Os 10 principais eventos de influência social de 2022 no setor óptico da China (Light10)
Aug 21, 2023
01 Lista Anual
Os 10 principais eventos de influência social em óptica da China em 2022 (Light10) é uma lista anual lançada em conjunto pelos principais periódicos do Plano de Ação para Excelência em Revistas de Ciência e Tecnologia (APEJs) da China e pela ScienceNet, a principal marca de comunicação científica da China Science News, com o objetivo de procurar aqueles momentos de destaque no campo da óptica da China que nos deixam emocionados, orgulhosos e lembrados para sempre. O objetivo desta lista anual é encontrar aqueles momentos de destaque no campo da óptica na China, aqueles momentos que nos movem , deixe-nos orgulhosos e faça-nos lembrá-los para sempre.
｜Luz: Ciência e Aplicações
Light: Science & Applications (https://www.nature.com/lsa/), fundada em março de 2012, é a primeira revista internacional de óptica totalmente revisada por pares e de acesso totalmente aberto na China, co-patrocinada pela Changchun Instituto de Óptica, Máquinas de Precisão e Física da Academia Chinesa de Ciências (CAS) e da Sociedade Óptica da China (OSC), e publicado em cooperação com a Springer Nature. É o primeiro periódico chinês de óptica internacional totalmente revisado por pares e de acesso totalmente aberto em inglês, com um fator de impacto de 20.257, classificado entre os três primeiros entre 120 periódicos de óptica, e foi classificado entre os três principais periódicos de óptica em todo o mundo por oito anos consecutivos.
｜Rede Científica｜Rede Científica
A ScienceNet (https://www.sciencenet.cn/), com a missão principal de "construir uma comunidade científica chinesa global", foi lançada oficialmente em janeiro de 2007 e é operada pela China Science News. Como a maior comunidade científica de língua chinesa do mundo, a Sciencenet está empenhada em servir a comunidade científica e de ensino superior chinesa em todos os aspectos e em construir uma nova mídia online para cientistas chineses em todo o mundo, baseada na comunidade online, para promover a inovação científica e tecnológica e os intercâmbios acadêmicos.
02 Eventos Candidatos
1 "Faca" de laser de femtosegundo abre uma nova direção para tecnologia de exibição e armazenamento de última geração
Quando um laser de femtosegundo é focado no interior de um material transparente, é gerada uma série de processos físico-químicos altamente localizados baseados em vários efeitos não lineares. A equipe do professor Qiu Jianrong da Universidade de Zhejiang e a equipe do Dr. Tan Dezhi do Laboratório de Zhejiang descobriram pela primeira vez o novo fenômeno de micro-nanoestruturas induzidas por laser de femtosegundo em sistemas complexos, revelando a lei da divisão de fase em escala mesoscópica espacialmente seletiva e trocas iônicas e foi pioneira em uma nova tecnologia de laser de femtosegundo para fabricação extrema 3D, que realiza estruturas nanocristalinas semicondutoras 3D arbitrárias com bandgap e luminescência controláveis e continuamente ajustáveis em um meio transparente incolor. Usando essas nanoestruturas 3D, eles demonstraram com sucesso aplicações críticas em campos de ponta, como armazenamento de informações de capacidade ultragrande e vida útil ultralonga, matrizes de micro-LED altamente estáveis e displays holográficos coloridos estereoscópicos dinâmicos. O artigo é publicado em.
2 Rompendo o gargalo da tecnologia laser semicondutora! Introduzidos lasers emissores de superfície de cavidade topológica
A equipe de Lu Ling no Instituto de Física da Academia Chinesa de Ciências (CAS) aplicou com sucesso a cavidade topológica anteriormente original "Vórtice de Dirac" a um chip de laser semicondutor emissor de superfície, quebrando o gargalo tecnológico dos lasers semicondutores desde o princípio e em ao mesmo tempo, melhorando a potência emitida e a qualidade do feixe em muitas ordens de grandeza. O laser emissor de superfície de cavidade topológica desenvolvido será usado em áreas como reconhecimento facial para telefones celulares, LIDAR para direção autônoma e percepção tridimensional para realidade virtual. Os resultados relevantes da pesquisa foram publicados em (ver TCSEL.com).
