2021中国光学十大进展发布：冰光纤、小型化自由

基础研究类（10项）

8.溶液中单分子电化学反应的直接成像

在国家重点研发计划、自然科学基金等项目的支持下，南京大学新型显示技术研发团队等提出基于二维半导体材料二硫化钼TFT驱动电路集成的超高分辨氮化镓Micro-LED显示技术方案，开发出晶圆级二维半导体TFT制造工艺，无需巨量转移的低温后端工艺单片异质集成技术，实现了1270 PPI的高亮度微显示器，该成果被发表期刊评价为：“突破了传统半导体驱动电路的性能瓶颈，将给未来显示带来颠覆性的产品”。

10.三维异质集成MoS2 TFT高分辨Micro-LED显示技术

9.线照明调制显微术实现高清成像

(东方网)

著名的黄昆方程揭示了横光学声子与光子耦合成为声子极化激元的物理本质，成为极化激元研究的物理开端。最近，南开大学研究团队及合作者提出并推演了非线性黄昆方程，预言并证实了一种由极性晶体受激声子极化激元介导的光与物质相互作用新机制。在该机制的作用下，太赫兹波段的非线性可以提高五个数量级左右。这一发现为光与物质相互作用、太赫兹科学与技术、极性晶体材料调控、自旋量子比特的光调控等研究提供了一条新的途径。

4.相干能量调制的自放大机制

量子中继可以克服信道损耗实现远程的量子通信。已有的量子中继都是基于发射型量子存储器构建的，其物理系统单一导致通讯速率受限。中国科学技术大学李传锋、周宗权研究团队利用固态量子存储器和外置纠缠光源，成功演示量子中继的基本链路，并展现了多模式复用在量子中继中的加速作用，为实用化高速量子网络的构建打下了坚实的基础。

3.激光尾波场加速驱动的台式化自由电子激光

4.双折射晶体中发现“幽灵”双曲极化激元

华中科技大学、海南大学骆清铭团队发明了线照明调制光学层析成像新原理，同时兼具高分辨率、高通量、高鲁棒性、高背景抑制能力、高灵敏度等优点，填补了相关技术的空白。在此基础上，他们迭代更新建立了高清荧光显微光学切片断层成像技术，实现高分辨率全脑三维原始数据信噪比110，将全脑光学成像提升到高清晰度的新标准。高清的图像质量，显著提升了后续数据相关环节的工作效率，为攻克脑图谱绘制中的大数据挑战提供了新的切入点。

应用研究类（10项）

华中科技大学张新亮、李培宁教授课题组与国家纳米科学中心戴庆研究员、新加坡国立大学仇成伟教授等国内外团队协同创新，发现传统双折射方解石晶体中存在“面-体”复合的新型“幽灵”双曲极化激元，这种新型激元既受表面束缚，又在晶体内部以倾斜波前传播，表现出世界记录长的各向异性纳米光传输特性和极强光场压缩能力。该研究发现为光物理基础研究提供原创新思路，有望在实现纳米尺度光场、热场操控方向上展现出应用潜力。

在人们的常识中，冰是一种透明易碎的脆性物质，没有弹性、无法弯折，难以像玻璃一样被制成光纤用来传输和调控光。浙江大学光电学院童利民教授、郭欣副教授团队与合作者们发现生长成单晶微纳光纤的冰，在性能上与玻璃光纤相似，既能够灵活弯曲，又可以低损耗传输光，还可以通过显微拉曼光谱研究冰的相变特性，有望在低温光学导波、光学传感及冰物理研究等方面获得应用。

8.大模间色散下的时空锁模

清华大学精密仪器系杨昌喜课题组与北京邮电大学电子工程学院肖晓晟课题组合作，在时空锁模激光器方向取得了新进展。合作团队证实了大模间色散下可以实现时空锁模，揭示了其锁模机理；并观察到锁模输出在多横模与近单横模之间转换。该工作在科学上扩展了对三维光学系统中复杂非线性时空动力学的理解，在工程上极大拓宽了时空锁模激光器的设计可能性。

超快激光与量子材料相互作用产生奇异量子态是目前国际上正在探索的量子材料操控研究前沿。上海交通大学张文涛研究组与张杰、向导团队等合作，提出利用飞秒激光对量子材料电子维度的操控机制，并利用自主研制的高分辨时间分辨角分辨光电子能谱仪和超快电子衍射装置，在三维量子材料中实现二维长程有序电子态，并在所形成的二维电子态中发现存在奇异电子态，可能是一种光致超导迹象。该发现为二维电子态研究提供了新平台。

3.基于吸收型存储器的多模式量子中继

光的波长、偏振、轨道角动量等物理维度可以建立正交的数据通道，利用光的物理维度作为信息的载体可以提高光信息技术的容量和安全性。暨南大学和上海理工大学等联合研究团队通过携带光子轨道角动量的紧聚焦涡旋光场，揭示了光信息存储介质产生轨道角动量响应的机制，首次在纳米尺度下实现了轨道角动量、偏振、波长及三维空间上的六维光信息复用存储技术，该技术不仅可以促进与轨道角动量相关的基础科学研究，而且有望为下一代大容量光信息通讯、存储技术提供新思路。

文章来源：《应用光学》 网址: http://www.yygxzzs.cn/zonghexinwen/2022/0526/552.html