中國(guó)激光雜志社發(fā)布2019年度中國(guó)光學(xué)十大進(jìn)展
3月20日，中國(guó)激光雜志社發(fā)布“2019年度中國(guó)光學(xué)十大進(jìn)展”（第十五屆）。量子密鑰分發(fā)、光子芯片、智能激光器、全色激光顯示等20項(xiàng)重大光學(xué)進(jìn)展入選（基礎(chǔ)研究類與應(yīng)用研究類各10項(xiàng)）。由于成果本身突出的學(xué)術(shù)水平，以及評(píng)審專家的嚴(yán)格公正，這一獎(jiǎng)項(xiàng)，已經(jīng)在學(xué)術(shù)界被廣泛認(rèn)可。
“中國(guó)光學(xué)十大進(jìn)展評(píng)選”由中國(guó)激光雜志社發(fā)起，經(jīng)過(guò)首輪推薦、初評(píng)、終評(píng)三個(gè)環(huán)節(jié)，最終20項(xiàng)優(yōu)秀的光學(xué)成果從110項(xiàng)研究進(jìn)展中脫穎而出，入選2019年度中國(guó)光學(xué)十大進(jìn)展（基礎(chǔ)研究類與應(yīng)用研究類各10項(xiàng)）。評(píng)選委員會(huì)由48位光學(xué)與光子學(xué)領(lǐng)域的專家組成，綜合考慮候選成果的學(xué)術(shù)價(jià)值和應(yīng)用價(jià)值，從候選成果中初評(píng)30項(xiàng)進(jìn)入終評(píng)，并以無(wú)記名投票方式產(chǎn)生“2019年度中國(guó)光學(xué)十大進(jìn)展”。
2019年度中國(guó)光學(xué)十大進(jìn)展分別為（排名不分先后）：
基礎(chǔ)研究類：
1. 微腔表面對(duì)稱破缺誘導(dǎo)非線性光學(xué)
北京大學(xué)肖云峰教授和龔旗煌院士的研究團(tuán)隊(duì)與其合作者，利用超高品質(zhì)因子回音壁模式光學(xué)微腔，極大增強(qiáng)了表面對(duì)稱性破缺誘導(dǎo)的非線性光學(xué)效應(yīng)，得到的二次諧波轉(zhuǎn)換效率提升了14個(gè)數(shù)量級(jí)。
2. 近場(chǎng)光學(xué)旋渦中的光學(xué)斯格明子結(jié)構(gòu)
深圳大學(xué)杜路平、袁小聰教授與其合作者，在國(guó)際上首次揭示了由光的自旋-軌道耦合產(chǎn)生的“光學(xué)斯格明子”結(jié)構(gòu)，并揭示了存在其內(nèi)部的光學(xué)自旋超精細(xì)結(jié)構(gòu)，在亞納米光學(xué)位移傳感、光學(xué)超分辨顯微成像等領(lǐng)域具有重大應(yīng)用前景。
3. 首個(gè)三維光學(xué)拓?fù)浣^緣體
浙江大學(xué)陳紅勝教授課題組與其合作者，成功研制首個(gè)三維光學(xué)拓?fù)浣^緣體，將三維拓?fù)浣^緣體從費(fèi)米子體系擴(kuò)展到了玻色子體系，有望大幅度提高光子在波導(dǎo)中的傳輸效率。
4. 高效穩(wěn)定非鉛鹵化物雙鈣鈦礦暖白光
華中科技大學(xué)武漢國(guó)家光電研究中心唐江教授團(tuán)隊(duì)及其合作者，闡明了非鉛鹵素鈣鈦礦Cs2AgInCl6的自限域激子發(fā)光機(jī)理，并通過(guò)Na+合金化和Bi3+痕量摻雜實(shí)現(xiàn)了高效穩(wěn)定的單基質(zhì)白光發(fā)光，突破了單基質(zhì)白光熒光粉的效率瓶頸，為非鉛鈣鈦礦發(fā)光材料的研究指明了一條道路，有希望在綠色照明方面實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。
5. 兼具高亮度和高效率的量子點(diǎn)發(fā)光二極管
河南大學(xué)申懷彬、李林松、杜祖亮教授等人與其合作者，通過(guò)設(shè)計(jì)合成新型核殼結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)，研發(fā)了兼具高亮度、高效率和長(zhǎng)壽命紅綠藍(lán)三基色QLED器件，其中多項(xiàng)性能指標(biāo)創(chuàng)世界記錄，該研究結(jié)果有望加速推進(jìn)QLED在高亮高效顯示和照明領(lǐng)域應(yīng)用的進(jìn)程。
6. 雙層三碘化鉻中由層間反鐵磁誘導(dǎo)的非互易二次諧波
復(fù)旦大學(xué)吳施偉課題組與其合作者，在二維磁性材料雙層三碘化鉻（CrI3）中觀測(cè)到源于層間反鐵磁結(jié)構(gòu)的非互易二次諧波非線性光學(xué)響應(yīng)，并揭示了三碘化鉻中層間反鐵磁耦合與范德瓦爾斯堆疊結(jié)構(gòu)的關(guān)聯(lián)。
7. 首次利用臺(tái)式化高重頻飛秒激光器驅(qū)動(dòng)千特斯拉強(qiáng)磁場(chǎng)自組織放大
