量子衛星、上海超強超短激光等入選2017中國光學十大新聞

基於以上數據，中國光學期刊網、中國激光微信公眾號和光電匯微信公眾號，聯合評選出最具影響力的十大光學新聞，記錄2017年中國光學的進步和話題。

01

「墨子號」量子衛星實現世界首次千公里量級的量子糾纏

6月16日，中國科學家宣布，利用「墨子號」量子科學實驗衛星在國際上率先成功實現了千公里級的星地雙向量子糾纏分發，並於此基礎上實現了空間尺度下嚴格滿足「愛因斯坦定域性條件」的量子力學非定域性檢驗，在空間量子物理研究方面取得重大突破。

相關成果以封面論文的形式發表在Science期刊上。審稿人稱該成果是「兼具潛在實際應用和基礎科學研究重要性的重大技術突破」。

這一重要成果為未來開展大尺度量子網路和量子通信實驗研究以及開展外太空廣義相對論、量子引力等物理學基本原理的實驗檢驗奠定了可靠的技術基礎。

02

14位光科學家當選2017年中國科學院、中國工程院院士

11月，中國科學院、中國工程院分別公布了2017年院士增選結果，共14位光科學家當選院士。

李儒新（中國科學院上海光學精密機械研究所）、徐紅星（武漢大學）、毛軍發（上海交通大學）、王建宇（中國科學院上海技術物理研究所）、楊德仁（浙江大學）、葉軍（外籍，美國科羅拉多大學博爾德分校、美國國家標準與技術局、美國天體物理聯合實驗室）6位光科學家當選中國科學院院士。

戴瓊海（清華大學）、劉永堅（空軍研究院）、劉澤金（國防科技大學）、譚久彬（哈爾濱工業大學）、彭金輝（昆明理工大學）、周濟（清華大學）、范國濱（中國工程物理研究院）、顧敏（外籍，澳大利亞皇家墨爾本大學）8位光科學家當選中國工程院院士。

03

上海超強超短激光實驗裝置成功實現10拍瓦激光放大輸出

10月24日，上海超強超短激光實驗裝置（SULF）研製工作取得重大突破，成功實現了10拍瓦激光放大輸出，這是目前人類能掌握的最高光強光源。

SULF激光裝置採用基於大口徑鈦寶石晶體的啁啾脈衝放大技術路線。研究人員解決了大口徑高增益激光放大器、高性能激光抽運源、寬頻高階色散精密控制和增益窄化抑制等關鍵科學技術問題，國際上首次實現了300焦耳以上能量水平的寬頻（半高全寬達到70納米）激光放大輸出。

04

北京大學提出非對稱微腔光場調控新原理

北京大學肖雲峰研究員和龔旗煌院士研究團隊，提出了混沌輔助的光子動量快速轉換的新原理，實現了超高品質因子光學微腔和納米尺度波導之間高效、超寬譜的光耦合，突破了微納光學器件近場耦合需要相位匹配（即動量守恆）的限制。

相關研究成果於10月20日發表在Science 期刊上。微腔光學研究領域著名國際專家，加州理工學院講席教授Kerry Vahala評價該工作時指出：混沌驅動的動力學建立了波導模式與微腔局域模式的橋樑，從而在極其寬譜範圍實現兩者的耦合，不僅從本質上提出了一種研究光學微腔的新方法，更閃耀著光學混沌中的物理之美。

05

中國實現一根光纖可供135億人同時通話

2月4日，武漢郵電科學研究院宣布，在國內首次實現560 Tb/s超大容量波分復用及空分復用的光傳輸系統實驗，可以實現一根光纖上67.5億對人（135億人）同時通話，這標誌著我國在「超大容量、超長距離、超高速率」光通信系統研究領域邁上了新的台階。

本次實驗採用具有自主知識產權的單模七芯光纖為傳輸介質。單模七芯光纖解決了多芯光纖間串擾難題，隔離度達到-70 dB，把「車道」與「車道」之間的干擾和影響降到了最低。

在傳輸介質進行創新的同時，本次實驗所採用的系統設備使用了16個單光源，經過光多載波發生裝置，單芯傳輸容量為80 Tbit/s，系統傳輸總容量達到560 Tbit/s。經專家組測試驗證，此次實現的「560 Tbit/s超大容量單模多芯光纖光傳輸系統」為國內首次，達到了國際先進水平。