3 Diodo emissor de luz de ponto quântico de ultra-alta resolução abre um caminho de "meta-universo"
O desenvolvimento de telas de visão próxima de alta resolução que possam produzir grandes quantidades de informações em um espaço minúsculo é fundamental para entrar no “metaverso”. Os materiais de pontos quânticos têm amplas perspectivas de aplicação em displays emissores de luz devido às suas excelentes características, como alta pureza de cor e eficiência luminosa. Na exibição perto do olho, a eliminação do "efeito janela" exige que o dispositivo de exibição atinja 10,000 PPI (o número de pixels por polegada). Então, como realizar a pixelização de alta resolução de diodos emissores de luz de pontos quânticos é uma questão fundamental. A equipe do professor Li Fushan da Universidade de Fuzhou e do Instituto de Materiais de Ningbo da Academia Chinesa de Ciências combinaram tecnologia de automontagem de pontos quânticos de interface heterogênea e tecnologia de impressão por transferência para obter padrões livres de defeitos na escala submícron, bloqueando efetivamente as correntes de fuga e, pela primeira vez, realizamos diodos emissores de luz de pontos quânticos com alta eficácia luminosa e resolução ultra-alta (até 25.400 PPI), o que abre um caminho para o "meta-universo". Um novo caminho para o “metauniverso” foi aberto. Resultados relacionados foram publicados.
4 O que você vê com seus próprios olhos é sempre melhor do que você pensa: como “vesículas necróticas” em nanoescala matam células
Os mistérios da vida muitas vezes estão escondidos em espaços minúsculos que dificilmente podemos perceber. Revelar a lei intrínseca da sinalização celular in situ é de grande importância científica para ampliar o sistema de conhecimento humano e a aplicação translacional sob a orientação de novos alvos/novas teorias. A equipe do Acadêmico da Academia Chinesa de Ciências (CAS), Professor Jiahuai Han e Professor Associado Xin Chen da Universidade de Xiamen desenvolveu a tecnologia Single Molecule Localized Ultra-Resolution Imaging (STORM), que revela pela primeira vez a organização do 100-centro de sinalização nanométrica, "vesículas necróticas", na célula e seu papel determinante na morte celular. Essa conquista rompe o gargalo da imagem óptica de baixa resolução na pesquisa em ciências biológicas. Ele abre a porta para a exploração futura da estrutura e função com precisão nanométrica dos principais centros de sinalização em células in situ. Os resultados relacionados são publicados em.
5 A distância de comunicação direta Quantum atinge 100 quilômetros pela primeira vez
A equipe de Long Guilu, vice-presidente do Instituto de Ciência da Informação Quântica de Pequim e professor da Universidade Tsinghua, e a equipe de Lu Jianhua, professor da Universidade Tsinghua, colaboraram para projetar e realizar um novo sistema de comunicação quântica direta com um híbrido codificação de estados quânticos de fase e estados quânticos com carimbo de tempo, com uma distância de comunicação de 100 quilômetros, que é a maior distância de comunicação quântica direta do mundo atualmente. Tal métrica pode realizar comunicação quântica direta ponto a ponto entre cidades sob condições sem retransmissão e, ao mesmo tempo, pode apoiar algumas aplicações de redes quânticas de área ampla baseadas em retransmissão clássica segura. Os resultados relacionados são publicados em.
6 Novidade para todos os tempos, a fluorescência não linear de 46ª ordem permite resolução confocal de 62 nm
A microscopia confocal, popularizada há décadas, tem as vantagens de um caminho óptico simples, visível e disponível, e é amplamente utilizada. Ainda assim, a resolução é limitada, geralmente acima de 200 nm. Para este fim, o grupo do professor Zhan Qiuqiang da South China Normal University propôs o mecanismo de migração da avalanche de fótons, superando o efeito da avalanche de fótons é difícil de observar na nanoescala do problema de longa data, na nanossonda de temperatura ambiente para alcançar o mais alto nível internacional relatórios de fluorescência de resposta não linear de 46ª ordem, com base no uso de apenas um laser contínuo de feixe único, 300uW, para atingir a resolução de 62nm (λ/14), que é quatro vezes a resolução do confocal convencional, e percebeu o observação da estrutura subcelular. Essa conquista quebra o gargalo da tecnologia confocal por métodos puramente físicos e fornece uma maneira simples de obter imagens biomédicas de super-resolução. Além disso, também tem valor de aplicação significativo nos campos fronteiriços de detecção óptica, armazenamento óptico e litografia, que precisam ultrapassar o limite de difração. Os resultados relacionados são publicados em.
