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“2022中国光学十大进展”发布

时间:2023-04-23 点击量: 1789

4月20日晚,中国激光杂志社重磅发布“2022中国光学十大进展”。


经过评审委员会多轮遴选,“微腔光梳驱动的新型硅基光电子片上集成系统”等10项前沿进展入选“2022中国光学十大进展”(基础研究类);“集成化成像芯片实现像差矫正三维摄影”等10项进展入选“2022中国光学十大进展”(应用研究类)。此外,效率首次突破量子不可克隆极限的微波——光波相干转换、实现高维量子计算芯片等20项成果分别荣获“2022中国光学十大进展”提名奖(基础研究类)和“2022中国光学十大进展”提名奖(应用研究类)。


“中国光学十大进展”评选活动由中国激光杂志社发起,至今已成功举办17届,旨在促进中国优秀光学研究成果的广泛传播,推动中国光学事业的发展。凭借高学术水平的候选成果,以及严格公正的评审机制,这一奖项备受业界认可,具有高度的公信力和影响力。



基础研究类(10项)



1.微腔光梳驱动的新型硅基光电子片上集成系统


北京大学王兴军团队联合加州大学圣塔巴巴拉分校John E. Bowers团队,攻关解决微腔光梳简易鲁棒激发与长时间稳定、面向光梳光源的硅基系统设计、硅基片上可重构多维光谱整形技术等难题,在国际上首次实现了由克尔微腔光梳驱动的新型硅基光电子片上系统,有望直接应用于数据中心、5/6G信号处理、自动驾驶、光计算等领域,为下一代片上光电子信息系统提供了全新的研究范式和发展方向。


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2.光学涡环的诞生


上海理工大学詹其文带领的纳米光子学团队基于麦克斯韦方程组和光学保角变换,首次在理论上完整推导并在实验上实现了优美的光学涡环结构。该研究工作为三维复杂时空光场的生成和表征提供了崭新的思路,对环状对称电动力学、环状对称等离子物理、光学对称和拓扑、量子物理、天体物理等理论研究,以及光学传感、光操纵、光信息与能量传递等应用研究都将具有重要且深远的意义。



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3.用光3D打印纳米晶体


清华大学精密仪器系孙洪波、林琳涵课题组首次提出了利用光生高能载流子调控纳米材料的表面化学活性并实现化学键合,由此实现了半导体量子点等功能纳米粒子的三维激光装配。这一技术具备真三维、高纯度、高分辨率、异质异构集成的技术优势,开辟了功能纳米器件制备工艺的新途径,在片上光电器件集成、高性能近眼显示等领域具有广泛的应用前景。



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4.新技术首次实现激光3D打印纳米铁电畴


南京大学张勇领衔的研究团队发展了一种非互易激光极化铁电畴技术:将飞秒脉冲激光聚焦于铌酸锂晶体中,在晶体内部形成了一个有效电场,实现了三维纳米铁电畴的可控制备。加工精度达到了30纳米,远远突破衍射极限,且可以实现铁电畴结构的修正与重构。这一技术解决了传统极化工艺仅限于在二维平面内以微米精度加工铁电畴结构的难题,为三维集成光电器件的发展提供了新的技术支撑。



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5.高纯度超集成手性光源领域取得重要研究进展



哈尔滨工业大学(深圳)宋清海团队基于连续域中束缚态自身的物理特性,实现了高纯度、高Q值与高方向性的手性荧光到激光的出射。在无需自旋注入的情况下,即可实现控制自发辐射和激光的光谱、远场以及自旋角动量。这种方法对改善当前手性光源的设计,并促进其在光子系统与量子系统中的应用具有重要意义。

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6.羲和激光首轮实验获得60 MeV质子束

中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室激光质子加速课题组依托于上海超强超短激光实验装置(羲和激光,SULF),在首轮磨合实验中利用SULF-10PW激光轰击微米金属靶,在靶后法线鞘层加速机制下获得了截止能量达62.5MeV的质子束,该结果达到国内领先水平,进入国际前列。未来将通过进一步优化,获得百MeV级的高能质子束,切实推动激光质子源在聚变能源、肿瘤治疗等重要领域的应用。

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7.高效、高重频极紫外超快相干光源


上海交通大学刘峰、陈民和李博原课题组通过引入圆偏振预脉冲,成功实现对微米尺度预等离子体的主动调控,构建出合适的纵向密度分布,解决了高次谐波产生受限于激光对比度的难题,实验验证了产生高重频、高亮度极紫外超快辐射源的新方案。



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8.稀土离子f-f跃迁发光寿命被压缩至纳秒级


陕西师范大学物理学与信息技术学院张正龙、郑海荣团队,依托自主搭建的高分辨原位光谱系统,在纳米光学领域取得了突破性进展。利用等离激元倾斜纳米光腔,将稀土离子f-f跃迁发光寿命压缩至50纳秒以下,同时获得1000余倍的量子产率增强。该成果被审稿人评价为稀土发光领域“里程碑”式的工作,对拓展稀土发光应用优势,推动量子通讯单光子源、纳米激光器的发展具有重要意义。



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9.激光干涉仪的量子超越


上海交通大学物理与天文学院及李政道研究所张卫平团队与合作者,利用其发展的量子关联干涉技术与激光干涉仪巧妙结合,实现了一种超越传统激光干涉仪的新型量子精密测量技术。新方法融合经典-量子优势于一体,原理上可以拓展到LIGO引力波探测器等大型精密测量仪器中,实现对传统干涉技术的升级,向开拓真正有应用价值的量子技术迈出了重要的一步。



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10.突破荧光范围的激光辐射


山东大学于浩海、张怀金团队和南京大学陈延峰团队协同攻关,在激光物理领域取得突破,首次实现基于多声子耦合的激光辐射,在远超荧光光谱的范围获得了宽波段、可调谐激光输出。研究成果拓宽了激光增益范围,阐明了激光晶体中的关键功能基元和序构关系,对于固体激光技术的发展具有重要意义。

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