中科院上海光機(jī)所劉建勝、田野課題組利用一束飛秒預(yù)脈沖激光產(chǎn)生膨脹的高溫稠密等離子體半球，然后再利用一束飛秒強(qiáng)激光驅(qū)動(dòng)強(qiáng)流電子束誘導(dǎo)等離子體韋伯不穩(wěn)定性的增長(zhǎng)，實(shí)驗(yàn)獲得了強(qiáng)度高達(dá)千特斯拉量級(jí)、自組織放大的強(qiáng)磁場(chǎng)陣列。研究結(jié)果開辟了利用小型化激光裝置研究高能量密度物理及實(shí)驗(yàn)天體物理的新途徑，可以更深入地研究和理解磁場(chǎng)的產(chǎn)生、放大、磁重聯(lián)及天體現(xiàn)象的本質(zhì)。
8. 關(guān)鍵量子信息器件——“三高”量子糾纏光源研究
中山大學(xué)王雪華教授團(tuán)隊(duì)與其合作者，提出一種能克服光子側(cè)向和背向泄漏、并能極大提高光子前向出射的新型微納“射燈”結(jié)構(gòu)，其單光子理論收集效率在較大的帶寬中超過(guò)90%、最高可達(dá)95%，在國(guó)際上率先制備出同時(shí)具備“三高”——高亮度、高全同性、高糾纏保真度的量子糾纏光子對(duì)源。
9. 壓縮超快時(shí)間光譜成像術(shù)創(chuàng)造超快成像新紀(jì)錄
西安交通大學(xué)陳烽教授團(tuán)隊(duì)與其合作者，提出了一種基于時(shí)頻變換思想的“壓縮超快時(shí)間光譜成像術(shù)”，在幀率、幀數(shù)、和精細(xì)光譜成像等方面突破了現(xiàn)有超快成像技術(shù)的局限。這一研究成果使得長(zhǎng)時(shí)間、寬光譜的記錄飛秒影像成為可能，將推動(dòng)更多涉及超快過(guò)程的極端物理、化學(xué)、材料和生物學(xué)的研究。
10. 光的波粒二象性的可控量子疊加
南京大學(xué)馬小松教授和祝世寧院士課題組利用多光子糾纏態(tài)的非局域特性，構(gòu)建了遠(yuǎn)程的量子邏輯門。在嚴(yán)格滿足愛因斯坦局域性的條件下，觀測(cè)到了光的波動(dòng)性與粒子性的可控量子疊加。該項(xiàng)工作為未來(lái)的量子技術(shù)提供了新的調(diào)控手段。
應(yīng)用研究類：
1. 可密集集成和任意路由的模分復(fù)用光子芯片
哈爾濱工業(yè)大學(xué)（深圳）徐科副教授、宋清海教授與其合作者，通過(guò)波導(dǎo)模場(chǎng)的精細(xì)調(diào)控，解決了多模波導(dǎo)的損耗和串?dāng)_問(wèn)題，將關(guān)鍵器件的尺寸縮小了1-2個(gè)數(shù)量級(jí)，實(shí)現(xiàn)了3×112 Gbit/s高速模分復(fù)用信號(hào)的密集布線，支持任意連續(xù)地彎曲與交叉，使多模光學(xué)系統(tǒng)的大規(guī)模片上集成成為可能。
2. 基于類人算法（HLA）的智能鎖模激光器
上海交通大學(xué)義理林教授課題組提出了基于類人算法（HLA）的智能鎖模激光器，解決了被動(dòng)鎖模激光器失鎖難以自動(dòng)恢復(fù)的難題，最快開機(jī)自動(dòng)鎖模僅需0.22 s，失鎖恢復(fù)則僅需14.8 ms，均大幅刷新了之前的記錄，具有重要的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用價(jià)值。
3. 基于多角度干涉的三維多色活細(xì)胞超分辨光學(xué)顯微鏡
浙江大學(xué)劉旭教授和匡翠方教授課題組，在時(shí)空超分辨活細(xì)胞成像系統(tǒng)和方法研制方面取得突破，開發(fā)出了具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新型光學(xué)成像技術(shù)——多角度干涉顯微鏡，可對(duì)活細(xì)胞表面結(jié)構(gòu)進(jìn)行快速、長(zhǎng)時(shí)程、多色和三維超分辨成像研究。
4. 無(wú)磁光場(chǎng)非互易放大
華東理工大學(xué)龔尚慶、鈕月萍教授團(tuán)隊(duì)與其合作者，將原子熱運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的多普勒效應(yīng)和拉曼增益結(jié)合，提出了可在自由空間實(shí)現(xiàn)光波波段非互易放大的原創(chuàng)性方案，并在實(shí)驗(yàn)上進(jìn)行了驗(yàn)證。這一方案為常溫工作、易于調(diào)控、小型化可集成的無(wú)磁非互易放大器研制提供了新的途徑。
5. 大帶寬、低損耗、高效率、高集成度的硅基電光調(diào)制器
中山大學(xué)蔡鑫倫、余思遠(yuǎn)課題組與其合作者，通過(guò)在硅基芯片上異質(zhì)集成鈮酸鋰材料，實(shí)現(xiàn)了高性能的硅和鈮酸鋰異質(zhì)集成電光調(diào)制芯片，在光學(xué)損耗、調(diào)制帶寬、半波電壓和線性度等方面突破了傳統(tǒng)硅基電光調(diào)制的局限。所有材料與器件工藝完全依靠國(guó)內(nèi)自主條件，具備完全的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。