7 Cientistas chineses apresentam uma nova ideia para medição espectral de alta precisão: espectroscopia fototérmica de pente óptico duplo
Uma equipe do pesquisador Qiang Wang, do Instituto de Máquinas e Física de Precisão Óptica de Changchun, da Academia Chinesa de Ciências, e uma equipe do Prof. Wei Ren, da Universidade Chinesa de Hong Kong, propuseram criativamente o método de espectroscopia fototérmica de pente óptico duplo (DC-PTS para abreviar), que pela primeira vez realiza a medição de espectroscopia fototérmica de moléculas de gás com base em pente de frequência óptica. A técnica pode completar banda larga, tamanho espectral aceitável de 00,17 microlitro de gás de amostra em dez milissegundos e pode realizar a detecção simultânea de vários gases residuais com sensibilidade extremamente alta. Esta pesquisa quebra as limitações da tecnologia tradicional de detecção de gases por espectroscopia a laser, que pode fornecer novas ideias para detecção de gases perigosos, diagnóstico de doenças respiratórias e monitoramento atmosférico. Os resultados relacionados são publicados em.
8 Lançado novo sistema de integração on-chip de optoeletrônica baseado em silício
O grupo do professor Wang Xingjun da Universidade de Pequim e o grupo do professor John E. Bowers da Universidade da Califórnia, Santa Bárbara relataram pela primeira vez no mundo um novo sistema integrado de optoeletrônica baseado em silício no chip, impulsionado por pentes ópticos de microcavidade integrados, e a pesquisa a equipe levou três anos de pesquisa colaborativa e finalmente superou esse problema global. Este trabalho é a combinação perfeita de pente óptico integrado e luz de silício, que é o foco de atenção da academia e da indústria mundial, e abre o último quilômetro do pente de frequência óptica do laboratório à industrialização para que possa fazer esta tecnologia para aplicações em larga escala. Ao mesmo tempo, também resolve o problema global de múltiplas fontes de luz paralelas para luz de silício, de modo que a luz de silício tenha seu cérebro. Os resultados relacionados são publicados em.
9 Foi introduzido um chip fotônico programável com autoaprendizagem
O chip fotônico consiste em componentes ópticos integrados densamente discretos que podem fornecer largura de banda analógica ultralarga com taxas de transferência de informações da ordem de Petabits/s. Considerando que os atuais ciclos de design, processamento e embalagem de chips fotônicos ainda são longos, novos chips fotônicos que são programáveis e reconfiguráveis e suportam múltiplas funções de processamento de informações são de grande valor para pesquisa e aplicação. Contudo, o problema de controle de chips fotônicos programáveis ainda precisa ser totalmente resolvido, o que limita sua dimensão controlável e aplicações práticas. Contando com o Laboratório Estatal de Fotônica de Informação e Comunicação Óptica da Universidade de Correios e Telecomunicações de Pequim (BUPT), Dr. Xingyuan Xu, da equipe do Prof. Mitchell e o Dr. Guanghui Ren da Austrália propuseram e realizaram um chip fotônico programável de autoaprendizagem. A recuperação precisa das características de frequência de fase é alcançada por meio de um caminho de referência no chip, que reconhece um chip fotônico de banda larga com autoaprendizagem que pode realizar uma função especificada arbitrariamente após 25 iterações de treinamento. A técnica pode ser aplicada à recuperação de fase de dispositivos fotônicos arbitrários de duas portas e, combinada com o algoritmo de autoaprendizagem, espera-se que resolva completamente os problemas de crosstalk e controle de chips fotônicos. Possui amplas perspectivas de aplicação em comunicação óptica, processamento de sinais, computação quântica e inteligência artificial. Os resultados relacionados foram publicados como artigo de capa.
