图说:中科院上海光机所党委书记陈卫标研究员致辞 采访对象供图(下同)
新民晚报讯(记者 郜阳)首届光学前沿高峰论坛暨2020年度中国光学十大进展颁奖典礼近日举行。量子纠缠光源、荧光成像、金属钠等离激元等10项基础研究,激光聚变、光学雷达远距离成像、光谱气体检测等10项应用研究成功入选“2020年中国光学十大进展”。
“中国光学十大进展”评选活动由中国激光杂志社发起,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。
院士:看得越小 收获越大
“按老前辈王大珩院士的话来说,光学不是一个独立的产业或者小学科,它渗透到科学技术的各个领域。”中国科学院院士、中科院上海光学精密机械研究所研究员范滇元表示。
他介绍,美国在上世纪末召集了百余位专家,撰写了一本关于21世纪光学工程和展望的《驾驭光》,对本世纪光学工程发展和作用都有了详尽介绍。可不到20年,这群专家再次聚首,在新的书中提出了“光子学”,认为光子学是不可缺少的关键技术。
“我们现在研究对象的精度和尺度越来越小,但获得的结果越来越大。”范滇元解释,“光子学,尤其是微纳光子学,都是深入到微纳的精度。‘微纳’有两方面的含义:其一,材料和结构都是微纳量级;其二,做成的光学产品的精度可达微米或纳米的量级,空间上可以用显微镜高分辨率吧城乡,时间上可以飞秒或皮秒成像分辨率。”事实上,目前的光学芯片等都属于光子学的范畴。
图说:上海理工大学顾敏院士作大会报告
成果:面向前沿 服务国家
入选2020年中国光学十大进展名单的成果,既有面向世界科技前沿,也有面向国家重大需求的。在基础研究类,华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室科研团队利用超快飞秒激光和符合探测技术,首次实验观测到了单分子体系内的超快振动回声;声波的回声是一种常见的自然现象,当声波在传播过程中遇到障碍物时,将被反射形成回声。回声现象在很多方面都有着非常重要的应用,例如利用电子自旋回声进行核磁共振成像。
光子角动量在光与物质相互作用中发挥重要影响,上海理工大学纳米光子学团队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。
在应用研究类,南京大学现代工程与应用科学学院谭海仁教授团队在大面积全钙钛矿叠层太阳电池上取得新突破。该团队制备的大面积全钙钛矿叠层太阳电池经日本电气安全和环境技术实验室权威认证,稳态光电转换效率高达24.2%,为目前大面积钙钛矿太阳电池的世界纪录效率。他告诉记者,随着国家政策的提出和政府加大投入,目前光伏产业蒸蒸日上,技术的进步会比原先更快。“我们的工作处于国际领先水平,但竞争仍然很激烈。我们的‘小目标’是突破光电转换效率30%,进而达到35%。”谭海仁表示,“当然,从实验室走向产业还要克服很多难关,从很小的半导体器件到很大面积的太阳能电池,我们要着重解决面积放大的同时保持效率。”
此外,中国科学技术大学潘建伟院士、徐飞虎教授课题组在城市环境中通过平均每个像素点探测约一个信号光子,实现了距离达45千米的单光子三维成像,创下了新的成像距离纪录。团队成员介绍,远距离单光子成像雷达系统在硬件端和软件端均发展了适用于远距离成像的先进技术。
期刊:定位高端 服务科研
在论坛上,中科院上海光机所党委书记陈卫标研究员宣布,上海光机所将创办国内光学领域第一本英文综述期刊——Photonics Insights。中国激光杂志社负责期刊出版工作。
Photonics Insights将于2022年以开放获取的模式出版。复旦大学教授周磊和香港理工大学教授蔡定平受邀担任共主编。对于这样一本定位高端的综述期刊,周磊认为,这本期刊的创办将弥补中国在这方面的空白,必将成为相关领域研究生及年轻学者快速跟上光(子)学前沿领域最新进展的必读刊物。蔡定平表示,Photonics Insights将与读者快速分享光子学最前沿的研究工作,清楚地说明从基础到前沿的关联脉络,研究的初心和动机。
记者了解到,东南大学崔铁军院士、中科院光电所罗先刚院士、香港科技大学陈子亭教授、西湖大学副校长仇旻教授、香港大学张霜教授等杰出科学家已受邀为期刊撰写文章。
中国激光杂志社总经理杨蕾表示:“Photonics Insights将成为光学与光子学研究人员阅读、发表高质量综述的新平台,并进一步丰富中国激光杂志社的期刊类型,有助于杂志社为科研人员提供更好的知识服务。”
【延伸阅读】2020年中国光学十大进展名单
基础研究类
1.基于超构透镜阵列的高维量子纠缠光源
2.发现并揭示莫尔晶格中波的演化规律
3.亚纳米分辨的单分子光致荧光成像
4.狄拉克涡旋拓扑光腔
5.单分子回声
6. 金属钠:助推等离激元光子器件走向应用
7. 时空光涡旋与光子横向轨道角动量
8. 放弃相位板,无需光学对准也能产生相位涡旋光束
9. 首次观测到开放量子体系中的非厄米趋肤效应
10. 单层氮化硼声子极化激元的直接观测
应用研究类
1.国际首轮间接驱动高增益激光聚变快点火集成实验
2.大面积全钙钛矿叠层太阳电池
3.光学雷达远距离单光子成像
4.超快激光三维操控透明材料内部钙钛矿量子点的可逆生长
5.新型激光光热光谱学气体测量技术
6.世界首例可用于数字相干光通信的高性能铌酸锂薄膜电光调制器芯片