实验室简介

光学仪器作为观察、测试、传输、分析、控制和记录的关键工具,在信息处理、工业应用、生命环境、航空航天、智能社会等国家重大需求领域发挥着越来越重要的作用。浙江大学现代光学仪器国家重点实验室自成立以来,瞄准光学仪器发展的国际科学前沿和国家重大需求,开拓创新、不懈进取,将光学工程与光子学的国际前沿技术与国家重大需求中的关键光学仪器有机结合,发展现代光学仪器的新概念、新技术、新工艺,引领和推动光学仪器相关研究与产业发展,建设国际一流的国家级光学仪器科学研究和人才培养基地。

实验室现有固定人员74人,其中正高级61人、副高级10人、中级3人。研究人员中有中国科学院院士1人、“国家重大人才计划”入选者4人、国家杰出青年科学基金获得者10人、长江特聘教授6人、“万人计划”领军人才2人、“国家重大人才计划”青年入选者16人、国家优秀青年科学基金获得者4人、“万人计划”青年拔尖人才3人、科技部中青年科技创新领军人才1名、教育部新世纪优秀人才培养计划4名。实验室所依托的浙江大学光学工程学科是我国高校最早建立的同名一级重点学科点,2007年、2012年在教育部第二轮、第三轮学科评估中均排名全国第一,2017年获批国家“双一流”建设学科并在教育部第四轮学科评估中获评A+学科,在国内外声誉卓著。

实验室坚持围绕先进光电子技术及器件、微纳光子技术及器件、精密光学传感与检测仪器三个方向开展研究工作。近三年取得以下显著成果:

1.超分辨光学显微成像技术与仪器

1)提出光学移频超分辨成像方法,打破非荧光标记样品难以超衍射极限2倍的成像限制,首次实现常规光学样品的宽场λ/7超衍射极限的光学成像。

2)提出荧光辐射微分技术,提高超分辨成像的信噪比,结合饱和荧光非线性移频,实现了荧光样品的λ/11深超分辨成像并提高超分辨成像的速度。

3)提出了多角度干涉编码移频技术,实现生物活体亚细胞器宽场三维超分辨的快速成像。

4)系统研发了超分辨显微中的高稳定性探针、高速高精度扫描部件与纳米精度关键装调技术,成功推进我国高端光学显微镜的产业化。

相关研究成果获得2019年度国家技术发明二等奖。

2.片上光场调控技术与器件

1)成功研制了世界上第一个片上三维光子拓扑绝缘体,将三维拓扑绝缘体从费米子体系扩展到了玻色子体系。

2)首次展示了五个比特的自旋团簇的手征性自旋演化,同时成功实现超导量子芯片,合成了20比特多组分薛定谔猫态,打破了纠缠比特个数的世界纪录。

3)提出片上光辐射调制新方法,实现了超黑体斯特藩-玻尔兹曼定律的动态热辐射。

相关研究成果以第一单位分别在NatureScience上发表,并获得2018年度浙江省自然科学一等奖。

3.航天光学稳定成像技术及系统

1)突破了由于卫星运动和颤振制约光学成像质量的技术瓶颈,实现了高分辨遥感卫星光学稳定成像,助力高分十一号获取了我国最高分辨率对地遥感图像。

2)解决了地月空间和星上复杂电磁环境中微小型光学成像系统的可靠性问题,成功研制了嫦娥四号着陆器降落相机光学系统,保障了人类历史上月球背面首次软着陆的圆满成功。

3)提出了共路双分辨成像技术,成功研制了嫦娥四号鹊桥中继星上的光学观测相机系统,在人类历史上首次从地月拉格朗日L2点附近拍摄了地月合影及地球、月球背面特写图像。

相关研究成果获得2017年度国防技术发明一等奖。国家六部委对探月工程嫦娥四号任务的表彰中,实验室依托单位浙江大学光电科学与工程学院获“突出贡献单位”。

在积极承担国家重大工程项目任务和开展原创性基础研究的同时,实验室进一步加大光学仪器关键技术与器件的研究,在新型光学集成芯片、激光与非线性光学技术、微纳光子器件、大深度生物活体成像以及环境探测多功能光学雷达等方面都取得重要进展。作为地处东南沿海光学产业集聚区的国家研究基地,实验室还密切关注新产业、新经济的发展,在智能传感设计、核心部件制造、光学生产工艺、行业标准制定等方面与国内光学仪器龙头企业全面合作,及时辐射应用基础和工程研究方面的成果和优势,凸显了长三角大湾区光学产业集聚区智能传感与光学仪器的产业发展特色,助推其成为国际上最重要的光学仪器制造高地。

2018年以来,实验室实施了“一体两翼”的战略布局,即以实验室应用基础研究发展为主体,以与地方研究机构协同构建大型光学仪器设施平台、与光学仪器龙头企业协同推广技术应用为两翼,探索“从01”、“从1N”的顶天立地发展新模式。实验室与地方研究机构之江实验室深度合作,开展智能感知方向光学仪器大科学装置平台建设(建设经费3.57亿元);与国内光学仪器龙头企业组建系列校企研究机构(建设经费8050万元),联合开展数字化智慧光子技术等前沿关键技术研究,推动地方经济发展和研究成果转化。实验室还进一步加大与国内其他相关国家重点实验室的协同创新研究,架构国际最强的光学研究体联盟,形成我国在国际光学领域的集团优势。