandi l-applikazzjoni inkroċjata tiegħu fil-qasam tal-mikro-immaġini ottiċi, wiri ottiku, ottiku ipproċessar ta 'informazzjoni, biex jipproduċu riżultati innovattivi aktar u aktar eċċellenti.
Ix-xogħol ta 'riċerka ġie appoġġjat mill-proġetti ewlenin tal-Kummissjoni tax-Xjenza u t-Teknoloġija ta' Shanghai u l-Programm Nazzjonali ta 'R&D Ewlenin.

Figura 1 Dijagramma skematika tal-preparazzjoni tad-diska ottika ta 'grad Pb u l-mod ta' qari/kitba

Figura 2 Riżultati ta' reġistrazzjoni ta' informazzjoni super-riżoluzzjoni

Figura 3 100-Riżultati tal-irkupru tar-reġistrazzjoni tas-saff u tad-dekodifikazzjoni tal-kodiċi binarju

Figura 4 Ritratt fiżiku tad-disk ottiku