5月29日，國(guó)家自然科學(xué)基金委官網(wǎng)發(fā)布消息介紹，我國(guó)學(xué)者與海外合作者在高維度光場(chǎng)信息探測(cè)領(lǐng)域取得新進(jìn)展。

消息介紹，在國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（批準(zhǔn)號(hào)：62134009、62121005、62305328）等資助下，中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所李煒研究員、靳淳淇助理研究員及合作者在高維度光場(chǎng)信息探測(cè)領(lǐng)域取得新進(jìn)展，在國(guó)際上首次利用單個(gè)器件通過單次測(cè)量，對(duì)寬帶光譜范圍內(nèi)具有任意變化的偏振和強(qiáng)度的高維光場(chǎng)進(jìn)行了全面表征，實(shí)現(xiàn)高維度光場(chǎng)信息探測(cè)。相關(guān)成果以“色散輔助的高維度光電探測(cè)器（Dispersion-assisted High-dimensional Photodetector）”為題，于2024年5月15日發(fā)表在《自然》（Nature）雜志上。

光場(chǎng)包含強(qiáng)度、偏振、頻率、相位等多個(gè)維度的信息，同時(shí)探測(cè)光的強(qiáng)度、偏振和光譜信息至關(guān)重要。傳統(tǒng)的光電探測(cè)器僅限于測(cè)量光強(qiáng)度，現(xiàn)有的偏振和光譜探測(cè)器通常通過在時(shí)間或空間上集成多個(gè)偏振或波長(zhǎng)敏感元件來增強(qiáng)探測(cè)能力。此外，目前的偏振和光譜探測(cè)器通常僅能測(cè)量固定波長(zhǎng)下的強(qiáng)度和偏振或者均勻偏振下的強(qiáng)度和波長(zhǎng)信息。在自然界的很多場(chǎng)景中，光場(chǎng)可能攜帶高維度信息：即在寬光譜范圍內(nèi)攜帶任意變化的偏振和強(qiáng)度信息，然而現(xiàn)有探測(cè)器難以實(shí)現(xiàn)對(duì)這種信息的探測(cè)。

圖1．所提出的高維度光場(chǎng)探測(cè)方法的工作原理示意圖  本文圖均為 中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所 圖

研究團(tuán)隊(duì)提出利用光學(xué)界面的空間色散和頻率色散在波矢空間調(diào)控偏振和光譜響應(yīng)的創(chuàng)新思想，配合深度學(xué)習(xí)方法解碼偏振和光譜信息，利用單個(gè)器件通過單次測(cè)量實(shí)現(xiàn)了高維度光場(chǎng)信息的探測(cè)（圖）。在最新的研究成果中，研究團(tuán)隊(duì)在理論和實(shí)驗(yàn)上驗(yàn)證了所提出的光電探測(cè)器具有高維度光場(chǎng)信息的探測(cè)能力且其偏振探測(cè)精度及光譜分辨能力與現(xiàn)有先進(jìn)單一功能的小型偏振儀或光譜儀相當(dāng)。此外，通過簡(jiǎn)單地將薄膜與微透鏡陣列和成像傳感器陣列進(jìn)行“三明治”式的組合，還能夠?qū)崿F(xiàn)無需對(duì)準(zhǔn)、單次測(cè)量的超集成高維光場(chǎng)成像儀。這一成果為超緊湊、高維度的信息探測(cè)和成像探測(cè)提供了一條新途徑。

圖2．高維光場(chǎng)探測(cè)及成像的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。a－c．雙色雙偏振激光場(chǎng)的高維度探測(cè)，d－f．寬帶光照射金表面所產(chǎn)生的反射光場(chǎng)的高維度探測(cè)，g．高維光場(chǎng)成像儀的結(jié)構(gòu)示意圖及照片，h．人造目標(biāo)的偏振和波長(zhǎng)成像探測(cè)，i．雙色雙偏振合成光場(chǎng)的高維度成像探測(cè)

中科院前沿科學(xué)與基礎(chǔ)研究所官網(wǎng)介紹稱，該工作由長(zhǎng)春光機(jī)所和新加坡國(guó)立大學(xué)合作完成。長(zhǎng)春光機(jī)所為第一完成單位。

值得注意的是，上述文章是長(zhǎng)春光機(jī)所首次以第一完成單位在Nature發(fā)表論文，實(shí)現(xiàn)了零的突破。

長(zhǎng)春光機(jī)所官網(wǎng)5月15日介紹，5月15日，國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然》（Nature）以“Dispersion－assisted　High－dimensional　Photodetector”為題刊發(fā)了中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光機(jī)所在高維光場(chǎng)探測(cè)領(lǐng)域取得的突破性科研進(jìn)展。這是長(zhǎng)春光機(jī)所首次以第一完成單位在Nature發(fā)表論文，實(shí)現(xiàn)了零的突破。這也是長(zhǎng)春光機(jī)所在第十個(gè)“國(guó)際光日”（International　Day　of　Light）這個(gè)有紀(jì)念意義的日子，以高水平科研成果為光學(xué)事業(yè)的發(fā)展獻(xiàn)禮。

