2021中國光學領域十大社會影響力事件（Light10） 是中國科技期刊卓越行動計畫領軍期刊《Light: Science & Applications》攜手中國科學報社旗下科學傳播旗艦品牌科學網推出的年度榜單。
入圍名單
2021中國光學領域十大社會影響力事件Light10
說明：排名不分先後，按原報導發布日期排序
1.無人機做光學中繼，在移動量子網路中“穿針引線”
高速行駛的車輛背後隨時有無人機提供安全的量子網路信號。這一幕可能出現在科幻片中的畫面，或在不久的將來變為現實。中國科學院院士祝世寧領銜的南京大學固體微結構物理國家重點實驗室謝臻達、龔彥曉教授課題組在一項實驗中，在兩架相距200米的重約35千克的無人機和地面之間構建了一個小型的量子通信網路，並向地面相距1公里的兩個望遠鏡，分別傳送一個光子，最終測得了高保真度的具有糾纏特性的光子對。顯示出多節點移動量子組網的可行性，標誌著量子網路向實用墊霉宙化邁出關鍵一步。
2.新型柔性X射線成像技術有望突破國外技術限制
自從一百多年前X射線被拘敬婆發現，“X光”就與人們的生活息息相關。從簡單的胸透到複雜的工業無損探傷，X射線成像技術在許多領域發揮著巨大作用。目前，我國高端X射線醫學影像設備及關鍵元器件主要依賴於進口。福州大學教授楊黃浩、陳秋水課題組及其合作者發明了長壽命X射線發光的稀土納米晶閃爍體，提出了高能量X射線光子誘導缺陷產生長餘輝發光的機理，開發了新技術原理的柔性X射線發光成像器件。這一研究打破了傳統X射線平板探測器的固有限制，為製備新一代柔性X射線成像設備提供了新思路和途徑。該成果標誌著我國在柔性X射線成像技術方面進入國際先進行列，並有望突破國外的技術限制，推進高端X射線影像裝備的國產化。
3.我國在全腦光學高清成像領域實現新突破
中國科學院院士、海南大學校長、華中科技大學武漢光電國家研究中心主任駱清銘教授團隊基於線照明調製光學層析成像發展了高清螢光顯微光學切片斷層成像技術，將全腦光學成像從高解析度提升到高清晰度的新標準。駱清銘團隊介紹，相關技術不僅極大地提高了全腦光學成像的數據質量，而且對該領域面臨的大數據難題開闢了全新的解決途徑，在數據存儲、傳輸、處理和分析等方面顯著提高了效率，有望在標準化、規模化的腦科學研究中發揮巨大作用。
4.衣服變螢幕！“穿”在身上的顯示器，你曾構想過嗎？
如果把人身上的衣服變成一個電子顯示器，可以產生哪些套用？比如，踏符朵是否有可能在衣服上直接瀏覽資訊、收發信息、實時導航？在極地科考、地質勘探等野外工作場景中，只需在衣物上才潤輕點幾下，即可實時顯示位置信息；語言障礙人群能把顯示器“穿”在身上，作為高效便捷交流和表達的工具。這種天馬行空的想像，可能在不久的將來成為一種駝舟組真實套用場景。復旦大學高分子科學系教授彭慧勝團隊成功將顯示器件的製備與織物編織過程融合，實現了大面積柔性顯示織物和智慧型集成系統的製備。
5.穿上它可降溫近5℃ ，我國科學家研發出可無源製冷的光學超材料織物
華中科技大學陶光明團隊和浙江大學馬耀光團隊聚焦人民生活需求，突破性地研發了一種具有形態分級結構、可大批量製備的光學超材料織物，該織物既能防曬，又可讓人體體表溫度降低近5攝氏度，具有優異的可穿戴性，並與整個紡織行業相兼容，適合大規模推廣製備和產業化套用。
6.我國學者利用通訊光纖網路實現大地震後的快速回響
大地震之後會跟隨大量餘震，往往會對建築物和基礎設施造成二次危害，阻礙了震後救災工作的展開。已有研究表明，一個大於6級的地震發生後，仍有一定的機率（約5%）會跟隨一個更大的地震，從而導致更嚴重的災害。因此，對餘震序列的密切監測對於跟蹤後續地震災害、提高對餘震規律認識至關重要。雖然已有傳統區域和全球永久地震台網在大地震監測中取得了很大的成功，但它們的空間覆蓋不足以提供高解析度的餘震監測，而現有傳統地震儀在觀測密度、回響速度、實時傳輸無法兼顧，在震後快速回響上具有較大的局限戀臘台翻。如何在震後快速布設密集的地震觀測網，是震後監測和救災的核心難題之一。中國科學技術大學李澤峰特任研究員與合作者一道，利用分散式光纖陣列（簡稱DAS）與其他傳統的地震監測技術相結合，極大地提高大地震後快速回響系統的能力，為後續大震後救災提供重要的技術支持。