10 Resolvendo o problema de estabilidade dos LEDs de calcogeneto, nascem os LEDs de calcogeneto de vida ultralonga
A equipe do professor David Di e do pesquisador Baodan Zhao da Universidade de Zhejiang forneceu uma solução para o problema de estabilidade dos LEDs de calcogeneto. Eles introduziram um estabilizador molecular bipolar na camada emissora de luz do dispositivo, inibiram a migração de íons sob um campo elétrico e obtiveram LEDs de calcogeneto com uma vida útil muito mais longa do que o esperado. 32.675 horas (3,7 anos) de vida útil desses LEDs de calcogeneto no infravermelho próximo sob a potência óptica equivalente à dos OLEDs de alto brilho encontraram a aplicação prática pela primeira vez. Com irradiância ainda mais baixa, a expectativa de vida útil chegará a 270 anos. Os dispositivos recordistas funcionaram durante cinco meses (3.600 horas) a uma corrente constante de 5 mA/cm² sem qualquer diminuição significativa na irradiância. Os resultados relacionados são publicados em.
11 cientistas chineses realizam manipulação de luz em nanoescala
A fusão optoeletrônica em nanoescala é uma tendência inevitável para futuros dispositivos de informação de alto desempenho, e como manipular com precisão as ondas de luz em escala atômica é uma das questões científicas mais críticas. Para este fim, o grupo de Qing Dai no Centro Nacional de Nanociência (NCN) e seus colaboradores construíram uma heterojunção de grafeno/óxido de molibdênio de fase alfa de alta qualidade, que realiza a transição topológica de excitações polarizadas com perfis de dispersão de frequência igual e quebra o gargalo da transmissão das excitações polarizadas do fônon limitado pela orientação cristalográfica do material. A comunicação canalizada livre de difração e nanofocagem de excitons polarizados é ainda alcançada usando uma lente planar de sílica com uma largura de apenas 1,5 μm. Este estudo melhora drasticamente a manipulação precisa de fótons. Ele fornece uma base essencial para o projeto de dispositivos nanoópticos de subcomprimento de onda e a realização adicional de funções de interconexão optoeletrônica no chip. Os resultados foram publicados na mesma edição com notícias e artigos de revisão destacados no mesmo caso.
12 cientistas chineses obtêm a primeira estrutura de domínio ferroelétrico 3D opticamente esculpida em nanoescala
Uma equipe de pesquisa liderada por Yong Zhang, Min Xiao e Shining Zhu da Universidade de Nanjing inventou uma nova tecnologia de "polarização não recíproca de laser de femtossegundos de domínios ferroelétricos", na qual um laser pulsado de femtossegundos é focado no interior do cristal de lítio niobato para criar um campo elétrico eficaz dentro do cristal, controlando a direção do movimento do laser. Ao controlar a direção do movimento do laser, um campo elétrico efetivo é formado dentro do cristal, realizando a escrita direta e o apagamento da estrutura do domínio tridimensional. Esta nova tecnologia ultrapassa o limite de difração de luz do tradicional laser de femtosegundo. Ele reduz o tamanho da estrutura de domínio tridimensional do niobato de lítio esculpido pela luz da escala convencional de 1-mícron (equivalente a um quinquagésimo de um fio de cabelo) para a escala nanométrica pela primeira vez para 30 nanômetros, significativamente melhorando a precisão do processamento. Esta grande invenção pode abrir um novo caminho para a fabricação de chips optoeletrônicos no futuro e espera-se que seja usada para preparação de chips de dispositivos optoeletrônicos críticos, como moduladores optoeletrônicos, filtros acústicos, memórias ferroelétricas não voláteis, etc., que possuem uma ampla gama de aplicações em comunicações 5G/6G, computação óptica, inteligência artificial e outros campos. Os resultados relacionados são publicados em.
