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量子卫星、上海超强超短激光等入选2017中国光学十大新闻

来源:中国激光

  发布:星之球科技

关键词:量子卫星 超短激光

2018-01-24

 2017年,中国光学期刊网共发布12000条新闻,浏览量超过200万;中国激光微信公众号共发布368条消息,浏览量超过80万,光电汇微信公众号共发布207条消息,浏览量超过42万。
 
基于以上数据,中国光学期刊网、中国激光微信公众号和光电汇微信公众号,联合评选出最具影响力的十大光学新闻,记录2017年中国光学的进步和话题。
 
01
“墨子号”量子卫星实现世界首次千公里量级的量子纠缠
 
 
6月16日,中国科学家宣布,利用“墨子号”量子科学实验卫星在国际上率先成功实现了千公里级的星地双向量子纠缠分发,并于此基础上实现了空间尺度下严格满足“爱因斯坦定域性条件”的量子力学非定域性检验,在空间量子物理研究方面取得重大突破。
 
相关成果以封面论文的形式发表在Science期刊上。审稿人称该成果是“兼具潜在实际应用和基础科学研究重要性的重大技术突破”。
 
这一重要成果为未来开展大尺度量子网络和量子通信实验研究以及开展外太空广义相对论、量子引力等物理学基本原理的实验检验奠定了可靠的技术基础。
 
02
14位光科学家当选2017年中国科学院、中国工程院院士
 
 
11月,中国科学院、中国工程院分别公布了2017年院士增选结果,共14位光科学家当选院士。
 
李儒新(中国科学院上海光学精密机械研究所)、徐红星(武汉大学)、毛军发(上海交通大学)、王建宇(中国科学院上海技术物理研究所)、杨德仁(浙江大学)、叶军(外籍,美国科罗拉多大学博尔德分校、美国国家标准与技术局、美国天体物理联合实验室)6位光科学家当选中国科学院院士。
 
戴琼海(清华大学)、刘永坚(空军研究院)、刘泽金(国防科技大学)、谭久彬(哈尔滨工业大学)、彭金辉(昆明理工大学)、周济(清华大学)、范国滨(中国工程物理研究院)、顾敏(外籍,澳大利亚皇家墨尔本大学)8位光科学家当选中国工程院院士。
 
 
03
上海超强超短激光实验装置成功实现10拍瓦激光放大输出
 
 
10月24日,上海超强超短激光实验装置(SULF)研制工作取得重大突破,成功实现了10拍瓦激光放大输出,这是目前人类能掌握的最高光强光源。
 
SULF激光装置采用基于大口径钛宝石晶体的啁啾脉冲放大技术路线。研究人员解决了大口径高增益激光放大器、高性能激光抽运源、宽带高阶色散精密控制和增益窄化抑制等关键科学技术问题,国际上首次实现了300焦耳以上能量水平的宽带(半高全宽达到70纳米)激光放大输出。
 
 
04
北京大学提出非对称微腔光场调控新原理
 
 
北京大学肖云峰研究员和龚旗煌院士研究团队,提出了混沌辅助的光子动量快速转换的新原理,实现了超高品质因子光学微腔和纳米尺度波导之间高效、超宽谱的光耦合,突破了微纳光学器件近场耦合需要相位匹配(即动量守恒)的限制。
 
相关研究成果于10月20日发表在Science 期刊上。微腔光学研究领域著名国际专家,加州理工学院讲席教授Kerry Vahala评价该工作时指出:混沌驱动的动力学建立了波导模式与微腔局域模式的桥梁,从而在极其宽谱范围实现两者的耦合,不仅从本质上提出了一种研究光学微腔的新方法,更闪耀着光学混沌中的物理之美。
 
 
05
中国实现一根光纤可供135亿人同时通话
 
 
2月4日,武汉邮电科学研究院宣布,在国内首次实现560 Tb/s超大容量波分复用及空分复用的光传输系统实验,可以实现一根光纤上67.5亿对人(135亿人)同时通话,这标志着我国在“超大容量、超长距离、超高速率”光通信系统研究领域迈上了新的台阶。
 
本次实验采用具有自主知识产权的单模七芯光纤为传输介质。单模七芯光纤解决了多芯光纤间串扰难题,隔离度达到-70 dB,把“车道”与“车道”之间的干扰和影响降到了最低。
 
