[發明專利]一種實現波長復用的超分辨多維的光學存儲方法

有效

• 申請號: 202010250324.6
• 申請日: 2020-04-01
• 公開（公告）號: CN111524539B
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 張靜宇;顏志
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G11B7/0045
• 分類號: G11B7/0045;G11B7/244
• 代理公司: 武漢智嘉聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 42231
• 代理人: 江慧

本發明公開了一種實現波長復用的超分辨多維的光學存儲方法，步驟包括：取第一可逆開關熒光蛋白和第二可逆開關熒光蛋白混合；采用第一光束和第二光束將目標點處激發至熒光態；采用第三光束和第四光束對目標點處的環形區域進行輻照，使其由熒光態轉換為非熒光態，且中央區域為熒光態；控制所述第五光束和第六光束的輻照時間對所述中央區域進行輻照，使所述中央區域內形成四種熒光混合態；采用所述第一光束和第二光束將除所述中央區域以外的區域轉換為熒光態。本發明通過引入兩種不同的可逆開關熒光蛋白，對目標點進行標記時，將不同的可逆開關熒光蛋白進行漂白并產生四種熒光混合態，實現波長復用的超分辨多維光學存儲，提高了光學存儲維度。

技術領域

本發明涉及光學存儲領域，特別是一種實現波長復用的超分辨多維的光學存儲方法。

背景技術

近年來，數字信息技術極大地促進了世界經濟和社會的發展，隨著人工智能以及大數據的發展，各行各業對信息數據存儲的要求與日俱增，據估計，各個部門產生的信息數據量每年幾乎翻一番。當前，光學數據存儲技術由于具有能耗低、數據安全性高等優勢，光學存儲技術日益成熟，然而其數據存儲容量受到光學衍射極限的極大制約。因此光學數據存儲主要在超分辨和多維兩個方面發展以此來提升光學數據存儲的容量。

近年來，包括“受激輻射損耗顯微成像技術(STED)”及其衍生技術“可逆飽和光學熒光轉化顯微技術(RESOLFT)”等多種超分辨成像技術利用熒光基團標記分子實現了超越衍射極限的成像，RESOLFT技術能夠實現超分辨的標記進行數據存儲。現有技術中的單STED技術需要應用高功率損耗光，在進行超分辨成像過程中不可避免地會帶來光損傷問題，同時關于光學數據存儲的維度方面也存在較大局限性，難以滿足多維度光學數據存儲的需求。故需要提出一種新的光學存儲方法用于解決現有技術中存在的問題。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種實現波長復用的超分辨多維的光學存儲方法，用于解決現有技術中的光學數據存儲方法難以滿足多維度光學數據存儲的需求的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種實現波長復用的超分辨多維的光學存儲方法，其特征在于，其步驟包括：取第一可逆開關熒光蛋白和第二可逆開關熒光蛋白，并均勻混合；采用第一光束和第二光束先后對目標點處輻照，分別將第一可逆開關熒光蛋白和第二可逆開關熒光蛋白激發至各自的熒光態；采用第三光束和第四光束先后對目標點處的環形區域進行輻照，分別使環形區域內的第一可逆開關熒光蛋白和第二可逆開關熒光蛋白由熒光態轉換為非熒光態，且環形區域所包圍的中央區域表現為兩種可逆開關熒光蛋白的熒光態；采用第五光束和第六光束對中央區域進行輻照，控制第五光束和第六光束的輻照時間，分別使中央區域內的第一可逆開關熒光蛋白和第二可逆開關熒光蛋白由各自的熒光態轉換為不同程度的漂白態，并于中央區域構成四種熒光混合態；采用第一光束和第二光束對除中央區域以外的區域進行輻照，分別使第一可逆開關熒光蛋白和第二可逆開關熒光蛋白由非熒光態轉換為熒光態，用于配合中央區域的四種熒光混合態以實現波長復用的超分辨多維光學存儲。

其中，第一可逆開關熒光蛋白與第二可逆開關熒光蛋白所發射熒光不同，兩者永久漂白的波長不同；第一可逆開關熒光蛋白在進行狀態切換時的波長和能量不會對第二可逆開關熒光蛋白產生影響。

其中，第一光束和第二光束為兩種不同的高斯光束，第一光束輻照第一可逆開關熒光蛋白后使其轉換為熒光態，第二光束輻照第二可逆開關熒光蛋白后使其轉換為熒光態。

其中，第三光束和第四光束為兩種不同的拉蓋爾高斯光束，第三光束輻照第一可逆開關熒光蛋白后使其由熒光態轉換為非熒光態，第四光束輻照第二可逆開關熒光蛋白后使其由熒光態轉換為非熒光態。

其中，第五光束和第六光束為兩種不同的高斯光束，第五光束輻照第一可逆開關熒光蛋白后使其由熒光態轉換為漂白態，第六光束輻照第二可逆開關熒光蛋白后使其由熒光態轉換為漂白態。