13 Uma “rodovia fotônica” que nunca fica obstruída: guias de onda topológicos sem reflexão
Em dispositivos ópticos convencionais, a reflexão traseira ocorre quando a luz encontra obstáculos como defeitos, desordem, cantos vivos, etc., degradando gravemente o desempenho de transmissão do dispositivo óptico. Em termos do princípio físico subjacente, a razão é que os dispositivos ópticos convencionais possuem dois modos de guia de ondas transmitindo em direções opostas simultaneamente. Para superar essa limitação, pesquisadores incluindo o Professor Associado Zhen Gao da Universidade de Ciência e Tecnologia do Sul (SUSTech), o Pesquisador Yihao Yang da Universidade de Zhejiang, o Professor Peiheng Zhou da Universidade de Ciência e Tecnologia Eletrônica (UEST) e os Professores Pak Lok Cheung, Chong Kuei Geng Liu da Universidade Tecnológica de Nanyang (NTU), primeiro propuseram e realizaram uma topologia óptica tridimensional do isolador Chen e observaram com sucesso a transmissão robusta e unidirecional de luz no espaço tridimensional sem qualquer reflexão , que poderia facilmente contornar os obstáculos e evitar os desafios mesmo depois de encontrados. Os obstáculos podem ser facilmente contornados sem qualquer reflexão posterior. Este trabalho constrói uma espécie de “rodovia fotônica” que nunca fica bloqueada, o que pode melhorar significativamente a eficiência e robustez da transmissão de fótons no espaço tridimensional. Espera-se que seja aplicado a circuitos integrados ópticos topológicos tridimensionais, guias de onda topológicos, lasers topológicos e muitos outros campos. Enquanto isso, novos fenômenos físicos, como vetores topológicos de Chen e nós de nexo de Hopf no espaço de momento, foram descobertos no isolador óptico de Chen 3D, o que também é significativo para a física topológica fundamental. Os resultados da pesquisa relacionada são publicados em.
14 Cientistas chineses realizam impressão 3D a laser nanocristal pela primeira vez, ajudando chips quânticos ópticos 3D de próxima geração
Nanopartículas sintetizadas quimicamente são ricas em variedade e excelentes em desempenho, mas como dispositivá-las, integrá-las e chipá-las? O processo técnico está ausente há muito tempo. A equipe do Prof. Hongbo Sun e do Prof. Associado Lin Linhan do Departamento de Instrumentação de Precisão da Universidade de Tsinghua, propôs um novo princípio de tecnologia de ligação química induzida por fotoexcitação, que utiliza transportadores de alta energia fotogerados para regular a atividade química da superfície de nanopartículas e realiza montagem tridimensional ultraprecisa de nanopartículas a laser, com resolução final de 77 nm. Esta tecnologia confere propriedades mais mágicas à nanoimpressão 3D e estabelece as bases para a preparação de chips ópticos e dispositivos de informação quântica com desempenho sem precedentes. Os resultados foram publicados na revista. Os resultados relacionados foram publicados e amplamente divulgados pela mídia nacional e internacional, como o Guangming Daily. O professor Talapin, da Universidade de Chicago, comentou que este trabalho torna realidade o sonho de usar impressoras 3D para gerar uma variedade de dispositivos funcionais com um clique.
15 Avanço em problemas de aberração óptica, lançamento de chip de meta-imagem
A equipe do acadêmico Dai Qionghai e do professor associado Fang Lu da Universidade de Tsinghua propôs uma arquitetura integrada de chip de meta-imagem. Distinguindo-se por construir uma lente perfeita, a equipe de pesquisa desenvolveu um supersensor que registra o processo de imagem e não a imagem em si. Ao realizar a percepção ultrafina e a fusão de campos de luz complexos e não coerentes, ele ainda pode obter imagens ópticas tridimensionais perfeitas, mesmo após lentes ópticas imperfeitas e ambientes de imagem complexos. Esta tecnologia resolve o gargalo de longa data da aberração óptica. Espera-se que se torne a arquitetura de sensor de imagem universal de próxima geração sem alterar o sistema de imagem óptica existente, trazendo mudanças disruptivas que serão aplicadas à observação astronômica, bioimagem, diagnóstico médico, terminais móveis, inspeção industrial e monitoramento de segurança.
16 pesquisadores chineses fazem avanços na pesquisa de laser do tipo exciton iso-polarizado de superfície
A equipe do acadêmico Li Ruxin e do pesquisador Tian Ye, do Laboratório Estatal de Física de Laser de Campo Forte, Instituto de Óptica e Máquinas de Precisão de Xangai, Academia Chinesa de Ciências (SIPM, CAS), fez um avanço na pesquisa de novas superfícies Lasers do tipo exciton de polarização isotrópica (SPP). A equipe de pesquisa explorou a dinâmica do SPP bombeado por pulsos de elétrons ultracurtos acionados por laser de femtosegundo, descobriu o processo de "estabelecimento" do laser do tipo SPP e elaborou o mecanismo de amplificação de excitação no processo de interação entre elétrons livres e SPP, e os resultados da pesquisa apontaram uma maneira totalmente nova de realizar a fonte de laser do tipo SPP, e os resultados relacionados foram publicados. Os resultados relevantes foram publicados em.
