2025中国光学十大进展提名奖发布

带你去远方 · 发表于 4 天前

中国激光杂志社正式发布2025中国光学十大进展提名奖。“非线性激子极化激元超晶格中的亚皮秒拓扑相变”“基于集体导模共振模式的手性激光观测”等19项成果分别荣获2025中国光学十大进展提名奖（基础研究类）和2025中国光学十大进展提名奖（应用研究类）。获奖名单以网站链接为准：
https://www.opticsjournal.net/CL/ZGGX?type=view&postid=PT260127000039Y5b8e
（排名不分先后）
基础研究类（10项）
1.非线性激子极化激元超晶格中的亚皮秒拓扑相变研究人员针对片上光场调控中调控速率与调控强度的权衡难题，创新性地结合光子晶体的设计灵活性和二维材料激子的高非线性，构建了超晶格激子极化激元拓扑绝缘体。通过激子非线性漂白效应，同时实现了超快调控速率和超大调控强度，从而观察到亚皮秒时间尺度的超快拓扑相变和光场传播方向的瞬态调控。这一全新调控机制不仅为研究丰富的动态拓扑物理现象提供了新的实验平台，也为实现超快、超紧凑的片上可重构光子器件奠定了重要基础。论文原文：
https://www.nature.com/articles/s41567-025-03031-32.超越线性光量子计算损失容忍阈值的高效率单光子源研究人员针对光量子计算中光子易损耗的核心难题，在国际上首次实现效率超越线性光量子计算2/3损失容忍阈值的高性能单光子源。通过研发可调谐开放式光学微腔与脉冲整形激发技术，有效解决了微腔耦合与频谱匹配难题。该单光子源系统效率达71.2%，单光子性优于98.0%，光子全同性优于98.6%，标志着在克服光子损耗瓶颈上取得决定性进展，为可扩展光量子计算奠定了基础。论文原文：
https://www.nature.com/articles/s41566-025-01639-83.基于低毒性量子点的蓝光激光蓝光激光器在激光显示、材料加工、数据存储和医疗等领域具有广泛应用。胶体量子点是一类溶液制备的纳米材料，它们的高效可调谐发光能够覆盖整个可见光区。然而，目前报道的量子点激光主要使用的是剧毒的镉基量子点，且其激光输出多集中在红光波段。这里，研究人员制备了低毒性的蓝光ZnSe/ZnS核壳量子点，合金化的界面有效抑制了俄歇复合，使得量子点溶液光增益寿命接近纳秒；在经典的Littrow激光腔中，成功实现了高品质、高稳定的液体激光输出。论文原文：
https://www.nature.com/articles/s41565-024-01812-04.拓扑提取轨道角动量与涡旋光传输双重保护研究团队首次构建了具有手征对称性的拓扑旋错光子晶格实验平台，成功验证了涡旋光单通道拓扑“双保护”机制与鲁棒传输特性，并通过对拓扑结构的主动调控，演示了涡旋光特定模式的导波与滤波性能。该工作为涡旋光在集成光学与光通信等领域的应用提供了新途径，相关物理机制对研发涡旋光纤、涡旋激光器等光子器件具有重要推动作用。论文原文：
https://www.nature.com/articles/s41566-024-01564-25.边界诱导高阶双曲声子极化激元激发研究人员针对纳米尺度高效调控光的挑战，聚焦于具有超强场增强效应的高阶双曲声子极化激元。为解决传统方式难以满足其严苛动量匹配需求的问题，提出“两步激发”机制：先利用金属天线激发基模，再通过原子级平整边界二次散射产生高阶模。该方案在悬空结构中实现了长距离、低损耗传输，并首次观测到基模和高阶模式分离的类双折射现象。这一突破为设计多模态光子器件及模式复用技术提供了新方案。论文原文：
