200公里單光子三維成像

中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉、徐飛虎等實(shí)現(xiàn)超過(guò)200公里的遠(yuǎn)距離單光子三維成像，將成像距離從10公里突破到百公里量級(jí)，在遠(yuǎn)距離目標(biāo)識(shí)別、對(duì)地觀測(cè)等領(lǐng)域開(kāi)辟了新應(yīng)用。相關(guān)成果發(fā)表于Optica。如何實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離單光子成像雷達(dá)是該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。研究團(tuán)隊(duì)搭建了全新的單光子雷達(dá)系統(tǒng)，并對(duì)整套光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行光學(xué)鍍膜（系統(tǒng)透過(guò)率提高2倍）等?；诖藛喂庾永走_(dá)系統(tǒng)，研究人員于2020年1月在新疆的高山上對(duì)百公里外的多個(gè)目標(biāo)進(jìn)行三維成像，并測(cè)試了單光子計(jì)算成像算法，結(jié)果顯示該系統(tǒng)可以在200公里范圍內(nèi)進(jìn)行精確的三維成像，成像靈敏度達(dá)到單像素單光子。

201.5km成像結(jié)果：（a）可見(jiàn)光相機(jī)圖；（b）算法重構(gòu)結(jié)果圖；（c）重構(gòu)結(jié)果立體視圖。（圖片來(lái)源于中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)網(wǎng)站）

單光子成像實(shí)驗(yàn)裝置圖：(a)201.5km外目標(biāo)的可見(jiàn)光相機(jī)圖；(b)光學(xué)系統(tǒng)示意圖；(c)實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)物；(d)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地圖。（圖片來(lái)源于中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)網(wǎng)站）

拓?fù)涔庾訉W(xué)研究進(jìn)展

南開(kāi)大學(xué)物理科學(xué)學(xué)院、泰達(dá)應(yīng)用物理研究院陳志剛、許京軍等與國(guó)際同行建立了一個(gè)非線性非厄米拓?fù)涔庾訉W(xué)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了利用非線性在光學(xué)體系對(duì)宇稱時(shí)間對(duì)稱性和非厄米拓?fù)鋺B(tài)的調(diào)控。相關(guān)成果發(fā)表于Science。研究人員利用自主研發(fā)的連續(xù)激光直寫(xiě)技術(shù)，在非線性晶體中制備了非厄米拓?fù)涔庾泳Ц?，?shí)現(xiàn)了非線性對(duì)宇稱時(shí)間對(duì)稱性與非厄米拓?fù)鋺B(tài)的調(diào)控，理論上揭示了非線性效應(yīng)對(duì)非厄米體系中奇異點(diǎn)的影響，以及拓?fù)鋺B(tài)接近奇異點(diǎn)時(shí)敏感性和魯棒性的拮抗效應(yīng)。結(jié)果預(yù)示，局部非線性效應(yīng)可以影響和改變系統(tǒng)的整體PT對(duì)稱性，可以引起拓?fù)鋺B(tài)的產(chǎn)生和消失，以及對(duì)非厄米奇異點(diǎn)的動(dòng)態(tài)調(diào)控。

基于軸向單分子定位成像研制新型干涉定位顯微鏡

中國(guó)科學(xué)院生物物理研究所徐濤院士課題組與紀(jì)偉課題組提出了一種軸向單分子定位成像新技術(shù)，并據(jù)此研制出新型干涉定位顯微鏡（ROSE-Z），把單分子定位成像的軸向分辨率提升到了納米尺度。相關(guān)成果發(fā)表于Nature Methods。ROSE-Z顯微鏡成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)細(xì)胞內(nèi)微管直徑約40～50nm中空結(jié)構(gòu)的解析。這種三維解析能力是現(xiàn)有柱面鏡成像方法所無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。同時(shí)團(tuán)隊(duì)在ROSE-Z顯微鏡的基礎(chǔ)上擴(kuò)展了多色成像，以及厚樣品成像功能，對(duì)細(xì)胞樣品進(jìn)行了納米精度三維雙色成像，并驗(yàn)證了細(xì)胞厚樣品成像能力。這些結(jié)果證明該方法在具備優(yōu)異的軸向分辨率的同時(shí)，也具備很高的可擴(kuò)展性及操作便捷性。

可重構(gòu)矩形光學(xué)濾波器研究

中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所空間信息傳輸與探測(cè)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)康等基于高精度光柵局域溫度控制技術(shù)，成功實(shí)現(xiàn)濾波帶寬、中心波長(zhǎng)可調(diào)的矩形光學(xué)濾波器研制。相關(guān)成果發(fā)表于Optics Express。隨著微波光子信道化領(lǐng)域的迅速發(fā)展，高性能光學(xué)濾波器廣泛應(yīng)用于載波激光的精細(xì)化信道選擇，其中濾波器的性能直接決定了系統(tǒng)的信噪比和最大通信容量。通過(guò)高精度光柵局域溫度的控制和調(diào)諧，實(shí)現(xiàn)光纖光柵柵區(qū)局域相移的精細(xì)調(diào)控，最終基于多相移光纖光柵矩形濾波響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了窄帶寬矩形光學(xué)濾波器的研制；并通過(guò)局域相移位置和相移位置的精細(xì)調(diào)諧，實(shí)現(xiàn)了濾波器帶寬70MHz-1050MHz、中心波長(zhǎng)22GHz范圍的調(diào)諧。

