第十四届“勷勤论坛”光电学院分论坛之李志远专场讲座

撰稿:苏卫皓佳、肖梦杰  摄影:肖梦杰、魏帅阳

 

2021年11月17日15:00,华南师范大学信息光电子科技学院有幸邀请到了华南理工大学物理与光电学院副院长李志远教授为我校师生带来“微纳光子学:物理、材料、技术和应用”主题的报告。李志远教授目前从事微纳光子学、非线性光学、激光技术、拓扑光子学和量子物理中的理论、实验和应用研究已25年,发表SCI论文440篇,被SCI引用27200次,同时任EPL co-editor和《光子学报》副主编。讲座于理4栋537学术报告厅举行,学院院长水玲玲、副院长胡巍、副院长吴立君、兰胜教授、杨湘波教授等老师及各学院研究生200余人出席本次讲座。本次报告聚焦李志远教授团队在利用激光直写3D打印技术制备出高分辨-高通量的SNOM探针,以及利用铌酸锂超晶格非线性光学实现白光飞秒激光等方面的研究成果,探讨微纳尺度上光和物质相互作用调控的新物理、新概念和新技术。

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座谈会伊始,李志远教授介绍了当代光学前沿若干重大问题,诸如光子集成技术、光和物质相互作用增强及利用、单分子尺度上的光学传感、探测及成像、能量转化增强的控制和利用、光子本性的探索、光和物质相互作用新规律的探索等。传统光学中,利用光的直线传播、反射、折射、衍射、散射等性质在宏观尺度的光学材料、器件、系统等领域研究,其中光学显微镜打开了人类对微观结构深入认识的大门。但由于传统光学(反射镜、透镜等)在宏观尺度上调控光的行为,其功能局限性大,必须考虑光的微观行为——纳米光子学。在此基础上,对光场进行调控:强度、相位、偏振、模态、速度、色散、耗散;对光和物质相互作用调控:原子、分子、量子点、量子阱、非线性晶体、金属纳米颗粒等等,涉及光物理及光化学过程。接下来李志远教授还介绍了微纳光子学的范畴和框架。虽然微纳光子学已有四十年的研究历史,但是还没有产生标志性的突破成果,仍需广大研究学者进一步探索。

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李志远教授团队重点研究方向为以下7个方面:1.微纳和原子尺度上的光学基础理论;2.纳米光子学基础物理;3.光学显微成像;4.非线性光学和激光技术;5.单分子检测和成像;6.3D表面等离激元光学;7.光子晶体和光子集成。并且团队致力于打通从基础研究到实际应用的全链条,从科学研究和实际研究出发,设计人工微结构,制备原创性材料和器件,从而得到原创性技术和仪器。随后李志远教授着重介绍了近期研究的两个主题方向:1.表面等离激元纳米光场调控;2.从非线性光学到白光飞秒激光。主题一中李志远教授为我们主要讲解了目前研究背景以及团队成果——激光直写3D打印纳米制造:高时空分辨光学探针。通过3D打印制备微结构SNOM探针,然后针对每一个探针的几何参数,运用局域光栅模型,计算投射、反射和吸收光谱,确定共振峰波长,即可认为是探针激发波长。李志远教授团队以此探针为核心关键部件,研发了高时空分辨的纳米成像和光谱分析原型样机,仪器具有高通光率和高分辨率,主要技术指标为:空间分辨率20-100nm,时间分辨率10-100飞秒,光谱带宽紫外-可见-红外,300-2000nm。应用所研发设备,可进行高时空分辨、多模态光学成像;单分子物理和化学探测和分析;生物大分子动态生理过程分析,从而实现扫描近场光学技术的革新。

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主题二中李志远报告了白光激光产生方案及应用。紫外-可见-红外的全谱段相干激光是激光技术的一个大堡垒。在深入理解和控制二阶非线性和三阶非线性光学效应的协作和融合后,制备了白光飞秒激光器及应用系统,全谱段飞秒白光激光器具有极宽带宽(300-5000nm),大脉冲能量,高峰值功率,高平均功率,脉冲可压缩,光束准直性和聚焦性好等性能,可应用于物理、化学和材料学等基础科学,生物医学,大气和环境监测,工业应用和国防军事等。

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演讲完毕后,李志远教授与台下学院教授们进行交流,探讨了如何减小探针损伤等问题。一问一答间,完成了思想的碰撞,更加丰富了我们的知识内涵!

讲座后,李志远教授与学院院长水玲玲教授、副院长胡巍教授、副院长吴立君教授、兰胜教授、杨湘波教授合影留恋。

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