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中科大实现量子瞬间传输技术重大突破
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中科大潘建伟项目组实现量子瞬间传输技术重大突破
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原标题：中科大潘建伟项目组实现量子瞬间传输技术重大突破 如果你能拥有一项超能力，你会选择什么？相信&瞬间移动&会是不少人儿时的梦想。这种超能力在物理学上并非不可能。如果我们能够
原标题：中科大潘建伟项目组实现量子瞬间传输技术重大突破 如果你能拥有一项超能力，你会选择什么？相信&瞬间移动&会是不少人儿时的梦想。这种超能力在物理学上并非不可能。如果我们能够对构成物体的每一个粒子进行测量，然后在目的地用同样的粒子完全复制其状态，就可以得到一模一样的物体。如今，中国科学家在这项技术上取得了重大突破。 今年2月26日，《自然》杂志发表封面文章，介绍了中国科技大学潘建伟项目组的&多自由度量子体系的隐形传态&研究。通俗地说，这一技术可以让科学家在异地瞬间获知粒子状态，从而开启了物体瞬间传输技术的大门。 5日的政协小组会上，全国政协委员潘建伟用一个比喻向《科技日报》解释了这项研究：&从合肥带到北京一个保险箱，钥匙忘带了。于是我请合肥的同事测量一下钥匙，告诉我；我在北京复制它。&
经典剧集《星际迷航》中的瞬间传输装置 理论基础：量子纠缠 要想弄清楚&量子隐形传态&的原理，就绕不开&量子纠缠&的概念。量子纠缠是指相距遥远的两个量子所呈现出得关联性。科学家早就发现，处于特定系统中的两个或多个量子，即使相距遥远也总是呈现出相同的状态，当其中一个量子状态改变时，其他量子也会随之改变。 爱因斯坦曾把量子纠缠称为&鬼魅般的超距作用&，不过观察者网曾经报道，科学家如今认为，量子纠缠其实也是需要信道的，潘建伟教授的项目组2013年也测出，量子纠缠的传输速度至少比光速高4个数量级。 这就是量子隐形传态的理论基础。在量子纠缠的帮助下，带传输量子携带的量子信息可以被瞬间传递并被复制，因此就相当于科幻小说中描写的&超时空传输&，量子在一个地方神秘地消失，不需要任何载体的携带，又在另一个地方神秘地出现。 技术突破：非摧毁性测量 但想测量一下光子，再让远方复制，实现起来是非常困难的。由于太小，光子&一触而溃&，再精细的测量也让它面目全非。 中科大网站介绍说，1997年，国际上首次报道了单一自由度量子隐形传态的实验验证，该工作随后与伦琴发现X射线、爱因斯坦建立相对论、沃森和克里克发现DNA双螺旋结构等影响世界的重大科技成果一起入选了《自然》杂志&百年物理学21篇经典论文&。 然而，以往所有的实验实现都存在着一个根本的局限，即只能传输单个自由度的量子状态，而真正的量子物理体系自然地拥有多种自由度的性质，即使是一个最简单的基本粒子，如单光子，它的性质也包括波长、动量、自旋和轨道角动量等等。 潘建伟对科技日报介绍说：&测量一个自由度，不干扰其他自由度，很困难。好比测量身高，尺子一拉，体重就受了影响。& 中科大此次就是进一步发展出了&非摧毁性的测量技术&。经过多年艰苦努力，研究人员成功制备了国际上最高亮度的自旋-轨道角动量超纠缠源、高效率的轨道角动量测量器件，突破了以往国际上只能操纵两光子轨道角动量的局限，搭建了6光子11量子比特的自旋-轨道角动量纠缠实验平台，从而首次让一个光子的&自旋&和&轨道角动量&两项信息能同时传送。
