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浙江大学光电学院刘旭、杨青教授课题组成果入选“2017中国光学十大进展”

编辑:admin 时间:2018年03月15日 访问次数:681

2018年3月13日,浙江大学光电科学与工程学院刘旭、杨青教授课题组“纳米照明首次实现大视场远场片上无标记超分辨显微”科研成果,成功入选了“2017中国光学十大进展——应用研究类”。 该奖项每年颁发一次,在基础研究和应用研究中分别选择10篇代表国内光学领域最重要的前沿研究成果授奖。参选的百名候选者来自于北京大学、清华大学、上海交通大学及中科院等多个著名研究机构。
图1. 中国光学十大进展-应用研究类颁奖现场
图2. 中国光学十大进展获奖者和颁奖嘉宾
图3. 光学显微成像的重要发展历程
 
光学显微镜自16世纪发明以来,成为了人们探索微观世界的重要工具。在近一个世纪里显微技术突飞猛进,1953年、1986年、2014年三次诺贝尔奖都授予了在该领域获得重大成果的科学家,相关成果极大地促进了生物医学、物理、化学等领域的发展。
最初,人们认为,只要显微镜片的制作足够精细,理论上可以观察到任何微小的尺寸。然而,19世纪末,德国物理学家恩斯特·阿贝发现了“衍射极限”的存在,即光作为一种波,它的聚焦能力会受光学系统的孔径( NA)和光波长限制,聚焦光斑的最小尺寸不可能小于半波长,在可见光波段,约为200nm。
亚波长分辨率的超分辨显微成像,对人类科学取得突破性发展至关重要。近年来,荧光超分辨显微技术发展迅速,2014年的诺贝尔化学奖授予了发展荧光标记型的超分辨显微成像的科学家,以嘉奖其使人类的光学显微进入分子级别分辨率的时代,为生物和医学的发展提供了有力的研究手段。相比起来,无需标记的超分辨显微技术却一直发展缓慢,遇到了视场小、分辨率低、需近场扫描、适用性差的瓶颈,无法满足生物、医学、材料学等领域的迫切需求。近年来国际上多个研究小组持续加大对无标记超分辨显微成像技术的研究力度,并取得了一定成果,如基于近场扫描、超透镜结构、微球接触等方法的无标记超分辨显微技术相继出现,但仍面临着光谱范围单一、视场小、速度慢等限制。探索并发展宽场、远场、结构/相位均能快速成像的新型无标记超分辨显微技术成为国内外各研究组持续关注的难点与热点。
浙江大学刘旭、杨青教授开创性地将发光纳米材料作为局域光源,巧妙地利用其小尺寸、大表体比、强光局域能力和强倏逝场等特点,并与二维波导相复合,在国际上首次实现了大视场的远场无标记超分辨显微成像,其视场比以往报道的无标记型远场超分辨显微方法扩展了2个数量级,且方便快捷、普适性强,在集成芯片、蓝光DVD、3T3 l1癌细胞等不同领域的亚波长样品上均得到了验证。该技术成本低廉、与广泛使用的显微镜系统具有优秀的兼容性,可设计成紧凑式照明模块使普通显微镜具备超分辨能力。这些特点使其在生物医学、集成工艺、材料科学等重要领域具有广阔的应用前景,同时也为推进微纳发光器件的实际应用迈出了重要的一步。
图4. 纳米线环形照明显微术机理示意及“ZJU”结构观察效果图
图5. 研究团队合影
 
 
 
刘旭简介
刘旭,男,53岁,浙江大学光电科学与工程学院教授。教育部长江特聘教授(2009),国务院国家特殊津贴获得者(1998),国家级高等学校教学名师奖(2011)。现任中国光学学会秘书长,浙江大学光电工程研究所所长。19907月获法国科学博士学位。199010月起在浙江大学光电学院任教,从事光学与光电子薄膜与光电显示技术方面的研究与教学工作。主要研究工作方向为:光学薄膜与技术;光电显示技术以及超分辨显微成像与检测技术方面的研究工作。在国内外学术刊物上发表研究论文近300 篇,作为科研成果―高清晰液晶投影显示技术与系统的第一完成人获国家科技进步二等奖一项。
 
杨青简介:
杨青,女,38岁,浙江大学光电科学与工程学院教授。浙江省杰出青年基金获得者,浙江省万人计划青年拔尖人才入选者。2006获浙江大学工学博士学位。2006年起在浙江大学光电学院任教,进行微纳光子器件及其应用研究。发表SCI论文58篇,SCI他引1742次,H因子255ESI高被引。2010年以来第一或通信作者在Nano Lett.IF>10期刊及PRL发表论文10篇。工作被20多家主流技术媒体报道。国际会议邀请报告16次,组委会委员3次。任Science Bulletin副主编,IEEE spectrum科技纵览编委。获浙江省科学技术奖一等奖和国际先进材料奖等奖项。