06

八項光電技術躋身2016年國家科學技術大獎

1月9日，2016年度國家科學技術獎揭曉，共有8項光電技術項目在國家自然科學獎、國家技術發明獎和國家科學技術進步獎獲獎。獲獎項目分別是：國家自然科學獎二等獎——微波毫米波新型基片集成類導波結構及器件，超快激光微納製造機理、方法及新材料製備的基礎研究；國家技術發明獎二等獎——先進日盲紫外探測與應用技術，超大型精密儀器裝備氣/磁陣列隔微振技術與裝置，混合式光纖感測技術及其在工程安全監測領域中的應用，多界面光-熱耦合白光LED封裝優化技術；國家科學技術進步獎一等獎——新一代國家時間頻率基準的關鍵技術與應用；國家科學技術進步獎二等獎——高性能光伏發電系統關鍵控制技術與產業化應用。

07

哈工大高軌星地雙向高速激光通信系統技術達國際領先水平

4月12日，譚立英教授團隊研製的激光通信終端隨衛星發射入軌。5至8月，高軌星地雙向高速激光通信系統在近4萬公里距離的衛星與地面站間，實現了上下行光束的「精確對準、穩定保持、高速通信」。利用激光光束建立的星地雙向高速信息傳輸通道，成功進行了最高傳輸數據率達每秒5 Gbps的通信數據傳輸、實時轉發和存儲轉發。這是迄今為止國際上高軌衛星激光通信的最高傳輸數據率，性能和技術指標均達到國際領先水平。

高軌星地雙向高速激光通信系統建立了天地信息網路中通天鏈地的高速骨幹通道，為我國今後建立天地一體化信息網路奠定了重要基礎。

08

世界上最亮的極紫外自由電子激光裝置——大連光源研製成功

1月15日，由中科院大連化學物理研究所和上海應用物理研究所聯合研製的極紫外自由電子激光裝置——大連光源，在經過3個多月的調試後，總長100米的自由電子激光裝置終於發出了世界上最強的極紫外自由電子激光脈衝，單個皮秒激光脈衝可產生140萬億個光子（1.4×1014光子/脈衝），成為世界上最亮且波長完全可調的極紫外自由電子激光光源。

這一先進光源在化學、能源、物理、生物、環境等重要研究領域有著廣泛的應用，我國率先建成這一先進光源對於推動我國乃至世界在這些研究領域的研究發展有著極其重要的意義。

09

我國首台高平均功率太赫茲自由電子激光飽和出光

8月29日，由中國工程物理研究院應用電子學研究所（中物院十所）牽頭負責的高平均功率太赫茲自由電子激光裝置（以下簡稱CTFEL裝置）首次飽和出光並實現穩定運行。這標誌著中國首台具有高重複頻率、高占空比特性的太赫茲自由電子激光裝置建成，我國太赫茲源正式進入自由電子激光時代。

CTFEL裝置採用諧振腔型FEL技術路線，主要包括直流高壓光陰極注入器、射頻超導加速器、搖擺器、激光諧振腔、THz傳輸與測量系統等。9月20日，經專家組現場測試和第三方檢測，CTFEL裝置在1.99 THz 、2.41 THz和2.92 THz三個頻率點穩定運行，平均功率均大於10 W，最高達到17.9 W；微脈衝峰值功率均大於0.5 MW，最高達到0.84 MW，通過調節電子束能量和搖擺器磁場強度，可以實現輸出頻率連續可調，技術指標達到國際先進水平。

10

中國天文界的爭論：「世界最大」光學望遠鏡該怎麼建？

8月4日開始，中國天文界關於12米口徑光學望遠鏡應該如何建引發激烈爭議。爭議雙方代表為中國科學院院士、北京大學天文系主任陳建生，中國科學院院士、南京天文光學技術研究所成員蘇定強和崔向群。分歧主要在於對12米口徑望遠鏡採取國際上普遍採用的3鏡系統，還是全新的4鏡系統。

這場爭論吸引了更多天文界人士加入， 100餘位自稱「關心中國下一代地基光學紅外天文望遠鏡的青年天文工作者」發表公開信，參與大望遠鏡爭議的討論。甚至國際天文學者都通過公開媒體平台表達了自己的觀點和看法。

12月20日，中科院主管部門重新組織了專家投票，4鏡方案以26:21勝出。

End

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