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南开大学“超快激光与物质相互作用机制、调控及应用研究”项目荣获2016年度天津市自然科学一等奖
来源: 科技成果与技术市场处          ( 2017-05-19 )
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  “超快激光与物质相互作用机制、调控及应用研究”项目属于光学工程领域,开展超快光子学、信息光学、分子光谱学与等离子科学的前沿交叉研究。由于超快时间尺度(对应分子、电子运动时间)和超高激光强度(可轻易击穿任何物质),超快激光与物质相互作用包含丰富的线性和非线性光学效应,这些效应相互竞争、相互制约,体现出高度非线性和极端不稳定性。这阻碍了相关基础理论研究的发展,并造成其难以广泛应用。

  为解决驾驭超快激光与物质相互作用这一关键科学问题,项目主要研究内容包括:深入研究超快激光与物质相互作用的物理机制和非线性动力学过程,建立有效抑制调制不稳定性的相干调控原理,探索突破时空尺度极限的创新性应用。

  本项目的主要创新点(1)在超高光强(~1014 W/cm2,相当于太阳辐照到地球光强的1015倍)、飞秒尺度(10-15秒,百万亿分之一秒)和超宽电磁波波长范围(0.3微米~3厘米)极端实验条件下研究激光与物质相互作用非线性动力学机制,为实验研究和调控方法发展提供理论指导。(2)相干调控原理研究紧密围绕远程应用需求,成果实现百米量级超快过程、超高光强调控,为推动远程大气污染激光探测技术、远程激光通讯等实际应用提供物理基础。(3)创新应用探索凸显超快时间尺度和空间超分辨能力并举的调控能力,取得了曝光时间短至50飞秒的超分辨显微成像以及太赫兹波超分辨显微成像(分辨率达到四十分之一波长)等成果,有望应用于癌症早期检测等。

  应用推广方面,项目发表SCI 收录论文47 篇, SCI他引213次。项目研究成果受到了国际同行广泛关注,研究工作的挑战性和开创性被《自然》子刊、美国光学学会会刊、美国物理学会会刊、英国皇家物理学会会刊等权威学术期刊所肯定,成果被这些权威期刊遴选为年度亮点论文、封面及封底彩图等。项目组在国际主流学术会议做30多次特邀或主题报告。

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