2020年，對中國科技領域影響最大的莫過于兩件事：“新冠”和“卡脖子技術”。在雙重陰影下，光學人的工作和個人生活或多或少受到了影響。雖然通往科研的殿堂一波三折，但向著光的步伐一直堅定：有一群深入疫區(qū)“為大氣做CT”的光科學家，“九章”問世使我國成功達到“量子優(yōu)越性”里程碑，嫦娥奔月挖土離不開光學載荷的支撐……光學領域有許多值得銘記的突破和進展。

基于光學新媒體數(shù)據(jù)評選“中國光學十大新聞”已持續(xù)4年，是全體光學人的“年終總結”，也是每年同期盤點活動所關注的焦點。今年，中國激光雜志社照例評選出2020年在光學領域最具影響力的十大新聞，這些事件將在2020年或若干年后在光學領域、乃至全社會產(chǎn)生深遠的影響。

1. 時空光渦旋與光子橫向軌道角動量的新型光場

2月24日，上海理工大學納米光子學團隊在光子軌道角動量研究領域取得新突破，首次從理論到實驗展示了具有時空渦旋相位并攜帶光子橫向軌道角動量的新型光場，開創(chuàng)了一個全新的光子軌道角動量自由度。光子橫向軌道角動量在光子自旋霍爾效應、量子糾纏和光子自旋-軌道耦合效應等方面可能會展示獨特的性質(zhì)，也可望應用于高速光通信、光學微操控和新型光電器件等領域。

2. 劉文清院士深入武漢疫區(qū)開展走航觀測實驗

2月28日，國家大氣污染防治攻關聯(lián)合中心副主任劉文清院士一行6人乘坐自主研制的觀測車奔赴武漢疫區(qū)開展為期2周的大氣環(huán)境立體探測實驗。

劉文清院士介紹，此次奔赴疫區(qū)主要圍繞火神山醫(yī)院、雷神山醫(yī)院、武漢協(xié)和醫(yī)院、金銀潭醫(yī)院、武漢客廳方艙醫(yī)院、洪山體院館方艙醫(yī)院、豐頤大酒店（隔離點）、星火垃圾焚燒廠（醫(yī)療廢物處理點）以及武漢三環(huán)線等區(qū)域開展大氣環(huán)境監(jiān)測和網(wǎng)格化走航實驗。觀測車每日走航300余公里，在兩周多的連續(xù)觀測中，獲取了武漢重點區(qū)域內(nèi)大量觀測數(shù)據(jù)，掌握了大氣環(huán)境要素的高時空分辨率分布特征及污染物排放、輸送情況。同時，結合衛(wèi)星遙感觀測，重點評估疫情發(fā)生前后武漢市PM2.5、SO2、NO2和HCHO等污染物的變化特征。

3. 超快調(diào)制微激光器提出全光開關新原理

2月28日，哈工大（深圳）宋清海教授團隊在超快調(diào)制微激光器領域取得重要突破，其提出的全光開關新原理，有望突破超短切換時間與超低能耗之間的矛盾。該研究詳細報道了拓撲保護BIC的光開關機理，保證了微型激光從徑向極化的環(huán)形光束到線性極化的旁瓣光的相互超快切換。BIC的極高品質(zhì)因子能顯著降低激光閾值，從而突破傳統(tǒng)全光開關的瓶頸�；�于現(xiàn)有成果，該項研究的下一步是將該可切換的微型激光串聯(lián)集成到光子芯片上以實現(xiàn)光學邏輯計算的功能。這也是實現(xiàn)最終目標——光計算和量子計算的前提。

4. 輕小型衛(wèi)星激光通信終端，實現(xiàn)了國內(nèi)首次低軌星間激光通信

中國航天科技集團八院802所自主研制的輕小型衛(wèi)星激光通信終端，實現(xiàn)了國內(nèi)首次低軌星間激光通信，邁出了國內(nèi)該領域的第一步。該產(chǎn)品榮獲第22屆中國國際工業(yè)博覽會空間信息產(chǎn)業(yè)展創(chuàng)新金獎。

該輕小型衛(wèi)星激光通信終端采用粗、精復合軸跟蹤，具備優(yōu)異的全周向跟蹤穩(wěn)定性。在其跟進系統(tǒng)測試中，該激光通信終端先后圓滿完成了在軌雙向搜索、捕獲、跟蹤、通信的全部試驗，并驗證了通信終端具有良好的遠程雙向?qū)�準以及捕獲跟蹤能力，同時具有較高的通信數(shù)據(jù)率和較低的誤碼率，雙向通信速率2.5 Gbps，終端重量9 kg，是迄今為止國內(nèi)數(shù)據(jù)率最高、重量最輕的星間激光通信終端。

5. 基于超構透鏡陣列的高維量子糾纏光源

由南京大學祝世寧院士、王振林教授、張利劍教授和王漱明副教授團隊、香港理工大學蔡定平教授團隊、中國科學技術大學任希鋒副教授團隊和華東師范大學李林研究員組成的聯(lián)合團隊通力合作，在高維量子糾纏光源制備方面取得重要研究進展，通過結合超構透鏡陣列與非線性晶體，成功制備出高維路徑糾纏光源和多光子光源。

該工作通過將新興研究領域超構表面技術引入量子信息領域，實現(xiàn)了高維度、集成化的雙光子、多光子糾纏光源，突破了現(xiàn)有量子光源的技術瓶頸和信息編碼維度限制，有望應用于高維度的量子通信、量子計算、量子存儲等領域，對于發(fā)展具有更高信息容量和更高安全性的量子信息技術具有重要意義。

6. 首次實現(xiàn)亞分子分辨的單分子光致熒光成像

8月10日，中國科學技術大學侯建國院士團隊的董振超研究小組，在近場熒光成像領域取得重要進展，將成像空間分辨率大幅提升，推進至0.8 nm的亞納米分辨水平，在世界上首次實現(xiàn)了亞分子分辨的單分子光致熒光成像，為在原子尺度上展現(xiàn)物質(zhì)結構、揭示光與物質(zhì)相互作用本質(zhì)提供了新的技術手段。