সাংহাই ইনস্টিটিউট অফ অপটিক্স অ্যান্ড প্রিসিশন মেশিনারি (SIPM) অতি-বৃহৎ ক্ষমতার সুপার-রেজোলিউশন 3D অপটিক্যাল স্টোরেজ গবেষণায় সাফল্য এনেছে

সম্প্রতি, চাইনিজ একাডেমি অফ সায়েন্সেস (CAS) এর সাংহাই ইনস্টিটিউট অফ অপটিক্যাল প্রিসিশন মেশিনারি (SIPM), সাংহাই ইনস্টিটিউট অফ টেকনোলজি (SIT) এবং অন্যান্য গবেষণা প্রতিষ্ঠানের সহযোগিতায়, অতি-বৃহৎ-ক্ষমতার সুপার-রেজোলিউশনে একটি অগ্রগতি করেছে। ত্রিমাত্রিক অপটিক্যাল স্টোরেজ গবেষণা। গবেষণা দল আন্তর্জাতিক প্রথম ডুয়াল-বিম নিয়ন্ত্রিত একত্রীকরণ-প্ররোচিত লুমিনেসেন্স সুপার-রেজোলিউশন অপটিক্যাল স্টোরেজ প্রযুক্তি ব্যবহার করে, প্রথমবারের মতো তথ্য লেখা এবং সীমার বিচ্ছুরণ সীমাতে পরীক্ষামূলক অগ্রগতির বাইরে পড়ার সময়, বিন্দু আকারের উপলব্ধি। 54nm, ডেটা স্টোরেজের সুপার-রেজোলিউশনের 70nm ব্যবধান, এবং একটি 100-স্তর মাল্টি-লেয়ার রেকর্ড সম্পন্ন করেছে, Pb লেভেল পর্যন্ত একক ডিস্কের সমতুল্য ক্ষমতা, তথ্যের ক্ষেত্রে চীনের অগ্রগতি মূল মূল প্রযুক্তির সঞ্চয়, এবং ডিজিটাল অর্থনীতির টেকসই উন্নয়ন অর্জন, গবেষণা দল অতি-বড় ক্ষমতার অতি-রেজোলিউশন ত্রি-মাত্রিক অপটিক্যাল স্টোরেজ গবেষণায় অগ্রগতি করেছে। তথ্য সঞ্চয়ের ক্ষেত্রে মূল মূল প্রযুক্তির মধ্য দিয়ে যাওয়া এবং ডিজিটাল অর্থনীতির টেকসই উন্নয়ন উপলব্ধি করা চীনের জন্য অত্যন্ত তাৎপর্যপূর্ণ। গবেষণার ফলাফল 22 ফেব্রুয়ারি, 2024-এ নেচার জার্নালে প্রকাশিত হয়েছিল। গবেষণাপত্রটির প্রথম লেখক হলেন সাংহাই ইনস্টিটিউট অফ অপটিক্যাল মেশিনারি (SIOM) এর ড. হাও রুয়ান এবং সংশ্লিষ্ট লেখকরা হলেন একাডেমিশিয়ান মিন গু, সাংহাই ইনস্টিটিউট অফ টেকনোলজির (SIT) ফটোনিক চিপ রিসার্চ ইনস্টিটিউটের পরিচালক এবং প্রফেসর জিং ওয়েন সাংহাই ইনস্টিটিউট অফ টেকনোলজি (SIT) এর। ডাঃ ঝাও মিয়াও, এসআইপিএম-এর পোস্টডক্টরাল ফেলো এবং সাংহাই ইনস্টিটিউট অফ টেকনোলজি (এসআইটি) এর অধ্যাপক ওয়েন জিং এই গবেষণাপত্রের যৌথ প্রথম লেখক।
অপটিক্যাল স্টোরেজ প্রযুক্তির সবুজ, শক্তি-সাশ্রয়ী, নিরাপদ এবং নির্ভরযোগ্য হওয়ার অনন্য সুবিধা রয়েছে, যার আয়ুষ্কাল 50-100 বছর, যা দীর্ঘমেয়াদী স্বল্প খরচে বিশাল ডেটা স্টোরেজের জন্য খুবই উপযুক্ত। যাইহোক, বিচ্ছুরণের সীমার সীমাবদ্ধতার কারণে, ঐতিহ্যবাহী বাণিজ্যিক অপটিক্যাল ডিস্কের সর্বোচ্চ ক্ষমতা কেবলমাত্র একশ গিগাবাইট (জিবি) ক্রমে। তথ্যের ক্রমবর্ধমান পরিমাণের সাথে বড় ডেটার যুগে, বিচ্ছুরণের সীমা ভেঙ্গে, তথ্য বিন্দুর আকার হ্রাস করা এবং একটি একক ডিস্কের স্টোরেজ ক্ষমতা বাড়ানো দীর্ঘকাল ধরে অপটিক্যাল স্টোরেজ ক্ষেত্রের অবিরাম সাধনা।
