10月16日-18日,由浙江省光學(xué)學(xué)會(huì)、之江實(shí)驗(yàn)室、光學(xué)慣性與傳感技術(shù)重點(diǎn)學(xué)科實(shí)驗(yàn)室共同主辦,之江實(shí)驗(yàn)室量子傳感研究中心承辦的第四屆真空光鑷技術(shù)及其應(yīng)用研討會(huì)在杭州舉行,來自哈佛大學(xué)、耶魯大學(xué)、東京大學(xué)、普渡大學(xué)、倫敦國王學(xué)院、浙江大學(xué)、中科大、中科院、西安交大、國防科大、北理工、山西大學(xué)等高校、科研單位的130余名專家學(xué)者針對真空光鑷技術(shù)在基礎(chǔ)物理和高精密傳感等領(lǐng)域的研究與應(yīng)用進(jìn)行了深入的探討與交流,海外專家通過線上方式參與到部分報(bào)告環(huán)節(jié)。
中國科學(xué)院院士、之江實(shí)驗(yàn)室量子傳感裝置首席科學(xué)家房建成參加開幕式并致辭。他表示,真空光鑷技術(shù)及其應(yīng)用,是量子傳感領(lǐng)域的重要研究方向和持續(xù)深化科技自立自強(qiáng)戰(zhàn)略的關(guān)鍵一環(huán),國際國內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域的研究也正進(jìn)入快速發(fā)展和繁榮階段。近年來,之江實(shí)驗(yàn)室量子傳感研究中心利用真空光鑷技術(shù),在高精度力學(xué)量傳感方面取得了重要進(jìn)展,達(dá)到了國際先進(jìn)水平。同時(shí),房院士勉勵(lì)青年科研人員,希望大家一馬當(dāng)先沖在科研最前線,力求在光鑷領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)全新突破,讓中國的光鑷研究始終站在世界最前沿。
之江實(shí)驗(yàn)室副主任鮑虎軍表示,傳感是人工智能的數(shù)據(jù)之源,量子傳感與精密測量則是物理量極限感知的核心技術(shù)手段,既可服務(wù)于前沿科學(xué)研究,又可服務(wù)于國家重大戰(zhàn)略?;诠鈩?dòng)量效應(yīng)的真空光鑷技術(shù)是近年來國際上發(fā)展迅速的前沿技術(shù),在基礎(chǔ)物理研究、精密傳感與測量等領(lǐng)域有巨大的發(fā)展?jié)摿蛷V闊的應(yīng)用前景。相信通過本次會(huì)議的深入交流和研討,能從不同角度加深對相關(guān)科學(xué)和技術(shù)問題的理解。
浙江省光學(xué)學(xué)會(huì)副理事長田維堅(jiān)教授對本次大會(huì)的順利舉辦表示祝賀并致辭。
普渡大學(xué)教授李統(tǒng)藏分享了一種基于光力懸浮的卡文迪許扭秤。該裝置通過光鑷將納米尺度的啞鈴狀顆粒囚禁并懸浮于高真空環(huán)境下,從而實(shí)現(xiàn)達(dá)到量子極限的扭矩測量。相比于之前的世界紀(jì)錄,這種扭秤將力矩的測量靈敏度提高了若干數(shù)量級,未來有望應(yīng)用于量子摩擦、卡西米爾力矩等新奇量子現(xiàn)象的觀測及研究。同時(shí)李統(tǒng)藏教授團(tuán)隊(duì)于2018年在實(shí)驗(yàn)中成功利用這種啞鈴顆粒實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)速高達(dá)每秒11億轉(zhuǎn)的超高速轉(zhuǎn)子,當(dāng)時(shí)創(chuàng)造了轉(zhuǎn)速的世界紀(jì)錄,并在2019年進(jìn)一步把轉(zhuǎn)速紀(jì)錄提高到每秒50億轉(zhuǎn)。在最新研究中,他們利用超透鏡技術(shù)實(shí)現(xiàn)了片上的光懸浮,向?qū)嵱没恼婵展忤嚰夹g(shù)邁進(jìn)重要一步。
瞄準(zhǔn)光懸浮高速轉(zhuǎn)子這一擁有巨大技術(shù)應(yīng)用潛力的前沿領(lǐng)域,國家杰出青年基金獲得者、山西大學(xué)的張靖教授及其團(tuán)隊(duì)也取得了重要進(jìn)展。張靖教授介紹道,其團(tuán)隊(duì)通過對光路結(jié)構(gòu)進(jìn)行巧妙設(shè)計(jì),大大減少了散射力及光泳力對微粒擾動(dòng)的影響,在無需冷卻的情況下,即可成功實(shí)現(xiàn)微粒的高真空俘獲懸浮,并測得43億轉(zhuǎn)每秒的轉(zhuǎn)速。通過對微粒施加反饋冷卻方案,他們進(jìn)一步獲得了轉(zhuǎn)速高達(dá)每秒60億轉(zhuǎn)的納米轉(zhuǎn)子,再次將世界記錄提高了20%。
之江實(shí)驗(yàn)室高級工程師高曉文在會(huì)上匯報(bào)了團(tuán)隊(duì)基于光動(dòng)量效應(yīng)的極弱力傳感進(jìn)展。他介紹了基于懸浮光力體系的極弱力測量裝置的高精度原理優(yōu)勢。量子傳感極弱力團(tuán)隊(duì)成立兩年以來,在真空光阱捕獲、穩(wěn)定懸浮,質(zhì)心運(yùn)動(dòng)冷卻,電場力位移標(biāo)定,片上系統(tǒng)集成等技術(shù)領(lǐng)域取得了不少進(jìn)展。目前,團(tuán)隊(duì)研制的極弱力探測裝置實(shí)現(xiàn)了直徑158nm微球質(zhì)心運(yùn)動(dòng)等效溫度冷卻至15mK,力檢測靈敏度4.4×10-20N/Hz1/2的指標(biāo)。
浙江大學(xué)李楠老師在會(huì)上匯報(bào)了團(tuán)隊(duì)在基于真空雙光束光阱的精密傳感方面的研究進(jìn)展。真空中懸浮的傳感單元是理想的精密傳感平臺(tái),面向?qū)嵱没枨?,團(tuán)隊(duì)采用雙光束結(jié)構(gòu),突破雙光束高精度對準(zhǔn)、位移探測三軸解耦、多維主動(dòng)反饋冷卻等關(guān)鍵技術(shù),將25微米直徑的傳感單元穩(wěn)定懸浮在10-7mbar高真空環(huán)境,質(zhì)心運(yùn)動(dòng)等效溫度低于1mK,傳感單元位移探測靈敏度達(dá)0.1pm/Hz1/2,相關(guān)指標(biāo)均達(dá)到國際先進(jìn)水平,為實(shí)用化真空光阱精密傳感裝置的研制奠定了基礎(chǔ)。
此外,來自國內(nèi)外的二十余位專家學(xué)者圍繞小型化激光光鑷、引力波探測、全息光鑷、空芯光纖光鑷測控技術(shù)等方向,從前沿理論、產(chǎn)業(yè)落地等多個(gè)維度進(jìn)行了分享與探討。會(huì)議首次開展了海報(bào)交流與征文環(huán)節(jié),并頒發(fā)了本屆大會(huì)優(yōu)秀論文(報(bào)告)獎(jiǎng)。來自中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、北京理工大學(xué)、國防科技大學(xué)等學(xué)校的6名學(xué)生獲獎(jiǎng),本次研討會(huì)圓滿結(jié)束。
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