科研伉俪携手,解锁新型激光器领域的大门!

在科技探索的广袤宇宙中,每一项新发现都如同一颗璀璨星辰,照亮人类认知的边界。


7月9日,科学界迎来了一颗耀眼新星——哈尔滨工业大学(深圳)的宋清海教授、肖淑敏教授,携手澳大利亚国立大学Yuri Kivshar教授以及鹏城实验室余少华院士,在顶级学术期刊《Nature》上发表了题为“Metalasers with arbitrarily shaped wavefront”的研究论文。

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这一成果宛如一把钥匙,为解锁新型激光器领域的大门提供了关键思路,在学术界引发了广泛关注。


值得一提的是,宋清海教授和肖淑敏教授这对“科研伉俪”,在科研道路上比翼齐飞,双双斩获国家杰出青年科学基金,成为学界佳话。


肖淑敏教授曾在接受采访时,温情分享科研背后的点滴。她感慨自己是幸运的,因为丈夫宋清海作为同行,对科研工作的艰辛与挑战了如指掌,给予了她毫无保留的支持。


“在科研上,我比较大胆,脑海中时常蹦出一些突破性的想法,而他则心思缜密、行事谨慎。每当我在研究中遇到挫折,心生放弃念头时,总是他在一旁不断督促我,鼓励我将开启的工作善始善终,直至收获成果。”

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这般相互扶持、相互成就的科研伴侣关系,不仅是他们生活中的温暖港湾,更是助力学术突破的强大动力。 


突破传统难题,提出新型激光器


数十年来,集成纳米激光器凭借其在光学信息处理、通信及医疗等诸多领域的巨大应用潜力,成为科研人员竞相钻研的焦点。


尽管在偏振、轨道角动量和方向性调控方面已取得显著进展,但如何精确操控激光波前和辐射特性,始终是横亘在科研道路上的一座大山。


以往,为达成特定输出特性,科研人员不得不借助额外光学元件,可这不仅使系统体积臃肿,还难以摆脱散斑噪声的困扰,严重制约了激光器性能提升与实际应用拓展。 


面对这一困境,研究团队另辟蹊径,创新性地提出并成功实现了一种新型激光器——金属激光器(metalaser)。其诞生源于对介电谐振超表面局域与非局域响应相互作用的深入挖掘。


在金属激光器中,激光模式巧妙地被限制在平面结构元原子之间的非局域相互作用内,而光束波前则借助局部变化的偶极矩动量实现精准整形。


这一独特设计使得金属激光器的发射光束能够随心所欲地呈现出各种复杂轮廓,无论是焦点、焦线,还是矢量光束、涡旋光束,甚至是全息图,都能轻松驾驭。


尤为惊艳的是,金属激光器的散射波与激光模式截然不同,不会经历谐振放大,其强度微弱到可忽略不计。


在研究团队展示的金属激光器全息图中,散斑噪声近乎销声匿迹,这无疑为饱受散斑噪声折磨的传统激光全息图领域带来了曙光,开辟出一条切实可行的降噪新路径。


并且,研究团队提出的核心物理理念与实验实现方式,宛如一把万能钥匙,不仅适用于金属激光器,更能广泛推广至其他纳米光子器件,有望在光学与光子学的众多应用场景中大放异彩,大幅提升系统性能,拓展其功能边界。 


科研伉俪风采,学术成果丰硕


肖淑敏教授作为哈尔滨工业大学(深圳)材料科学与工程学院的中流砥柱,是国家杰出青年科学基金获得者,也是深圳市国家级领军人才。


她长期深耕于基于半导体光学材料和器件的制备领域,研究范畴涵盖微纳米体系数值建模、光刻或电子束曝光等微纳米制备技术,以及光学和电学表征技术等多个关键环节。


近年来,肖淑敏教授在国际学术舞台上成绩斐然,在《Nature》《Nature Communication》《Advanced Materials》《ACS Nano》等顶尖国际期刊发表学术论文近200篇,其研究成果在学界引发热烈反响,为推动相关领域发展贡献了诸多创新性见解与实践经验。


宋清海教授同样不遑多让,身为哈尔滨工业大学(深圳)理学院副院长、教授、博士生导师,国家杰出青年科学基金获得者,他专注于微纳结构中的光场调控研究。


过去几年,宋清海教授围绕微型激光的出射、模式控制及其在通信和传感领域的应用,展开了系统性、全方位研究,成功解锁了一系列光场调控的新机制、新方法,还拓展了微纳结构在全新领域的应用。在学术成果方面,宋清海教授同样硕果累累,在《Physical Review Letter》《Nature Communication》《Advanced Materials》《ACS Nano》等国际知名期刊发表学术论文200余篇,其研究工作得到了国内外同行的高度认可,在微纳光子学领域留下了深刻印记。


此次金属激光器的重大研究成果,正是宋清海教授与肖淑敏教授科研生涯中的又一高光时刻。


他们凭借深厚的学术造诣、敏锐的科研洞察力以及持之以恒的探索精神,为全球科研事业添砖加瓦。


相信在未来,这对科研伉俪将继续携手同行,在科研道路上创造更多辉煌,为人类科技进步贡献更多智慧与力量,激励着无数科研工作者奋勇前行,不断开拓未知领域的新边疆。

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