北理工高春清教授、付時堯副研究員出版《渦旋光束》學術專著
發(fā)布日期：2020-01-03 供稿：光電學院
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日前，在國家科學技術學術著作出版基金資助下，清華大學出版社出版了北京理工大學光電學院高春清教授、付時堯特別副研究員的學術專著《渦旋光束》，該學術專著是列入“十三五”國家重點圖書出版規(guī)劃項目的學術專著，是變革性光科學與技術叢書中的一本。該書是系統(tǒng)介紹渦旋光束及其關鍵技術這一光學前沿研究領域的學術著作，凝練了該課題組近年來在渦旋光束研究方向上取得的主要研究成果，同時也涵蓋了國內(nèi)外相關主要研究工作。
渦旋光束及其應用是近年來國內(nèi)外研究的熱點之一。渦旋光束一般指相位渦旋光束，其波前為螺旋形，光束中心存在相位奇點，因此渦旋光束的中心光強為零，光強分布為環(huán)形，常見的相位渦旋光束是拉蓋爾-高斯光束。由于渦旋光束攜帶有軌道角動量（OAM），因此其也被稱為OAM光束。近年來人們又生成了具有渦旋偏振態(tài)分布的光束如矢量光束，以及同時具有渦旋相位和渦旋偏振的新型結(jié)構(gòu)光束等。渦旋光束在許多領域都有十分重要的應用。人們利用渦旋光束研制了光鑷和光學扳手，可實現(xiàn)對微粒的無接觸捕獲和旋轉(zhuǎn)，在生物醫(yī)學領域已有廣泛應用。利用渦旋光束的旋轉(zhuǎn)多普勒效應也可直接測量旋轉(zhuǎn)體的角速度的研究成果，在測量領域具有重要的應用前景。近年來渦旋光束在光通信領域的應用更是成為國內(nèi)外的研究熱點之一，在光通信應用中，渦旋光束的軌道角動量可以作為一種新的編碼方式實現(xiàn)信息的編碼，它可像波分復用、時分復用、偏振復用一樣，實現(xiàn)模分復用，擴展光通信的信道容量。另外還可將模分復用技術與波分復用、偏振復用等其它復用方式結(jié)合，有效提高光通信系統(tǒng)的信道容量和頻譜效率。
渦旋光束的理論、生成、檢測和應用的研究是近年來國內(nèi)外光學領域的熱點。美國、英國、德國、澳大利亞等國的多個著名大學和研究機構(gòu)都開展了廣泛的研究工作，我國也有很多課題組開展了相關的研究并取得了重要的進展。高春清教授課題組自1999年開始對渦旋光束及其應用開展研究，在渦旋光束的生成技術、軌道角動量態(tài)的檢測技術和渦旋光束畸變的自適應光學校正技術等方面開展了研究工作?！稖u旋光束》這本書是在綜合了該課題組近年來在渦旋光束研究中取得的成果，以及國內(nèi)外其他單位在渦旋光束的生成、檢測和應用研究成果的基礎上完成的。主要介紹了包括標量渦旋光束、矢量渦旋光束、完美渦旋光束在內(nèi)的多種渦旋光束的理論基礎、生成技術、測量技術、畸變補償技術與應用技術等。
高春清教授、付時堯特別副研究員有關渦旋光束的研究工作受到了國家自然科學基金重點項目、國家973計劃課題、國家自然科學基金青年基金、博士后創(chuàng)新人才支持計劃、中國博士后科學基金等項目的資助。
附作者簡介：
高春清，北京理工大學教授，博士生導師。北京理工大學獲學士、碩士學位，德國柏林工業(yè)大學獲博士學位。主要從事新型激光器件與技術、光場調(diào)控技術等研究工作。主持國家自然科學基金重大科研儀器項目、重點項目、科技部重點研發(fā)課題等科研項目30余項，發(fā)表學術論文200余篇，其中SCI檢索百余篇，獲得發(fā)明專利授權(quán)20余項。多次受邀擔任國際國內(nèi)光電子領域?qū)W術會議中的專題主席。擔任中國光學學會第六、七屆理事，中國電子學會光電子與量子電子學分會副主任委員，中國光學學會光電專委會常委、激光專委會/基礎光學專委會委員，中國儀器儀表學會光機電技術與系統(tǒng)集成分會常務理事等，是《先進激光技術》叢書編委及多種學術刊物編委等，是國家技術發(fā)明獎、國家自然科學基金重點項目/面上項目、科技部重點項目等的會評專家，是中國電子學會優(yōu)秀博士論文和優(yōu)秀碩士論文的指導教師。
付時堯，北京理工大學特別副研究員。在北京理工大學獲工學學士、博士學位。主要研究方向包括激光光場調(diào)控技術、新型結(jié)構(gòu)光場及其應用技術、新型全固態(tài)激光器等。主持國家自然科學基金青年基金項目、博士后創(chuàng)新人才支持計劃項目等多項科研項目，發(fā)表SCI收錄的學術論文40余篇，獲授權(quán)發(fā)明專利7項，多次受邀參加國內(nèi)外學術會議并做邀請報告。曾獲中國電子學會優(yōu)秀博士論文、中國光學學會王大珩光學獎、工業(yè)和信息化部工信創(chuàng)新特等獎等，入選第九批首都市民學習之星?，F(xiàn)為中國光學學會高級會員，美國光學學會會員，北京光學學會委員，擔任Nature Communications、Optica、ACS Photonics、Photonics Research、Optics Letters等多個頂級學術期刊審稿人。
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