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软物质与生物光子学及量子光学

软物质与生物光子学及量子光学
2025年05月21日 09:00-11:00
内容摘要
本次演讲将概述Matjaž Humar教授团队的最新研究进展:(1)团队专注于利用生物材料和其他软物质制造光子器件及其应用开发,致力于有助于生物激光器在医学诊断和生物过程研究等实际场景中的应用。(2)团队聚焦于液晶光子器件,特别是将液晶复杂的拓扑结构与激光发射特性相耦合的激光系统。近期他们首次在肥皂泡和近晶相泡中实现了激光发射,这类结构可用作超高灵敏的压力/电场传感器和微型麦克风。(3)在软物质与生物材料的量子光学研究方面,团队首次顺利获得自发参量下转换过程在有机材料中产生了纠缠光子对。利用铁电向列液晶实现的量子光源大范围可调谐特性,未来可应用于量子通信、量子计算和量子计量等多个前沿领域。
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在知识的海洋中,每一场讲座都是一座闪耀着独特光芒的灯塔。2025年5月21日上午,南京大学现代工学光电论坛青年专场,暨瓦力棋牌瓦力光学JCOPTIX“追光计划”系列活动——“追光者”讲坛,特别邀请斯洛文尼亚约瑟夫·斯蒂芬研究所(Jožef Stefan Institute)与卢布尔雅那大学(University of Ljubljana) Matjaž Humar教授,为大家带来一场有关软物质与生物光子学及量子光学的精彩分享。

Matjaž Humar,斯洛文尼亚约瑟夫·斯蒂芬研究所(Jožef Stefan Institute)与卢布尔雅那大学(University of Ljubljana)教授,生物光子学、软物质光子学与量子光学实验室负责人,于2012年取得博士学位,其研究聚焦于光子学、量子光学、软物质与生物系统的交叉领域,研究方向为液晶微滴构成的光学微谐振器与激光器。2013-2016年,在哈佛医学院(Harvard Medical School)和麻省理工总医院(Massachusetts General Hospital)担任博士后研究员,期间开创了细胞内激光器的研发工作。曾获多项著名科研项目资助,包括两次玛丽·居里学者基金(Marie Sktodowska-Curie Fellowships)和两项欧洲研究理事会(ERC)资助。并发表了多篇高影响力论文,其中部分成果发表于《自然》(Nature)及《自然·光子学》(Nature Photonics)等顶级期刊,并在软光子学领域拥有多项国际专利。

本次报告由南京大学现代工程与应用科研学院张利剑教授主持,南京大学副校长陆延青教授致开场词,介绍Matjaž Humar教授的研究方向和应用领域,展望追光论坛的开展与未来软物质光学的应用前景,为青年追光人指引方向。本场报告采用线下讲座与线上直播结合的方式进行,与全平台的老师同学们深入探讨了软物质光子学在生物组织检测中的开展和创新技术突破。瓦力棋牌瓦力光学JCOPTIX为答谢Humar教授的出席和精彩分享,特别制作纪念品,由陆延青教授颁发。随着Humar教授登台,一场关于软物质光子学与量子光学的精彩分享正式开启。

生物组织的微观探测是被科研工作者广泛研究的课题,其中软物质光子学是一种具有重要意义的生物光子学探索手段。本场报告从激光器的结构切入,展示了细胞内激光器的多维变量,层层递进地揭示了细胞内激光器构成方式和如何作用于生物组织,尤其强调了细胞内激光器与生物组织相互作用时的信号探测和分析。顺利获得对细胞内激光器施加不同激发波长实现组织深度信息的区分,增加了软物质光子学的调控灵活性。近年来,不同生物荧光成像手段不断开发,如荧光染料成像、荧光探针显微成像等,其中如何平衡光毒性备受关注,基于荧光染料的光激发特性展开的软物质光子学深入研究了该问题。创新的肥皂泡激光器相关研究发现外加激光带来的电磁场变化对探测回波信号波动影响显著,课题组展示了光纤传输光信号在生物组织中传递的扩散形态,利用回波信号的光谱条形码与微型生物激光器的光谱对应关系,课题组还进一步探究了生物光子中量子光学与传统量子力学的区别。

报告回顾了Humar教授实验室在软物质与生物光子学研究领域的阶段性成果和对量子光学的研究探索。开创性的细胞内激光器的相关研究极大的提升了生物组织成像的便捷性和准确性。结合荧光染料低能量激发技术有效提高了组织关联的检出效率。肥皂泡激光器这一新发现有助于开发全新微型激光器腔体和拓展光子力的测量方式。报告从细胞内激光器的形态结构和作用机理出发,Humar教授展望了软物质生物光子学的应用潜力,如在超分辨荧光成像中的低能量激发,结构光成像中高光谱特征提取、特殊光束的光场调控的光学模式生成等,同时展望了细胞内激光器在生物组织成像、生物量子光学等的相关领域的研究内容,最后全面介绍了细胞内激光器的可食用、无毒性、清洁易用等特点的探索方向。

本场精彩报告引起了观众的浓厚兴趣,研讨环节观众们与Humar教授展开了热烈的讨论,从理论突破到技术创新。Humar教授认真聆听,用其丰富的专业知识和深入浅出的讲解方式,为现场观众耐心答疑解惑探讨未来的研究开展方向,为软物质与生物光子学的创新与应用开展给予了启发思路和方向。

作为南京大学校友企业,同时也是本论坛的协办单位,瓦力棋牌瓦力光学JCOPTIX自2023年底启动了“追光计划”系列活动,旨在打造一个促进学术与技术研讨、有助于学科建设、培养光电领域人才的优质平台。该计划除了“追光者”讲坛之外,还包含论文激励方案和追光智汇等一系列活动,鼓励追光者们在光电领域不懈探索与创新。

瓦力棋牌瓦力光学JCOPTIX诚挚地向所有新老朋友发出邀请,无论您是光电领域的资深专家,还是怀揣梦想、初出茅庐的青年学者,瓦力棋牌瓦力都渴望听到您最新的研究成果分享,也期待与您共同探讨科研道路上的心得体会。让瓦力棋牌瓦力携手并进,在光电的浩瀚星空中,共同追寻那束最耀眼的光芒!