17 Instrumentos científicos de ponta da China e adicionar uma arma afiada, o desenvolvimento do primeiro micro-CT internacional de espectro de energia in vivo para pequenos animais
A equipe do projeto do Centro de Pesquisa de Aplicação de Tecnologia Nuclear do Instituto de Alta Energia da Academia Chinesa de Ciências (IHE) desenvolveu com sucesso o primeiro equipamento internacional de micro-CT (tomografia computadorizada) de espectro de energia in vivo para pequenos animais após quatro anos de pesquisa tecnológica. , que pode reproduzir a estrutura fina de órgãos e tecidos do corpo animal com resolução em nível de mícron e imagens multiespectrais, percebendo o progresso dos experimentos com animais de in vivo para isolado, de preto e branco para colorido, e assim fornecendo instrumentos científicos mais avançados e meios experimentais para investigação biomédica. Isto proporcionará ferramentas científicas mais avançadas e meios práticos para a investigação biomédica. Esta tecnologia ganhou o primeiro prêmio no Prêmio de Progresso em Ciência e Tecnologia concedido pela Sociedade Chinesa de Somatologia.
18 256 trilhões de quadros por segundo, a câmera de campo luminoso mais rápida do mundo
O professor Li Zhengyin, da Escola de Óptica e Informação Eletrônica da Universidade de Ciência e Tecnologia Huazhong (HUST), e sua equipe alcançaram uma taxa de quadros de 256 trilhões de quadros por segundo, obtendo as informações de fase do campo de luz, criando a luz mais rápida do mundo. câmera de campo atualmente. A câmera de campo de luz ultrarrápida ganhará aplicações em duas áreas: uma é para atender grandes dispositivos a laser e a outra é para aplicações industriais. Espera-se que a instalação do módulo de câmera de campo de luz ultrarrápida permita que o equipamento de processamento de precisão a laser desenvolva um "olho" por meio da aquisição em tempo real do sinal de luz da sonda e da observação da escala de tempo ultrarrápida do material correspondente ao processo de processamento para fazer otimização dinâmica. Resultados relacionados foram publicados.
19 O primeiro software EDA de litografia computacional totalmente autônomo da China foi desenvolvido com sucesso
"OPC é uma ferramenta de design de chip, software industrial EDA; sem esse software, não podemos construir o chip, mesmo que haja uma máquina de fotolitografia. Da pesquisa básica à aplicação industrial, nossa equipe tem insistido no nível mais baixo de código linha por linha bater, a fórmula mais básica de cálculo um por um, por uma década. Dez anos afiando uma espada é resolver o problema do chip desde o design até a fabricação do colar. Universidade Huazhong de Ciência e Tecnologia, Escola de Ciências Mecânicas, a equipe do Professor Liu Shiyuan desenvolveu com sucesso o primeiro software de algoritmo OPC totalmente independente e controlável da China e esteve na Yu Wei Optical Software Co., Ltd. , para preencher as lacunas do país.
20 "Quartus I" Lyman Alpha Solar Telescope Primeira imagem divulgada
Em 13 de dezembro de 2022, o primeiro lote de imagens científicas do primeiro satélite abrangente da China dedicado à exploração solar, "Quartus I", foi divulgado ao público, no qual a banda Lyman Alpha e imagens de pleno sol da banda de 360 nm foram obtidas pelo Telescópio Solar Lyman Alpha desenvolvido pelo Instituto de Mecânica Óptica de Changchun, Academia Chinesa de Ciências (CIOM). A divulgação das duas primeiras imagens marca o avanço zero da observação do Sol pleno da China nas bandas espaciais Lyman alfa e 360 nm. É também a primeira vez que a imagem do Sol em pleno sol alfa de Lyman é capturada por um instrumento baseado em satélite na arena internacional. O dispositivo pode observar continuamente o Sol nestas duas bandas por um período prolongado, tornando a observação solar da China nesta banda uma fonte de dados independente. Também abrirá os dados a cientistas de todo o mundo para pesquisas científicas e de previsão do tempo espacial.