https://www.nature.com/articles/s41566-025-01755-56.集成光学高维非阿贝尔几何相位针对传统光子集成平台在处理高维复杂变换面临的带宽窄、鲁棒性低等挑战，研究人员基于双层氮化硅集成平台，首次实现了任意高维特殊正交群（SO(m)）非阿贝尔几何相位的受控生成。该工作充分利用几何相位的内在鲁棒性，在超紧凑芯片上成功研制出兼具宽带（≥100 nm）、高阶（≥6阶）与高保真度（>0.95）的通用酉矩阵变换器件。通过经典与量子实验双重验证，该成果为构建大规模、高性能通用光神经网络及量子计算架构提供了关键物理方案。论文原文：
https://www.nature.com/articles/s41467-025-58794-37.基于机器学*的超宽波段和波段选择性热辐射超材料热微纳光子学正推动能源、信息等领域的根本变革。针对困扰领域多年的多结构、多材料全局逆向设计难题，研究人员提出基于生物光子三维结构基元、空间序构与多材料的AI驱动热辐射超材料通用设计方法，首次实现上千种结构-材料智能匹配的超宽带及波段选择性超材料的全自动批量设计，攻克了三维复杂热超材料智能设计难题，在设计效率、维度和空间上实现跨越式提升。材料光谱性能显著超越国际同类水平，在建筑降温、航天热控等展现优异性能；引领AI驱动的超材料全局设计新范式。论文原文：
https://www.nature.com/articles/s41586-025-09102-y8.铁电流体新物态及动态非线性矢量场调控研究团队在传统向列相与铁电向列相之间发现了一种新物态，阐明了其单极与双极拓扑序构的形成机理，并实现了大尺寸、无缺陷、图案化极性液晶超结构的高质量构建。基于此发现，团队进一步提出拓展的非线性光学马吕斯原理，研制出目前最为紧凑的非线性光学完美矢量光束产生器，为非线性矢量光子技术向微型化、可调谐方向发展开辟了新路径。论文原文：
https://www.nature.com/articles/s41467-025-64463-29.非双曲晶体表面的长程双曲极化激元研究人员在实验上突破了双曲极化激元仅存在于天然或人工双曲材料中的传统认知，在非双曲材料钒酸钇晶体的介电常数全为负值的频段内，首次观测到双曲声子极化激元的传播。通过温度调控，实现了极化激元从椭圆型到双曲型的光学拓扑相变，并展现出长传播距离（最高达59 μm）、低损耗（寿命55.5 ps）及高群速度（0.076倍光速）等优异特性。这一发现为纳米光子器件的动态光场操控提供了新范式，有望推动红外传感、超分辨成像等应用的发展。论文原文：
https://www.nature.com/articles/s41586-025-09288-110.深度学*计算全息生成连续深度范围三维物体研究人员针对计算全息图生成效率与灵活性不足的问题，提出了一种基于物理约束的空间和傅立叶神经算子。将重建距离编码为网络输入，通过感受野匹配与对称性约束设计，实现了在连续深度范围内动态调整全息重建距离。该方法能够快速计算生成4K分辨率全息图，在实现高质量计算全息重建的同时，提升三维显示人机交互的舒适性。论文原文：
https://www.nature.com/articles/s41467-025-62997-z