植物可穿戴莖流傳感器

浙江大學(xué)生物系統(tǒng)工程與食品科學(xué)學(xué)院IBE團(tuán)隊(duì)劉湘江、應(yīng)義斌，信息與電子工程學(xué)院汪小知和農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院胡仲遠(yuǎn)，為植物聯(lián)合發(fā)明一款穿戴式“電子皮膚”。相關(guān)成果發(fā)表于Advanced Science。這種植物可穿戴莖流傳感器，通過(guò)將柔性穿戴電子技術(shù)應(yīng)用到植物體表，成功在自然生長(zhǎng)狀態(tài)下，持續(xù)監(jiān)測(cè)草本植物體內(nèi)水分的動(dòng)態(tài)傳輸和分配過(guò)程?？蒲腥藛T在西瓜莖稈上幾個(gè)關(guān)鍵位點(diǎn)部署了莖流傳感器，長(zhǎng)期無(wú)損地觀察了水分在西瓜葉片、果實(shí)、莖稈等不同器官上的動(dòng)態(tài)分配情況。通過(guò)對(duì)莖流數(shù)據(jù)的分析，研究團(tuán)隊(duì)首次發(fā)現(xiàn)了西瓜果實(shí)生長(zhǎng)與光合作用不同步的現(xiàn)象。

成熟期西瓜晝夜莖流變化和水分分配規(guī)律（圖片來(lái)源于浙江大學(xué)求是新聞網(wǎng)）

植物可穿戴莖流傳感器（圖片來(lái)源于浙江大學(xué)求是新聞網(wǎng)）

微納電子高端芯片研究進(jìn)展

北京大學(xué)黃如院士-葉樂(lè)副教授課題組與浙江省北大信息技術(shù)高等研究院、浙江大學(xué)、上海芯翼信息科技有限公司合作，研發(fā)了一款基于異步脈沖特征提取和卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的148nW通用事件驅(qū)動(dòng)AIoT智能喚醒芯片。相關(guān)成果發(fā)表于國(guó)際固態(tài)電路峰會(huì)ISSCC。面向智能物聯(lián)網(wǎng)（AIoT）對(duì)低功耗喚醒芯片的迫切需求，研究人員研制了一顆國(guó)際上功耗最低的通用型AIoT喚醒芯片，長(zhǎng)時(shí)待命（on-call waiting for events）功耗僅148nW，可供5mm紐扣電池（2mAh）使用5年，芯片演示應(yīng)用結(jié)果顯示，語(yǔ)音關(guān)鍵詞識(shí)別率達(dá)94%、異常心電圖識(shí)別率達(dá)99%。

摩擦納米發(fā)電理論研究進(jìn)展

上海交通大學(xué)電子信息與電氣工程學(xué)院微納電子學(xué)系楊卓青研究員團(tuán)隊(duì)與中國(guó)科學(xué)院北京納米能源與系統(tǒng)研究所王中林院士團(tuán)隊(duì)合作，把摩擦納米發(fā)電理論延伸到有磁性的材料中。相關(guān)成果發(fā)表于Advanced Energy Materials。研究表明，除了極化效應(yīng)，磁化效應(yīng)也可以對(duì)摩擦納米發(fā)電機(jī)的輸出產(chǎn)生重要影響，這是從摩擦納米發(fā)電機(jī)誕生以來(lái)，首次發(fā)現(xiàn)磁效應(yīng)對(duì)其輸出特性的貢獻(xiàn)。論文還在實(shí)驗(yàn)上研制了基于鐵磁介質(zhì)的單電極TENG，表明基于鐵磁電極TENG的電學(xué)輸出要明顯高于基于非鐵磁電極TENG。研究結(jié)果表明TENG的輸出行為與外部磁場(chǎng)環(huán)境密切相關(guān)，從而進(jìn)一步驗(yàn)證了所提出的TENG相關(guān)理論分析。

原位電鏡技術(shù)成像發(fā)現(xiàn)NaCl成核結(jié)晶的非經(jīng)典路徑

中國(guó)科學(xué)院物理研究所王立芬、白雪冬，劍橋大學(xué)Stephen Cox，北京大學(xué)劉磊等合作，揭示了襯底的范德瓦爾斯外延作用作為一種非經(jīng)典成核結(jié)晶動(dòng)力學(xué)調(diào)控因素已經(jīng)拓寬到鹽類結(jié)晶，并為形貌調(diào)控、發(fā)現(xiàn)新型暫穩(wěn)相、非穩(wěn)相等提供了新的思路。相關(guān)成果發(fā)表于Physical Review Letters?；谠浑婄R石墨烯液相反應(yīng)池技術(shù)，結(jié)合第一性原理計(jì)算和分子動(dòng)力學(xué)模擬，原位觀察到NaCl在石墨烯納米微腔中有別于傳統(tǒng)認(rèn)知的微觀成核結(jié)晶路徑。在透射電鏡中原位觀察NaCl成核結(jié)晶的原子過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，有別于以往常見(jiàn)的立方晶粒，六角形貌的NaCl晶粒在石墨烯囊泡中結(jié)晶存在“經(jīng)典”的一步成核和“非經(jīng)典”的兩步成核路徑。