7.像數星星汽敬少拒一樣觀察分子：新型化學顯微鏡在浙江大學問世
化學創造著千變萬化的物質世界，在這其中每一個單分子起到基本的作用。傳統化學和生物學研究大量分子參與的反應和變化。著名物理學家埃爾溫·薛丁格曾評論過：“我們從來沒有用一個單電子、單原子或單分子做過實驗。我們假設我們可以在思想實驗中實現，但是這會導致非常可笑的後果。”觀察、操縱和測量最為微觀的單分子化學反應是科學家面臨的一個長久科學挑戰。針對這一挑戰，浙江大學化學系馮建東研究員致力於發展跨學科的單分子測量方法和儀器，實現多維度的溶液體系單分子物理和化學過程觀測、新現象研究和套用建立。其團隊發明了一種可以直接對溶液中單分子化學反應進行成像的顯微鏡技術，並實現了超高時空分辨成像。該技術在化學成像和生物成像領域具有重要的套用價值，允許看到更清晰的微觀結構和細胞圖像。
8.科學家首次實現六維光信息復用技術
國際數據中心的報告顯示，到2025年，人類社會數據總量將達到175ZB。作為信息的重要載體之一，光的波長、偏振、振幅等物理維度能夠建立正交的數據通道，利用光的物理維度復用可提高光信息技術的容量和安全性。隨著光信息技術的發展，數據的編碼幾乎耗盡了現有的相關物理維度，光信息復用的容量正迅速接近極限。自20世紀初科學家認識到光子攜帶軌道角動量（OAM）可作為光子復用的新維度以來，利用相位渦旋光場開發光子OAM的復用技術方興未艾。然而，微納尺度下光子OAM的操控和復用與巨觀尺度對應的自由空間及光纖截然不同，發現深亞波長尺度下OAM光場與物質相互作用的新機制和復用新技術，成為發展下一代光子器件亟待解決的關鍵科學難題。來自暨南大學、上海理工大學等機構的聯合團隊以光為載體實現了大容量信息復用技術，有望為下一代高密度光存儲技術提供新思路。該研究為開發光的OAM維度以控制光與物質的相互作用開闢了新途徑，其機制也可套用至其他相關光學系統。
9.計算顯微成像算法：活細胞60納米和564赫茲螢光超解析度成像
北京大學陳良怡研究組聯合哈爾濱工業大學李浩宇研究組在光學超分辨顯微成像技術領域取得突破性進展。發明基於新原理的計算螢光超解析度成像。提出“螢光圖像解析度提高等價於圖像的相對稀疏性增加”，結合信號空時連續性的通用先驗知識，發明兩步疊代的稀疏解卷積算法，突破現有螢光顯微鏡的光學硬體限制，首次實現通用計算超分辨螢光成像。與超快結構光超分辨顯微鏡結合，實現活細胞成像中解析度最高（60nm）、速度最快（564Hz）、成像時間最長（＞1小時），揭示核孔和胰島素囊泡早期融合孔道的新動態變化。與其他螢光顯微鏡結合，如膨脹、點掃描、轉盤共聚焦、受激輻射損耗以及微型化雙光子顯微鏡等，稀疏解卷積可以穩定提升它們兩倍解析度，幫助生物醫學研究者更好分辨細胞中的精細動態結構。與獲得2014年諾貝爾化學獎的螢光超分辨顯微技術不同，本工作首次從計算的角度提出突破光學衍射極限的方法，實現通用的計算螢光超解析度成像。一方面為推進顯微鏡解析度極限開闢新道路，另一方面也將幫助廣泛的生物醫學研究者看得更清楚。
10.我國首台100千瓦超高功率工業光纖雷射器正式啟用
從立項到研製成功到交付使用，國內首台100千瓦工業光纖雷射器僅用了短短6個月的時間。該雷射器啟用儀式在南華大學舉行。作為國內目前最大功率的工業光纖雷射器，也是全球第二大功率的工業雷射器，其將在先進制造、航空航天、醫療設備等方面發揮巨大作用，尤其是在放射環境下核設施的退役拆除、核污染器件的表面去污等方面得到更廣泛套用。
華中科技大學陶光明團隊和浙江大學馬耀光團隊聚焦人民生活需求，突破性地研發了一種具有形態分級結構、可大批量製備的光學超材料織物，該織物既能防曬，又可讓人體體表溫度降低近5攝氏度，具有優異的可穿戴性，並與整個紡織行業相兼容，適合大規模推廣製備和產業化套用。
6.我國學者利用通訊光纖網路實現大地震後的快速回響