在传输介质进行创新的同时,本次实验所采用的系统设备使用了16个单光源,经过光多载波发生装置,单芯传输容量为80 Tbit/s,系统传输总容量达到560 Tbit/s。经专家组测试验证,此次实现的“560 Tbit/s超大容量单模多芯光纤光传输系统”为国内首次,达到了国际先进水平。
 
 
06
八项光电技术跻身2016年国家科学技术大奖
 
 
1月9日,2016年度国家科学技术奖揭晓,共有8项光电技术项目在国家自然科学奖、国家技术发明奖和国家科学技术进步奖获奖。获奖项目分别是:国家自然科学奖二等奖——微波毫米波新型基片集成类导波结构及器件,超快激光微纳制造机理、方法及新材料制备的基础研究;国家技术发明奖二等奖——先进日盲紫外探测与应用技术,超大型精密仪器装备气/磁阵列隔微振技术与装置,混合式光纤传感技术及其在工程安全监测领域中的应用,多界面光-热耦合白光LED封装优化技术;国家科学技术进步奖一等奖——新一代国家时间频率基准的关键技术与应用;国家科学技术进步奖二等奖——高性能光伏发电系统关键控制技术与产业化应用。
 
 
07
哈工大高轨星地双向高速激光通信系统技术达国际领先水平
 
 
4月12日,谭立英教授团队研制的激光通信终端随卫星发射入轨。5至8月,高轨星地双向高速激光通信系统在近4万公里距离的卫星与地面站间,实现了上下行光束的“精确对准、稳定保持、高速通信”。利用激光光束建立的星地双向高速信息传输通道,成功进行了最高传输数据率达每秒5 Gbps的通信数据传输、实时转发和存储转发。这是迄今为止国际上高轨卫星激光通信的最高传输数据率,性能和技术指标均达到国际领先水平。
 
高轨星地双向高速激光通信系统建立了天地信息网络中通天链地的高速骨干通道,为我国今后建立天地一体化信息网络奠定了重要基础。
 
 
08
世界上最亮的极紫外自由电子激光装置——大连光源研制成功
 
 
1月15日,由中科院大连化学物理研究所和上海应用物理研究所联合研制的极紫外自由电子激光装置——大连光源,在经过3个多月的调试后,总长100米的自由电子激光装置终于发出了世界上最强的极紫外自由电子激光脉冲,单个皮秒激光脉冲可产生140万亿个光子(1.4×1014光子/脉冲),成为世界上最亮且波长完全可调的极紫外自由电子激光光源。
 
这一先进光源在化学、能源、物理、生物、环境等重要研究领域有着广泛的应用,我国率先建成这一先进光源对于推动我国乃至世界在这些研究领域的研究发展有着极其重要的意义。
 
 
09
我国首台高平均功率太赫兹自由电子激光饱和出光
 
 
8月29日,由中国工程物理研究院应用电子学研究所(中物院十所)牵头负责的高平均功率太赫兹自由电子激光装置(以下简称CTFEL装置)首次饱和出光并实现稳定运行。这标志着中国首台具有高重复频率、高占空比特性的太赫兹自由电子激光装置建成,我国太赫兹源正式进入自由电子激光时代。
 
CTFEL装置采用谐振腔型FEL技术路线,主要包括直流高压光阴极注入器、射频超导加速器、摇摆器、激光谐振腔、THz传输与测量系统等。9月20日,经专家组现场测试和第三方检测,CTFEL装置在1.99 THz 、2.41 THz和2.92 THz三个频率点稳定运行,平均功率均大于10 W,最高达到17.9 W;微脉冲峰值功率均大于0.5 MW,最高达到0.84 MW,通过调节电子束能量和摇摆器磁场强度,可以实现输出频率连续可调,技术指标达到国际先进水平。
 
 
10
中国天文界的争论:“世界最大”光学望远镜该怎么建?
8月4日开始,中国天文界关于12米口径光学望远镜应该如何建引发激烈争议。争议双方代表为中国科学院院士、北京大学天文系主任陈建生,中国科学院院士、南京天文光学技术研究所成员苏定强和崔向群。分歧主要在于对12米口径望远镜采取国际上普遍采用的3镜系统,还是全新的4镜系统。
 
这场争论吸引了更多天文界人士加入, 100余位自称“关心中国下一代地基光学红外天文望远镜的青年天文工作者”发表公开信,参与大望远镜争议的讨论。甚至国际天文学者都通过公开媒体平台表达了自己的观点和看法。
 
12月20日,中科院主管部门重新组织了专家投票,4镜方案以26:21胜出。