中国科学院上海光学精密机械研究所（简称：上海光机所）成立于1964年5月，是我国建立最早、规模最大的激光科学技术专业研究所。发展至今，已形成以探索现代光学重大基础及应用基础前沿、发展大型激光工程技术并开拓激光与光电子高技术应用为重点的综合性研究所。研究...
截至2023年12月，上海光机所在职职工1042人（其中高级专业技术人员530人），博士后114人。包括：两院院士7人（其中发展中国家科学院院士3人）、中国科学院外籍院士1人，国家重点研发计划首席科学家9位、国家重大专项副总设计师2人、国家重大专项总体专家组成员9人、全国创新争先奖状2人、何梁何利基金科学与技术进步奖1人、中国青年科技奖（特别奖）1人、国家杰出青年基金获得者7人、国家优秀青年基金获得者4人、1个团队连续获得2项国家基金委创新研究群体支持、国家特支计划领军人才入选者6人、国家特支计划青年拔尖人才入选者5人……
中国科学院上海光学精密机械研究所（简称：上海光机所）是我国建立最早、规模最大的激光专业研究所，成立于1964年，现已发展成为以探索现代光学重大基础及应用基础前沿研究、发展大型激光工程技术并开拓激光与光电子高技术应用为重点的综合性研究所。重...
上海光机所国际合作工作始终围绕上海光机所的主责主业，以服务重大任务和国家需求为牵引，强化目标导向，注重内外集成协同，加强重大国际合作任务的谋划。坚持“战略布局，需求牵引，技术引领，合作共赢”的原则，基于科技部授予的国家国际科技合作基地及本单位学科技术优势，围绕“一带一路”国家倡议，深化拓展与发达国家实质性合作，夯实海外机构建设，积极培育和发起国际大科学计划，加强国际组织任职推荐，组织相关国际会议等，汇聚各类国际人才，建立以“平台-人才-项目-组织”合作模式，融入全球创新合作网络，助力上海光机所成为国际一流科研机构。上海光机所国际合作一直得到所领导的高度重视，历届所长亲自主管国际合作。1972年，上海光机所接待诺贝尔奖的美籍华裔科学家杨振宁，标志着我所第一次对外开放。2007年,被科技部首批授予“科技部国际科技合作基地”。2016年，科技部首次对全国2006-2008年间认定的113家国际合作基地进行了评估，上海光机所获评“优秀”。2021年，科技部首次对全国719家国际合作基地进行了评估，上海光机所持续获评“ 优秀”。王岐山副主席到上海光机所视察时，对上海光机所近几年取得的系列科技成果，以及重大国际合作项目“中以高功...
作为我国建立最早、规模最大的激光科学技术专业研究所，和首批上海市科普教育基地之一，中国科学院上海光学精密机械研究所(简称:上海光机所)在致力于科技创新的同时，十分重视科普工作。多年来，上海光机所借助科研院所强大的科普资源优势，围绕光学与激光科学技术，积极开展公众开放日、科普讲座、科技课堂、科普作品创...
近日，中国科学院上海光学精密机械研究所（以下简称“上海光机所”）与上海理工大学等科研单位合作，在超大容量超分辨三维光存储研究中取得突破性进展。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了衍射极限的限制，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，对于我国在信息存储领域突破关键核心技术、实现数字经济的可持续发展具有重大意义。相关研究成果于2024年2月22日发表在《自然》（Nature）杂志。论文第一作者单位为上海光机所，通讯作者为上海光机所阮昊研究员和上海理工大学光子芯片研究院院长顾敏院士，上海理工大学文静教授。上海光机所博士后赵苗和上海理工大学文静教授为并列第一作者。
光存储技术具有绿色节能、安全可靠、寿命长达50~100年的独特优势，非常适合长期低成本存储海量数据，然而受到衍射极限的限制，传统商用光盘的最大容量仅在百GB量级。在信息量日益增长的大数据时代，突破衍射极限、缩小信息点尺寸、提高单盘存储容量长久以来一直都是光存储领域的不懈追求。
1994年德国科学家Stefan W. Hell教授提出受激辐射损耗显微技术，首次证明了光学衍射极限能够被打破，并在2014年获得诺贝尔化学奖，经过20多年的发展，在显微成像、激光纳米直写等多个领域实现了光学超分辨成果，信息的超分辨写入已经得到了解决。然而传统染料在聚集状态下极易发生荧光猝灭，造成信息的丢失，在纳米尺度下还存在被背景噪声湮没的难题，导致超分辨的信息难以读出，通常依赖电镜扫描的读出方式，限制了超分辨技术在光存储领域中的应用。因此，发展可同步实现超分辨写、超分辨读、三维存储及长寿命介质是10多年来光存储研究领域亟待解决的难题。
上世纪八十年代，上海光机所干福熹院士开创了我国数字光盘存储技术的研究，研究团队一直深耕光存储领域。依托于丰厚的研究基础和创新技术方案，基于双光束超分辨技术及聚集诱导发光存储介质，在信息写入和读出均突破了衍射极限的限制，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，单盘等效容量约1.6 Pb。经老化加速测试，光盘介质寿命大于40年，加速重复读取后荧光对比度仍高达20.5：1。这是国际上首次实现Pb量级的超大容量光存储，得到了审稿人的高度评价：“这是一种具有突破性创新的Pb级光存储技术…”“与现有其它技术相比，该技术在性能方面提供了最高的光存储面密度…”“研究成果可能会带来数据中心档案数据存储的突破，解决大容量和节能的存储技术难题…”。
从光学显微技术到光存储技术，都被光学衍射极限所限制。在2021年Science发布的全世界最前沿的125个科学问题中，突破衍射极限限制更是在物理领域高居首位。该超分辨光盘的成功研制在信息写入和读出都突破了这一物理学难题，有助于我国在存储领域突破关键核心技术，将在大数据数字经济中发挥重大作用，以满足信息产业领域的重大需求。
未来，研究团队将加快原始创新和关键技术攻关，推动超大容量光存储的集成化和产业化进程，并拓展其在光显微成像、光显示、光信息处理领域的交叉应用，产出更多更优秀的创新成果。
研究工作得到了上海市科委重大项目、国家重点研发计划等项目的支持。
图1 Pb级光盘制备及读写方式示意图
（图源:Nature）
图2 超分辨信息记录结果
（图源:Nature）
图3 100层记录和二进制编码译码复原结果
（图源:Nature）
图4 光盘实物照片
（图源:Nature）
图5前排从左至右：论文通讯作者阮昊，共同第一作者赵苗
后排从左至右：研究人员胡巧、尹教成
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