大地震之後會跟隨大量餘震，往往會對建築物和基礎設施造成二次危害，阻礙了震後救災工作的展開。已有研究表明，一個大於6級的地震發生後，仍有一定的機率（約5%）會跟隨一個更大的地震，從而導致更嚴重的災害。因此，對餘震序列的密切監測對於跟蹤後續地震災害、提高對餘震規律認識至關重要。雖然已有傳統區域和全球永久地震台網在大地震監測中取得了很大的成功，但它們的空間覆蓋不足以提供高解析度的餘震監測，而現有傳統地震儀在觀測密度、回響速度、實時傳輸無法兼顧，在震後快速回響上具有較大的局限。如何在震後快速布設密集的地震觀測網，是震後監測和救災的核心難題之一。中國科學技術大學李澤峰特任研究員與合作者一道，利用分散式光纖陣列（簡稱DAS）與其他傳統的地震監測技術相結合，極大地提高大地震後快速回響系統的能力，為後續大震後救災提供重要的技術支持。
7.像數星星一樣觀察分子：新型化學顯微鏡在浙江大學問世
化學創造著千變萬化的物質世界，在這其中每一個單分子起到基本的作用。傳統化學和生物學研究大量分子參與的反應和變化。著名物理學家埃爾溫·薛丁格曾評論過：“我們從來沒有用一個單電子、單原子或單分子做過實驗。我們假設我們可以在思想實驗中實現，但是這會導致非常可笑的後果。”觀察、操縱和測量最為微觀的單分子化學反應是科學家面臨的一個長久科學挑戰。針對這一挑戰，浙江大學化學系馮建東研究員致力於發展跨學科的單分子測量方法和儀器，實現多維度的溶液體系單分子物理和化學過程觀測、新現象研究和套用建立。其團隊發明了一種可以直接對溶液中單分子化學反應進行成像的顯微鏡技術，並實現了超高時空分辨成像。該技術在化學成像和生物成像領域具有重要的套用價值，允許看到更清晰的微觀結構和細胞圖像。
8.科學家首次實現六維光信息復用技術
國際數據中心的報告顯示，到2025年，人類社會數據總量將達到175ZB。作為信息的重要載體之一，光的波長、偏振、振幅等物理維度能夠建立正交的數據通道，利用光的物理維度復用可提高光信息技術的容量和安全性。隨著光信息技術的發展，數據的編碼幾乎耗盡了現有的相關物理維度，光信息復用的容量正迅速接近極限。自20世紀初科學家認識到光子攜帶軌道角動量（OAM）可作為光子復用的新維度以來，利用相位渦旋光場開發光子OAM的復用技術方興未艾。然而，微納尺度下光子OAM的操控和復用與巨觀尺度對應的自由空間及光纖截然不同，發現深亞波長尺度下OAM光場與物質相互作用的新機制和復用新技術，成為發展下一代光子器件亟待解決的關鍵科學難題。來自暨南大學、上海理工大學等機構的聯合團隊以光為載體實現了大容量信息復用技術，有望為下一代高密度光存儲技術提供新思路。該研究為開發光的OAM維度以控制光與物質的相互作用開闢了新途徑，其機制也可套用至其他相關光學系統。
9.計算顯微成像算法：活細胞60納米和564赫茲螢光超解析度成像
北京大學陳良怡研究組聯合哈爾濱工業大學李浩宇研究組在光學超分辨顯微成像技術領域取得突破性進展。發明基於新原理的計算螢光超解析度成像。提出“螢光圖像解析度提高等價於圖像的相對稀疏性增加”，結合信號空時連續性的通用先驗知識，發明兩步疊代的稀疏解卷積算法，突破現有螢光顯微鏡的光學硬體限制，首次實現通用計算超分辨螢光成像。與超快結構光超分辨顯微鏡結合，實現活細胞成像中解析度最高（60nm）、速度最快（564Hz）、成像時間最長（＞1小時），揭示核孔和胰島素囊泡早期融合孔道的新動態變化。與其他螢光顯微鏡結合，如膨脹、點掃描、轉盤共聚焦、受激輻射損耗以及微型化雙光子顯微鏡等，稀疏解卷積可以穩定提升它們兩倍解析度，幫助生物醫學研究者更好分辨細胞中的精細動態結構。與獲得2014年諾貝爾化學獎的螢光超分辨顯微技術不同，本工作首次從計算的角度提出突破光學衍射極限的方法，實現通用的計算螢光超解析度成像。一方面為推進顯微鏡解析度極限開闢新道路，另一方面也將幫助廣泛的生物醫學研究者看得更清楚。
10.我國首台100千瓦超高功率工業光纖雷射器正式啟用
從立項到研製成功到交付使用，國內首台100千瓦工業光纖雷射器僅用了短短6個月的時間。該雷射器啟用儀式在南華大學舉行。作為國內目前最大功率的工業光纖雷射器，也是全球第二大功率的工業雷射器，其將在先進制造、航空航天、醫療設備等方面發揮巨大作用，尤其是在放射環境下核設施的退役拆除、核污染器件的表面去污等方面得到更廣泛套用。