1994 সালে, জার্মান বিজ্ঞানী অধ্যাপক স্টেফান ডব্লিউ. হেল উত্তেজিত বিকিরণ ক্ষতি মাইক্রোস্কোপি প্রযুক্তির প্রস্তাব করেছিলেন, যা প্রথমবারের মতো প্রমাণ করেছিল যে অপটিক্যাল ডিফ্র্যাকশন সীমা ভাঙা যায়, এবং 2014 সালে রসায়নে নোবেল পুরস্কার জিতেছিল। 20 বছরেরও বেশি সময় পর উন্নয়ন, অপটিক্যাল সুপার-রেজোলিউশন ফলাফলগুলি মাইক্রো-ইমেজিং, লেজার ন্যানো-ডাইরেক্ট রাইটিং এবং আরও অনেক ক্ষেত্রে উপলব্ধি করা হয়েছে এবং তথ্যের সুপার-রেজোলিউশন লেখার সমাধান করা হয়েছে। যাইহোক, ঐতিহ্যগত রঞ্জকগুলি সমষ্টিগত অবস্থায় ফ্লুরোসেন্স বিস্ফোরণের জন্য অত্যন্ত সংবেদনশীল, যার ফলে তথ্য হারিয়ে যায়, এবং ন্যানোস্কেলে পটভূমির শব্দ দ্বারা ধ্বংস হওয়ার অসুবিধাও রয়েছে, যা অতি-সমাধানগুলি পড়তে অসুবিধার দিকে পরিচালিত করে। তথ্য, এবং সাধারণত ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপ স্ক্যানিংয়ের রিডআউটের উপর নির্ভর করে, যা অপটিক্যাল স্টোরেজের ক্ষেত্রে সুপার-রেজোলিউশন প্রযুক্তির প্রয়োগকে সীমাবদ্ধ করে। অতএব, সুপার-রেজোলিউশন রাইটিং, সুপার-রেজোলিউশন রিডিং, ত্রি-মাত্রিক স্টোরেজ এবং দীর্ঘ-জীবনের মিডিয়ার সিঙ্ক্রোনাস উপলব্ধির বিকাশ অপটিক্যাল স্টোরেজ গবেষণা সমস্যার ক্ষেত্রে 10 বছরেরও বেশি সময় ধরে সমাধান করতে হবে।
1980-এর দশকে, সাংহাই ইনস্টিটিউট অফ অপটিক্যাল মেশিনারি গ্যান ফুক্সি অ্যাকাডেমিশিয়ান চীনের ডিজিটাল অপটিক্যাল ডিস্ক স্টোরেজ প্রযুক্তির গবেষণার পথপ্রদর্শক, গবেষণা দলটি অপটিক্যাল স্টোরেজের ক্ষেত্রে চষে বেড়াচ্ছে। ডুয়াল-বিম সুপার-রেজোলিউশন প্রযুক্তি এবং সমষ্টি-প্ররোচিত লুমিনেসেন্স স্টোরেজ মিডিয়ার উপর ভিত্তি করে সমৃদ্ধ গবেষণা ফাউন্ডেশন এবং উদ্ভাবনী প্রযুক্তি সমাধানগুলির উপর নির্ভর করে, তথ্য লেখা এবং পড়া সীমার বিচ্ছুরণ সীমা ভেঙ্গেছে, বিন্দু আকারের উপলব্ধি। 54 nm, রাস্তার ব্যবধান 70 nm সুপার-রেজোলিউশন ডেটা স্টোরেজ, এবং একটি 100-স্তর মাল্টিলেয়ার রেকর্ড সম্পন্ন করেছে, একটি একক ডিস্কের সমতুল্য ক্ষমতা প্রায় 1.6 Pb। 