| 成果名称: | 超极限光学成像的光场调控与光传输优化 |
| 完成单位: | 中山大学 |
| 主要人员: | 周建英、谢向生、刘忆琨、李俊韬、董建文、黎永耀、陈泳竹、和河向 |
| 介绍: | 本课题由国家自然科学基金重点项目以及国家重点研究计划"光场调控及与微结构相互作用研究"子课题资助。 目的与意义：光学成像与传输是光物理与技术中的重要研究课题。本成果涉及到这一领域的两个基本问题：如何通过对光场传播过程的调控提高光学成像效果和增强光和物质的相互作用。本项目以光场多维度精确调控为手段，发展光场在空域、时域和频域调控新方法以及开展调控光场与物质的相互作用研究。生成具有奇异性质的复杂光场，研制出精准光场参数调控和表征装置，探索调控光场的传输特性。最终突破常规光场的物理传输局限，实现复杂体系中光场的高效定向传输、光场空间极限汇聚和反演、光场噪声中微弱信息提取和成像、以及光和物质相互作用的增强控制等目标。主要包括以下三项科学发现： 1、利用调控光场实现极小空间光场与超分辨光学成像 突破远场超分辨光学成像极限是光学中的重要基础理论问题之一。随着2014年诺贝尔化学奖授予该领域的研究成果，荧光标识超分辨光学成像受到了科学界的更加广泛关注。近年来，国际上开始关注无荧光标识、且应用对象不受限制的常规远场线性超分辨光学成像技术。为实现这一目标，本项目系统性地开展了远场紧聚焦光学以及超分辨光学成像研究，在极小尺度光学焦斑的调控、表征、优化与应用等方面开展了系统性的实验与理论研究，并且取得了迄今为止最优异的远场聚焦极限与线性光学成像分辨率。 2、建立了基于光场相位控制的先进光学成像技术 本项目通过对光场的振幅、波矢、相位空间分布等因子开展调控，合成了新型三维空间光场结构，将之应用与光刻与成像，取得了一些前所未有的效果与应用。尤其是通过补偿光场在散射体中产生的相位畸变，有效实现与提升了散射体后的光学成像技术。这种成像方法突破了常规光学极限，使得人类视觉范围与本领得以提升。 3、实现了光场与物质相互作用的优化控制 此项成果主要包括利用新型的自适应设计光学方案，设计新的微纳结构以便对光场的空间分布、传播方向和传输速度进行调控。项目解决了液晶显示中三基色滤色片2/3的能量损耗问题，使得更高效率液晶显示成为可能；提升了薄膜太阳能电池光能利用效率，克服了光在其中传输距离过短的问题而导致的光能利用效率低的问题，并通过减慢光的传输速度实现可调节的间接光子转换。 超分辨光学成像成果获得2014中国光学重要成果奖；在意大利举办的NOMA2015学术会议上被邀为大会主题报告。项目成果发表在"Physical Review Letters"、"Nature Communications"等杂志。广州电视台、羊城晚报、以及中国光学网等都以专题形式对超越常规极限的光学成像技术予以报道，引起了社会关注与讨论，成果更以科普论文的形式发表在"物理"杂志上，受到产业界的重视。项目成果也得到国际主流科学媒体的关注，美国科学促进会新闻网站（AAAS EurekAlert!）以及欧洲科学新闻（AlphaGalileo）等媒体对太阳电池效率的受控提升进行了报道。截止至2017年5月27日，本项目成果38篇论文总他引次数为666次，其中10篇代表性论文总他引次数为233次。 |
| 批准登记号: | 粤科成登（2）字【2017】0217 |
| 登记日期: | 2017-06-01 |
| 研究起止时间: | 2006.06 至2015.05 |
| 所属行业: | 科学研究和技术服务业 |
| 所属高新技术类别: | |
| 评价单位名称: | 中山大学学术委员会 |
| 评价日期: | 2017.05.24 |
