2023年國內外與物理相關的重大項目包括2023年5月29日,由北京大學物理學院承辦的國家自然科學基金“新型光場調控物理及應用”重大研究計劃集成項目啟動會在北京大學中關新園順利召開。
新型光場調控技術是壹種能夠對光的振幅、相位和偏振等特性進行精確調控的技術。它基於光場的空間分布和相位特性,通過改變光的傳播路徑、調節光學元件或者利用光學非線性效應等手段,實現對光場的精確調控。這種技術具有廣泛的應用前景,涉及到光通信、成像、顯示、激光加工等多個領域。
壹種常見的光場調控方法是使用空間光調制器(Spatial Light Modulator,簡稱SLM)。SLM利用液晶、光學相位陣列或者微電子機械系統等元件,實現對相位、振幅和偏振等光學參數的調節。通過編程控制SLM上的像素,可以生成復雜的光場分布,實現光束的形狀變換、波前調控、光束分割等功能。
1、光通信:光場調控技術可以實現自適應光傳輸、波前編碼和光波分割等功能,提高光纖通信的傳輸質量和容量。
2、光學成像:光場調控技術可以用於超分辨率成像、變焦成像和三維成像等領域。通過調控光場的相位分布,可以實現超過傳統光學衍射極限的成像效果。
3、光學顯示:通過在顯示器上應用SLM,可以實現動態光學圖案的顯示,如全息圖像、立體顯示和光學虛擬現實等。
4、激光加工:光場調控技術可以在激光加工中實現高精度、高效率的材料加工。通過調控光的相位和振幅,可以實現復雜形狀的激光刻蝕、激光打印和激光焊接等應用。
常見的SLM包括液晶空間光調制器和迷宮片(Diffractive Optical Element,簡稱DOE)。新型光場調控技術在光學和光電子領域有著廣泛的應用前景。它可以實現對光場的高精度調控,為光通信、成像、顯示和激光加工等領域帶來了新的機遇和發展方向。
物理相關的重大項目的意義
1、歐洲核子研究中心(CERN)的大型強子對撞機(LHC):LHC 是目前世界上最大、最高能量的粒子對撞機,它的主要目標之壹是尋找希格斯玻色子,該發現促成了2013年諾貝爾物理學獎的頒發。LHC 還致力於研究暗物質、反物質等重要問題,對理解宇宙的基本性質起到了關鍵作用。
2、重力波探測:2015年,利用激光幹涉引力波天文臺 (LIGO) 探測到了重力波,這是愛因斯坦廣義相對論預言的壹種天文現象。重力波的發現不僅驗證了廣義相對論,還為天體物理學提供了新的研究手段,揭示了黑洞、中子星等極端天體的奇特性質,也對宇宙的演化和宇宙學中的重大問題提供了重要線索。
3、歐洲核研究中心的 Large Electron-Positron Collider(LEP):LEP 是壹臺環形電子-正電子對撞機,運行於1989年至2000年期間。LEP 的主要目標是研究粒子物理學中的電弱相互作用,其最著名的成果是發現了好幾種輕子的新的中微子族群。LEP對粒子物理學的發展和對標準模型的驗證起到重要作用。