40 বছরেরও বেশি সময়ের অপটিক্যাল ডিস্ক মিডিয়া লাইফের বার্ধক্যের ত্বরান্বিত পরীক্ষার পরে, 40 বছরের বেশি ত্বরিত পুনরাবৃত্তি রিডস, ত্বরিত পুনরাবৃত্তি রিডিং ফ্লুরোসেন্স কনট্রাস্ট এখনও 20.5:1 এর মতো উচ্চ। এই বিশ্বে প্রথমবারের মতো অতি-বৃহৎ-ক্ষমতার অপটিক্যাল স্টোরেজের Pb স্তর উপলব্ধি করা হয়েছে, পর্যালোচকের উচ্চ মূল্যায়ন: "এটি Pb-স্তরের অপটিক্যাল স্টোরেজ প্রযুক্তির একটি যুগান্তকারী উদ্ভাবন..." "অন্যান্য বিদ্যমান প্রযুক্তির তুলনায় , এই প্রযুক্তি পারফরম্যান্সের পরিপ্রেক্ষিতে সর্বোচ্চ অপটিক্যাল স্টোরেজ পৃষ্ঠের ঘনত্ব প্রদান করে...""গবেষণা ফলাফলগুলি ডেটা সেন্টারের আর্কাইভাল ডেটা স্টোরেজের ক্ষেত্রে একটি অগ্রগতি ঘটাতে পারে, বৃহৎ ক্ষমতা এবং শক্তি সঞ্চয়ের স্টোরেজ প্রযুক্তি চ্যালেঞ্জগুলি সমাধান করে ..."।
অপটিক্যাল মাইক্রোস্কোপি থেকে অপটিক্যাল স্টোরেজ প্রযুক্তি পর্যন্ত সবকিছুই অপটিক্যাল ডিফ্র্যাকশন সীমা দ্বারা সীমাবদ্ধ। 2021 সালে বিজ্ঞান দ্বারা প্রকাশিত বিশ্বের 125টি সবচেয়ে আধুনিক বৈজ্ঞানিক সমস্যার মধ্যে, পদার্থবিদ্যার ক্ষেত্রে বিচ্ছুরণের সীমা ভঙ্গ করা আরও বেশি। এই সুপার-রেজোলিউশন অপটিক্যাল ডিস্কের সফল বিকাশ তথ্য লেখা এবং পড়া উভয় ক্ষেত্রেই এই পদার্থবিজ্ঞানের সমস্যার মধ্য দিয়ে যায়, যা চীনকে সঞ্চয়স্থানের ক্ষেত্রে মূল মূল প্রযুক্তিগুলি ভেঙে ফেলতে সাহায্য করে এবং বড় ডেটা ডিজিটাল অর্থনীতিতে একটি বড় ভূমিকা পালন করবে। তথ্য শিল্প ক্ষেত্রে প্রধান চাহিদা পূরণ.
ভবিষ্যতে, গবেষণা দল মূল উদ্ভাবন এবং মূল প্রযুক্তি গবেষণাকে ত্বরান্বিত করবে, অতি-বৃহৎ-ক্ষমতার অপটিক্যাল স্টোরেজের একীকরণ এবং শিল্পায়নকে উন্নীত করবে এবং অপটিক্যাল মাইক্রো-ইমেজিং, অপটিক্যাল ডিসপ্লে, অপটিক্যালের ক্ষেত্রে এর ক্রস-অ্যাপ্লিকেশন প্রসারিত করবে। তথ্য প্রক্রিয়াকরণ, আরো এবং আরো চমৎকার উদ্ভাবনী ফলাফল উত্পাদন.
গবেষণা কাজটি সাংহাই বিজ্ঞান ও প্রযুক্তি কমিশনের প্রধান প্রকল্প এবং ন্যাশনাল কী R&D প্রোগ্রাম দ্বারা সমর্থিত হয়েছে।

চিত্র 1 Pb-গ্রেড অপটিক্যাল ডিস্ক প্রস্তুতি এবং রিড/রাইট মোডের পরিকল্পিত চিত্র

চিত্র 2 সুপার-রেজোলিউশন তথ্য রেকর্ডিং ফলাফল

চিত্র 3 100-স্তর রেকর্ডিং এবং বাইনারি কোড ডিকোডিং পুনরুদ্ধারের ফলাফল

চিত্র 4 অপটিক্যাল ডিস্কের শারীরিক ছবি