“准90后”回国4年后，带领长春光机所首次在Nature发文

5月29日，国家自然科学基金委官网发布消息介绍，我国学者与海外合作者在高维度光场信息探测领域取得新进展。

消息介绍，在国家自然科学基金项目（批准号：62134009、62121005、62305328）等资助下，中国科学院长春光学精密机械与物理研究所李炜研究员、靳淳淇助理研究员及合作者在高维度光场信息探测领域取得新进展，在国际上首次利用单个器件通过单次测量，对宽带光谱范围内具有任意变化的偏振和强度的高维光场进行了全面表征，实现高维度光场信息探测。相关成果以“色散辅助的高维度光电探测器（Dispersion-assisted High-dimensional Photodetector）”为题，于2024年5月15日发表在《自然》（Nature）杂志上。

光场包含强度、偏振、频率、相位等多个维度的信息，同时探测光的强度、偏振和光谱信息至关重要。传统的光电探测器仅限于测量光强度，现有的偏振和光谱探测器通常通过在时间或空间上集成多个偏振或波长敏感元件来增强探测能力。此外，目前的偏振和光谱探测器通常仅能测量固定波长下的强度和偏振或者均匀偏振下的强度和波长信息。在自然界的很多场景中，光场可能携带高维度信息：即在宽光谱范围内携带任意变化的偏振和强度信息，然而现有探测器难以实现对这种信息的探测。

图1．所提出的高维度光场探测方法的工作原理示意图 本文图均为 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 图

研究团队提出利用光学界面的空间色散和频率色散在波矢空间调控偏振和光谱响应的创新思想，配合深度学习方法解码偏振和光谱信息，利用单个器件通过单次测量实现了高维度光场信息的探测（图）。在最新的研究成果中，研究团队在理论和实验上验证了所提出的光电探测器具有高维度光场信息的探测能力且其偏振探测精度及光谱分辨能力与现有先进单一功能的小型偏振仪或光谱仪相当。此外，通过简单地将薄膜与微透镜阵列和成像传感器阵列进行“三明治”式的组合，还能够实现无需对准、单次测量的超集成高维光场成像仪。这一成果为超紧凑、高维度的信息探测和成像探测提供了一条新途径。

图2．高维光场探测及成像的实验验证。a－c．双色双偏振激光场的高维度探测，d－f．宽带光照射金表面所产生的反射光场的高维度探测，g．高维光场成像仪的结构示意图及照片，h．人造目标的偏振和波长成像探测，i．双色双偏振合成光场的高维度成像探测

中科院前沿科学与基础研究所官网介绍称，该工作由长春光机所和新加坡国立大学合作完成。长春光机所为第一完成单位。

值得注意的是，上述文章是长春光机所首次以第一完成单位在Nature发表论文，实现了零的突破。

长春光机所官网5月15日介绍，5月15日，国际权威学术期刊《自然》（Nature）以“Dispersion－assisted　High－dimensional　Photodetector”为题刊发了中国科学院长春光机所在高维光场探测领域取得的突破性科研进展。这是长春光机所首次以第一完成单位在Nature发表论文，实现了零的突破。这也是长春光机所在第十个“国际光日”（International　Day　of　Light）这个有纪念意义的日子，以高水平科研成果为光学事业的发展献礼。

中国科学院长春光机所博士生范延东、黄伟安和朱菲为论文的共同第一作者，中国科学院长春光机所李炜研究员，靳淳淇助理研究员和新加坡国立大学仇成伟教授为共同通讯作者。李炜，研究员，博士生导师，国家海外高层次人才，2020年底回国入职长春光机所，致力于光子学前沿研究并推进其在辐射热控和多维光信息感知方面的应用。

中国科学院长春光学精密机械与物理研究所（简称“长春光机所”）始建于1952年，由长春光机所与长春物理所于1999年整合而成，是新中国在光学领域建立的第一个研究所。  

建所70年来，长春光机所在以王大珩院士、徐叙瑢院士等为代表的一批科学家的带领下，研制出中国第一台红宝石激光器、第一台大型电影经纬仪等多种先进仪器设备，创造了十几项“中国第一”；组建、援建了10余家科研机构、大专院校和企业单位，并为其输送了2700多名各类专业人才；有28位在本所学习或者工作过的优秀科学家当选为两院院士，并涌现出“知识分子的优秀代表”蒋筑英等众多英模人物；先后参加了“两弹一星”“载人航天工程”等多项国家重大工程项目，为我国国防建设、经济发展和社会进步做出了突出贡献。 

人民政协网今年2月曾刊文《向“新”而行——吉林省以科技创新引领现代化产业体系建设纪实》介绍：1989年出生的李炜，虽然今年只有35岁，但已是吉林省政协委员、长春光机所光子实验室主任。

他2011年赴美留学，2020年底回到祖国，10年的光阴记载着李炜刻苦钻研的足迹，也累积着李炜的爱国之情、报国之志。回到国内，李炜深切感受到吉林省对科技创新工作和人才的重视：吉林省入选创新型省份建设，实施人才政策2.0、3.0等一系列重要举措。这坚定了他科技报国的信心。

“我是陕西西安人，之所以留在了吉林省，一方面是因为长春光机所是全国最高水平的光学研究机构，另一方面是我也深切地感受到了吉林省对人才的重视。”李炜说。

回国工作以来，他主要从事光子学和热科学交叉创新研究。在科研平台、政策支持、后勤保障等方面，李炜的科研团队得到了吉林省各级部门和长春光机所的大力支持和帮助，良好的科研环境使他的科研工作步入快车道。这几年，李炜在热辐射的光子学特性调控、规模化制备及应用、热力学理论等方面作出了重要创新。他成功申请了国家自然科学基金重点项目，入选国家和中国科学院高层次人才计划、长白山特聘领军人才，获得了麻省理工科技评论亚太区科技创新35人、全球高被引科学家等多项学术荣誉。

李炜实验室培养的学生连续两年获得光学领域最高奖——王大珩光学奖学生奖，并为双一流高校、科研院所和龙头企业等输送了多名毕业生。