2024年度陈嘉庚科学奖公布,两位院士的光学项目获奖
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近日,2024年度陈嘉庚科学奖和陈嘉庚青年科学奖颁奖仪式在中国科学院第二十一次院士大会上举行。共有5个项目获得陈嘉庚科学奖,其中,2个为光学项目:崔铁军院士的“信息超材料”项目获陈嘉庚信息技术科学奖、祝世宁院士与徐平研究员的“铌酸锂光子芯片”项目获陈嘉庚技术科学奖。
颁奖仪式
(右三:崔铁军、右二:祝世宁、右一:徐平)
1.信息超材料
长期以来,超材料一直用等效物理参数表征,通过控制物理参数及其分布调控电磁波,带来很多新的物理现象和应用。然而,超材料一旦制备其功能即被固定,不能对电磁波实时调控,也难以和信息理论与方法有效结合。
为改变这种局面,崔铁军于2014年首次提出用数字编码表征超材料基元、通过数字基元的编码序列控制电磁波的新思想。将开关二极管集成到超材料基元,使其数字状态实时切换;用现场可编程门阵列控制数字编码序列,实现了电磁场与波的实时操控,提出并研制了首个现场可编程超材料,使同一个超材料平台能实现千变万化的功能。目前,可编程超材料的概念已被国内外同行推广到声波、光波、热学和力学超材料等领域。更重要的是,数字编码表征使超材料有能力在电磁空间上进行数字信息操作与处理。
基于此,崔铁军于2017年进一步提出了信息超材料的概念,把超材料电磁物理空间和数字空间融为一体,在实时操控电磁场与波的同时完成数字信息的传输、处理与调制,在国际上创建了信息超材料新体系。目前,基于信息超材料的电磁信息论、新体制无线通信架构、新体制微波成像与感知系统、可编程智能计算系统已初见雏形;智能超表面作为6G关键使能技术备选方案,正在IMT-2030框架下推动进入6G国际标准。
获奖人
崔铁军,中国科学院院士,IEEE Fellow,东南大学毫米波全国重点实验室主任,长期从事电磁超材料和计算电磁学研究。是国家自然科学基金基础科学中心、国家自然科学基金重大项目、科技部变革性技术重点研发计划等项目负责人。
在国际上首次提出数字编码超材料和现场可编程超材料的概念并予以实现,创建了信息超材料新体系,基于信息超材料的智能超表面已成为6G的关键技术备选方案之一;带领团队开发了自主可控的专用电磁仿真软件,在国防工业部门获得广泛应用。发表学术论文600余篇,被引用66000余次、H因子125,连续五年入选科睿唯安全球高被引学者。
2.铌酸锂光子芯片
铌酸锂晶体具有宽透光范围和高电光、声光、热光和非线性系数,且化学性能稳定,传输损耗低,是理想的光子学材料,在当代信息光电子和激光领域有着重要应用,被称为“光学硅”。
项目完成人所在团队曾利用准相位匹配原理,通过对铌酸锂晶体中微结构铁电畴的调控,研制出光学超晶格并成功应用于全固态激光器、电光调制器、高频滤波器等新型光电子器件,推动了相关技术发展。本项目则是将准相位匹配原理进一步拓展到量子光学与量子信息技术领域,发展了利用微结构对光量子态相干调控系统理论,研制出多种用于光量子态产生和调控的铌酸锂光学超晶格,可用于光量子信息多个技术领域。
从2010年起,项目完成人又瞄准了铌酸锂光量子集成芯片研究目标,将畴工程与现代光子集成技术相结合,于2014年首次将纠缠光子产生、电光调制、光子干涉、波分复用等不同功能单元集成到了同一铌酸锂波导芯片上,完成了芯片上量子态的可控操作,多项关键指标包括光子产率、调谐速率、调谐带宽等均创下当时国际最好水平。该工作展示了铌酸锂芯片用于可编程大规模光子集成的可行性,同时也推进了小型化、芯片化光量子器件研制和设备开发,在国际上开辟了一条有别于硅基的光量子芯片技术路线。
获奖人
祝世宁,南京大学教授,中国科学院院士。现任南京大学学术委员会副主任、毓琇书院院长。曾任南京大学物理学系主任、物理学院院长、现代工学院筹建组组长;教育部科技委常委、材料学部主任等。
主要从事微结构功能材料和物理研究,研究兴趣包括:微结构对经典光、非经典光场调控基础理论,发展新的实验和表征技术,开拓微结构在材料和信息领域的实际应用。在铁电晶体畴工程及室温极化技术、光学超晶格及激光技术、准相位匹配非线性光学、量子光学和光学超构材料等方面工作较为系统。作为主要完成人曾获国家自然科学一等奖(2006),国家级教学成果奖二等奖(2018)。个人荣誉有: “求是”杰出青年学者(1998)、美国光学学会会士(2013)、美国物理学会会士(2017)及首届江苏省基础研究重大贡献奖(2019)等。
徐平,中国人民解放军国防科技大学计算机学院量子信息研究所研究员、博士生导师。中国光学学会理事、中国电子学会量子信息分会委员。南京大学学士、博士。
徐平长期从事光量子芯片研究工作,研究兴趣为光量子芯片的工艺开发以及片上量子信息技术。建立光学超晶格中纠缠光子产生和调控的系统理论;实验验证单片周期极化晶体具有对纠缠光子产生、高维调控、分束、聚焦等多功能集成的能力;研制出国际上第一个铌酸锂光量子芯片,开发铌酸锂光子芯片工艺,形成芯片设计、加工、测试、光封装、电封装、整机封装等自主工艺。作为主要完成人曾获教育部自然科学一等奖(2020)、中国光学重要成果奖(2014)、饶毓泰基础光学奖(2013)、江苏省青年光学科技奖(2016)。
3.陈嘉庚科学奖
陈嘉庚科学奖是以著名爱国华侨领袖陈嘉庚先生的名字命名的科学奖励,其前身是1988年设立的陈嘉庚奖。2003年,经国务院同意,中国科学院和中国银行共同出资成立陈嘉庚科学奖基金会,设立陈嘉庚科学奖,旨在奖励近期在中国做出的重大原创性科学技术成果。陈嘉庚青年科学奖于2010年设立,旨在奖励在中国独立做出重要原创性科学技术成果的青年科技人才(年龄在40周岁以下)。
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