中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光機(jī)所博士生范延?xùn)|、黃偉安和朱菲為論文的共同第一作者，中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光機(jī)所李煒研究員，靳淳淇助理研究員和新加坡國(guó)立大學(xué)仇成偉教授為共同通訊作者。李煒，研究員，博士生導(dǎo)師，國(guó)家海外高層次人才，2020年底回國(guó)入職長(zhǎng)春光機(jī)所，致力于光子學(xué)前沿研究并推進(jìn)其在輻射熱控和多維光信息感知方面的應(yīng)用。

中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所（簡(jiǎn)稱“長(zhǎng)春光機(jī)所”）始建于1952年，由長(zhǎng)春光機(jī)所與長(zhǎng)春物理所于1999年整合而成，是新中國(guó)在光學(xué)領(lǐng)域建立的第一個(gè)研究所。??

建所70年來，長(zhǎng)春光機(jī)所在以王大珩院士、徐敘瑢院士等為代表的一批科學(xué)家的帶領(lǐng)下，研制出中國(guó)第一臺(tái)紅寶石激光器、第一臺(tái)大型電影經(jīng)緯儀等多種先進(jìn)儀器設(shè)備，創(chuàng)造了十幾項(xiàng)“中國(guó)第一”；組建、援建了10余家科研機(jī)構(gòu)、大專院校和企業(yè)單位，并為其輸送了2700多名各類專業(yè)人才；有28位在本所學(xué)習(xí)或者工作過的優(yōu)秀科學(xué)家當(dāng)選為兩院院士，并涌現(xiàn)出“知識(shí)分子的優(yōu)秀代表”蔣筑英等眾多英模人物；先后參加了“兩彈一星”“載人航天工程”等多項(xiàng)國(guó)家重大工程項(xiàng)目，為我國(guó)國(guó)防建設(shè)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步做出了突出貢獻(xiàn)。?

人民政協(xié)網(wǎng)今年2月曾刊文《向“新”而行——吉林省以科技創(chuàng)新引領(lǐng)現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系建設(shè)紀(jì)實(shí)》介紹：1989年出生的李煒，雖然今年只有35歲，但已是吉林省政協(xié)委員、長(zhǎng)春光機(jī)所光子實(shí)驗(yàn)室主任。

他2011年赴美留學(xué)，2020年底回到祖國(guó)，10年的光陰記載著李煒刻苦鉆研的足跡，也累積著李煒的愛國(guó)之情、報(bào)國(guó)之志?；氐絿?guó)內(nèi)，李煒深切感受到吉林省對(duì)科技創(chuàng)新工作和人才的重視：吉林省入選創(chuàng)新型省份建設(shè)，實(shí)施人才政策2.0、3.0等一系列重要舉措。這堅(jiān)定了他科技報(bào)國(guó)的信心。

“我是陜西西安人，之所以留在了吉林省，一方面是因?yàn)殚L(zhǎng)春光機(jī)所是全國(guó)最高水平的光學(xué)研究機(jī)構(gòu)，另一方面是我也深切地感受到了吉林省對(duì)人才的重視?！崩顭樥f。

回國(guó)工作以來，他主要從事光子學(xué)和熱科學(xué)交叉創(chuàng)新研究。在科研平臺(tái)、政策支持、后勤保障等方面，李煒的科研團(tuán)隊(duì)得到了吉林省各級(jí)部門和長(zhǎng)春光機(jī)所的大力支持和幫助，良好的科研環(huán)境使他的科研工作步入快車道。這幾年，李煒在熱輻射的光子學(xué)特性調(diào)控、規(guī)模化制備及應(yīng)用、熱力學(xué)理論等方面作出了重要?jiǎng)?chuàng)新。他成功申請(qǐng)了國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目，入選國(guó)家和中國(guó)科學(xué)院高層次人才計(jì)劃、長(zhǎng)白山特聘領(lǐng)軍人才，獲得了麻省理工科技評(píng)論亞太區(qū)科技創(chuàng)新35人、全球高被引科學(xué)家等多項(xiàng)學(xué)術(shù)榮譽(yù)。

李煒實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的學(xué)生連續(xù)兩年獲得光學(xué)領(lǐng)域最高獎(jiǎng)——王大珩光學(xué)獎(jiǎng)學(xué)生獎(jiǎng)，并為雙一流高校、科研院所和龍頭企業(yè)等輸送了多名畢業(yè)生。