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  • 2020年度中国光学十大新闻公布

    作者:佚名 来源:中国激光杂志社 时间:2021-01-03 12:35 阅读:1642 [投稿]
    基于光学新媒体数据评选“中国光学十大新闻”已持续4年,是全体光学人的“年终总结”,也是每年同期盘点活动所关注的焦点。今年,中国激光杂志社照例评选出2020年在光学领域最具影响力的十大新闻,这些事件将在2020年或若干年后在光学领域、乃至全社会产生深远的影响。

    2020年,对中国科技领域影响最大的莫过于两件事:“新冠”和“卡脖子技术”。在双重阴影下,光学人的工作和个人生活或多或少受到了影响。虽然通往科研的殿堂一波三折,但向着光的步伐一直坚定:有一群深入疫区“为大气做CT”的光科学家,“九章”问世使我国成功达到“量子优越性”里程碑,嫦娥奔月挖土离不开光学载荷的支撑……光学领域有许多值得铭记的突破和进展。

    基于光学新媒体数据评选“中国光学十大新闻”已持续4年,是全体光学人的“年终总结”,也是每年同期盘点活动所关注的焦点。今年,中国激光杂志社照例评选出2020年在光学领域最具影响力的十大新闻,这些事件将在2020年或若干年后在光学领域、乃至全社会产生深远的影响。

    1. 时空光涡旋与光子横向轨道角动量的新型光场

    2月24日,上海理工大学纳米光子学团队在光子轨道角动量研究领域取得新突破,首次从理论到实验展示了具有时空涡旋相位并携带光子横向轨道角动量的新型光场,开创了一个全新的光子轨道角动量自由度。光子横向轨道角动量在光子自旋霍尔效应、量子纠缠和光子自旋-轨道耦合效应等方面可能会展示独特的性质,也可望应用于高速光通信、光学微操控和新型光电器件等领域。

    2. 刘文清院士深入武汉疫区开展走航观测实验

    2月28日,国家大气污染防治攻关联合中心副主任刘文清院士一行6人乘坐自主研制的观测车奔赴武汉疫区开展为期2周的大气环境立体探测实验。

    刘文清院士介绍,此次奔赴疫区主要围绕火神山医院、雷神山医院、武汉协和医院、金银潭医院、武汉客厅方舱医院、洪山体院馆方舱医院、丰颐大酒店(隔离点)、星火垃圾焚烧厂(医疗废物处理点)以及武汉三环线等区域开展大气环境监测和网格化走航实验。观测车每日走航300余公里,在两周多的连续观测中,获取了武汉重点区域内大量观测数据,掌握了大气环境要素的高时空分辨率分布特征及污染物排放、输送情况。同时,结合卫星遥感观测,重点评估疫情发生前后武汉市PM2.5、SO2、NO2和HCHO等污染物的变化特征。

    3. 超快调制微激光器提出全光开关新原理

    2月28日,哈工大(深圳)宋清海教授团队在超快调制微激光器领域取得重要突破,其提出的全光开关新原理,有望突破超短切换时间与超低能耗之间的矛盾。该研究详细报道了拓扑保护BIC的光开关机理,保证了微型激光从径向极化的环形光束到线性极化的旁瓣光的相互超快切换。BIC的极高品质因子能显著降低激光阈值,从而突破传统全光开关的瓶颈。基于现有成果,该项研究的下一步是将该可切换的微型激光串联集成到光子芯片上以实现光学逻辑计算的功能。这也是实现最终目标——光计算和量子计算的前提。

    4. 轻小型卫星激光通信终端,实现了国内首次低轨星间激光通信

    中国航天科技集团八院802所自主研制的轻小型卫星激光通信终端,实现了国内首次低轨星间激光通信,迈出了国内该领域的第一步。该产品荣获第22届中国国际工业博览会空间信息产业展创新金奖。

    该轻小型卫星激光通信终端采用粗、精复合轴跟踪,具备优异的全周向跟踪稳定性。在其跟进系统测试中,该激光通信终端先后圆满完成了在轨双向搜索、捕获、跟踪、通信的全部试验,并验证了通信终端具有良好的远程双向对准以及捕获跟踪能力,同时具有较高的通信数据率和较低的误码率,双向通信速率2.5 Gbps,终端重量9 kg,是迄今为止国内数据率最高、重量最轻的星间激光通信终端。

    5. 基于超构透镜阵列的高维量子纠缠光源

    由南京大学祝世宁院士、王振林教授、张利剑教授和王漱明副教授团队、香港理工大学蔡定平教授团队、中国科学技术大学任希锋副教授团队和华东师范大学李林研究员组成的联合团队通力合作,在高维量子纠缠光源制备方面取得重要研究进展,通过结合超构透镜阵列与非线性晶体,成功制备出高维路径纠缠光源和多光子光源。

    该工作通过将新兴研究领域超构表面技术引入量子信息领域,实现了高维度、集成化的双光子、多光子纠缠光源,突破了现有量子光源的技术瓶颈和信息编码维度限制,有望应用于高维度的量子通信、量子计算、量子存储等领域,对于发展具有更高信息容量和更高安全性的量子信息技术具有重要意义。

    6. 首次实现亚分子分辨的单分子光致荧光成像

    8月10日,中国科学技术大学侯建国院士团队的董振超研究小组,在近场荧光成像领域取得重要进展,将成像空间分辨率大幅提升,推进至0.8 nm的亚纳米分辨水平,在世界上首次实现了亚分子分辨的单分子光致荧光成像,为在原子尺度上展现物质结构、揭示光与物质相互作用本质提供了新的技术手段。

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