6. 采用反向外延技術(shù)實(shí)現(xiàn)晶圓級(jí)亞50nm周期的多層膜光柵器件制備
中科院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所歐欣研究員與同濟(jì)大學(xué)合作者，提出了一種制備大面積超高線密度光柵的新方法，在2英寸晶圓上實(shí)現(xiàn)了＞20000線/毫米光柵器件的制備；通過(guò)與高效率X射線多層膜相結(jié)合，實(shí)驗(yàn)角色散性能比現(xiàn)有成熟技術(shù)制備的最高線密度光柵（5000線/毫米）高6倍。該技術(shù)已經(jīng)獲得三項(xiàng)中國(guó)發(fā)明專利和一項(xiàng)德國(guó)專利的授權(quán)，具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。
7. 高性能藍(lán)光單模微納激光
中科院上海光機(jī)所張龍、董紅星研究員領(lǐng)銜的微結(jié)構(gòu)光物理研究團(tuán)隊(duì)與其合作者，發(fā)現(xiàn)一種新型全無(wú)機(jī)鈣鈦礦RbPbBr3材料，深度解析鈣鈦礦材料相態(tài)轉(zhuǎn)變過(guò)程及其內(nèi)在化學(xué)機(jī)制，成功實(shí)現(xiàn)高性能藍(lán)光單模激光輸出，研究結(jié)果對(duì)鈣鈦礦材料相穩(wěn)定、高性能微納激光器件及多色激光器等的研究具有重要意義。
8. 突破線性界限制的光纖量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)
中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)郭光燦院士和韓正甫教授領(lǐng)導(dǎo)的量子密碼研究組首先在理論上提出了免相位后選擇的雙場(chǎng)量子密鑰分發(fā)協(xié)議，有效提升了雙場(chǎng)類協(xié)議的執(zhí)行效率?；谠搮f(xié)議，研究人員突破了異地孿生光場(chǎng)制備和長(zhǎng)距離信道相位補(bǔ)償兩項(xiàng)核心技術(shù)，在300 km常規(guī)商用光纖信道中，率先完成了超越線性界限制的高密鑰生成率實(shí)驗(yàn)，為實(shí)現(xiàn)無(wú)中繼長(zhǎng)距離城際量子密鑰分發(fā)網(wǎng)絡(luò)邁出了關(guān)鍵的一步。
9. 動(dòng)態(tài)平面光子元件
南京大學(xué)胡偉教授、陸延青教授團(tuán)隊(duì)與其合作者，通過(guò)設(shè)計(jì)摻入光控手性翻轉(zhuǎn)分子機(jī)器的自組裝螺旋超結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了工作波段連續(xù)可調(diào)、共軛相位分布光控變換的平面光子元件，提供了一種動(dòng)態(tài)平面光子元件的實(shí)用方案。
10. 基于有機(jī)打印微納激光陣列的全色激光顯示
中科院化學(xué)所趙永生、閆永麗研究員及其合作者，充分發(fā)揮有機(jī)材料在溶液加工方面的優(yōu)勢(shì)，利用噴墨打印的方式精準(zhǔn)構(gòu)建了紅綠藍(lán)微納激光陣列作為顯示面板，首次實(shí)現(xiàn)了主動(dòng)發(fā)光平板激光顯示，為發(fā)展高性能、易加工的平板激光顯示及照明器件提供了一種可行的解決方案。
特別感謝中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)、中國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)、上海市科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)、中科院上海光機(jī)所、中科院物理所，以及新華社、人民日?qǐng)?bào)、光明日?qǐng)?bào)、經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào)、澎湃新聞、上觀新聞、科學(xué)網(wǎng)、中國(guó)科技網(wǎng)、東方網(wǎng)、新民晚報(bào)、文匯報(bào)、中國(guó)科學(xué)報(bào)、上海科技報(bào)、科普時(shí)報(bào)、新聞晨報(bào)、科學(xué)大院、青塔、知識(shí)分子&賽先生、返樸、材料人、納米人、兩江科技評(píng)論、學(xué)術(shù)幫、光行天下等機(jī)構(gòu)與媒體的大力支持。