应用研究类（9项）
1.基于集体导模共振模式的手性激光观测研究人员观测到了由边界动量散射诱导的集体导模共振（Collective Guided Resonance, CGR）现象，并利用非对称泵浦破缺镜面对称性，成功实现了手性激光发射。集体振荡是多个独立谐振体在相互作用下共同形成整体振荡的现象，其整体的谐振特性与单个谐振体存在显著差异。该研究解析了一类独特的动量空间整体振荡现象，为“多即不同”这一著名论断提供了又一实例，同时也为构造实用的片上涡旋激光器提供了新方法。论文原文：
https://www.nature.com/articles/s41565-025-01964-72.微腔参考具有仄秒级定时抖动噪声的孤子微梳通信、雷达等领域对高频、低相位噪声微波需求迫切，但电子微波振荡器受电路延迟和器件噪声限制，难以实现高频低噪声输出。针对这一瓶颈，研究人员提出基于光学微腔合成超低噪声微波方案，利用MgF2微腔做光学参考，结合集成Si3N4微腔产生孤子光梳，通过“两点锁定”实现光学到微波的低噪声分频，获得仄秒级定时抖动的25 GHz微波信号；同时通过与原子钟结合的主动反馈提升长期稳定度，并验证了系统在抗干扰通信和高精度雷达中的应用优势。论文原文：
https://www.nature.com/articles/s41566-025-01669-23.室温常压下等离激元光热打印高性能金属氧化物电子器件新一代光电信息系统正在向大面积、低成本、高集成方向发展。传统的光电子器件制备技术依赖高温、真空工艺，面临结构性瓶颈。为此，研究人员开发了一种等离激元光热打印技术，利用飞秒激光激发的等离激元局域热场，精准驱动金属氧化物前驱体快速转化，在室温常压下实现高分辨、高性能光电子器件的图案化打印（每平方厘米48400个器件）。该技术适用性广、成本效益高，为新一代光电子器件的高密度集成和高通量制造提供了全新解决方案。论文原文：
https://www.nature.com/articles/s41563-025-02268-w4.薄膜铌酸锂片上光子毫米波雷达毫米波雷达是6G时代实现高分辨率感知与精确探测的关键技术。研究人员基于薄膜铌酸锂材料高速线性电光效应和强光场约束能力，研制出片上光子毫米波雷达芯片，在单一平台上实现了光域频率倍增与回波信号去斜处理。该方案突破了传统电子雷达在频率和带宽上的限制，同时显著降低了接收端对高速电子器件带宽的要求，实现了厘米级的测距、测速以及ISAR成像，大幅提升了雷达系统的分辨率与集成度，为6G智能感知雷达提供了全新技术路径。论文原文：
https://www.nature.com/articles/s41566-024-01608-75.百太比特级高保真度高稳定性金刚石信息存储研究人员针对数据爆炸时代存储密度受限与能耗难题，提出并发展了基于金刚石发光点缺陷的四维信息存储技术。该技术以高稳定性色心作为最小存储单元，突破了存储容量与超长寿命难以兼顾的瓶颈，单盘等效容量达到200太比特，实验外推存储寿命超过千万年。结合低能耗飞秒激光单脉冲直写与三维并行读出，实现亚皮秒级高速写入、超99.9%的高保真度与高通量读取，为新一代绿色高容量信息存储提供了全新技术路径。论文原文：
https://www.nature.com/articles/s41566-024-01573-16.宽带飞秒强激光高阶多光子光电探测器研究人员围绕当前飞秒激光超强、超快特性测量技术的局限展开了研究。商用探测器受限于饱和阈值低，高光强下容易过饱和甚至损坏；而光学衰减分光又易引入额外非线性效应和测量误差。该工作通过精确设计钙钛矿周期量子阱结构，兼顾电学性能的同时增强激子高阶多光子非线性，研制出新型光电探测器，实现了对800~2300 nm宽波段、21.5 GW/cm²高强度飞秒激光的高精度探测与成像；为飞秒强激光的精确测量及高阶非线性光电材料的发展提供了新方案、新思路。论文原文：
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adt99527.通过具有双组分协同作用的复合界面层实现21%效率的有机太阳能电池研究人员针对有机太阳能电池中阴极界面层电荷提取效率受限、界面缺陷严重等关键问题，提出了一种有机-无机双组分协同的界面工程策略。该研究首次将二维非晶氧化锌与有机界面材料复合，构建新型阴极界面层，通过有机-无机相互作用协同改善导电性、成膜质量与缺陷钝化能力，显著增强电子传输并有效抑制界面复合。该策略突破了传统单一界面材料在性能与稳定性上的局限，为实现高效率、高稳定性的有机太阳能电池提供了新的界面材料设计思路。论文原文：
https://www.nature.com/articles/s41563-025-02305-88.可编程菲涅尔波带孔径无透镜成像研究人员提出基于可编程菲涅尔波带孔径的无透镜成像理论与方法，构建了“频域-空域”联合优化的可编程无透镜成像框架，结合偏移点扩散函数调制与频域叠层并行融合策略，实现了高分辨率（2.5倍）、高质量（信噪比提升3 dB）、多模态（静态/动态智能切换）的实时无透镜全息（数字重聚焦）成像。该研究为极简计算光学成像提供新的技术手段，在手机摄影、虚拟现实及人机交互等领域具有广阔应用潜力。论文原文：
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adt39099.光镊切片显微术研究人员针对现有光学切片依赖样品粘附、光镊缺乏同步三维成像的双重局限，提出了光镊切片显微术。该技术通过瓣状光阱多维束缚悬浮细胞，结合干涉式结构光照明系统，以全光式路径实现光学切片3D成像，是首个集多细胞光学操控及3D表征于一体的生物光子学研究平台。研究拓展了光镊应用边界，使光学切片可应用于悬浮细胞，彻底消除了机械力对细胞生理状态的干扰，为活细胞三维观测开辟了新技术路线。论文原文：
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adx3900

原始人 · 发表于 4 天前

s太少，都是n？

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