中科大潘建伟教授 据中科大新闻网报道，该实验成果得到了《自然》杂志审稿人的高度评价，他们一致称赞该工作&绝对新颖、重要，处于当前量子光学和量子信息领域的最前沿，可以认为是一个伟大的成就&、&在1997年单个自由度量子隐形传态实验实现的18年之后，这个工作从基本概念上将量子隐形传态提升到了一个新的水平&、&非常有趣，意义重大，且具有极其苛刻的技术难度&。 由于该成果的重要性，《自然》杂志专门邀请国际知名量子光学专家Wolfgang Tittel教授在同期的&新闻视角&（News and Views）栏目撰文评论：&该实验实现为理解和展示量子物理的一个最深远和最令人费解的预言迈出了重要的一步，并可以作为未来量子网络的一个强大的基本单元&。 该论文发表后，第一时间受到了美国《科学新闻》（Science News）和欧洲物理学会新闻网站Physics World等多家国际媒体的报道，称&该工作不仅为提升量子力学基础问题的理解迈进了关键一步，也将在未来量子计算机的研制中扮演重要角色&。 应用：谢耳朵的难题还很遥远 看过《生活大爆炸》的读者可能还记得，谢耳朵曾经在剧中谈到过瞬间移动（teleportation）的伦理问题：如果我能够在此地被摧毁，然后在异地重建，那么使用了不同原子重建的我，还是我吗？ 暂时还不用担心。中科大的这项研究距离宏观物体的远距传输还差的很远，其应用主要在于量子通信。在无线通信中，如果直接使用二进制编码会造成严重的误差，因此在数字通信中，人们还需要进行更复杂的编码。同样，从单自由度传输到多自由度传输的进步，对量子通信的实用化意义重大。
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超能力要来：中科大实现量子技术重大突破
如果你能拥有一项超能力，你会选择什么？相信“瞬间移动”会是不少人儿时的梦想。这种超能力在物理学上并非不可能。如果我们能够对构成物体的每一个粒子进行测量，然后在目的地用同样的粒子完全复制其状态，就可以得到一模一样的物体。如今，中国科学家在这项技术上取得了重大突破。今年2月26日，《自然》杂志发表封面文章，介绍了中国科技大学潘建伟项目组的“多自由度量子体系的隐形传态”研究。通俗地说，这一技术可以让科学家在异地瞬间获知粒子状态，从而开启了瞬间传输技术的大门。▲经典剧集《星际迷航》中的瞬间传输装置。当然潘建伟的研究并不是传输宏观物体，而是用于量子通信。5日的政协小组会上，全国政协委员潘建伟用一个比喻向《科技日报》解释了这项研究：“从合肥带到北京一个保险箱，钥匙忘带了。于是我请合肥的同事测量一下钥匙，告诉我；我在北京复制它。”理论基础：量子纠缠要想弄清楚“量子隐形传态”的原理，就绕不开“量子纠缠”的概念。量子纠缠是指相距遥远的两个量子所呈现出得关联性。科学家早就发现，处于特定系统中的两个或多个量子，即使相距遥远也总是呈现出相同的状态，当其中一个量子状态改变时，其他量子也会随之改变。爱因斯坦曾把量子纠缠称为“鬼魅般的超距作用”，不过观察者网曾经报道，科学家如今认为，量子纠缠其实也是需要信道的，潘建伟教授的项目组2013年也测出，量子纠缠的传输速度至少比光速高4个数量级。这就是量子隐形传态的理论基础。在量子纠缠的帮助下，带传输量子携带的量子信息可以被瞬间传递并被复制，因此就相当于科幻小说中描写的“超时空传输”，量子在一个地方神秘地消失，不需要任何载体的携带，又在另一个地方神秘地出现。技术突破：非摧毁性测量但想测量一下光子，再让远方复制，实现起来是非常困难的。由于太小，光子“一触而溃”，再精细的测量也让它面目全非。中科大网站介绍说，1997年，国际上首次报道了单一自由度量子隐形传态的实验验证，该工作随后与伦琴发现X射线、爱因斯坦建立相对论、沃森和克里克发现DNA双螺旋结构等影响世界的重大科技成果一起入选了《自然》杂志“百年物理学21篇经典论文”。然而，以往所有的实验实现都存在着一个根本的局限，即只能传输单个自由度的量子状态，而真正的量子物理体系自然地拥有多种自由度的性质，即使是一个最简单的基本粒子，如单光子，它的性质也包括波长、动量、自旋和轨道角动量等等。潘建伟对科技日报介绍说：“测量一个自由度，不干扰其他自由度，很困难。好比测量身高，尺子一拉，体重就受了影响。”中科大此次就是进一步发展出了“非摧毁性的测量技术”。经过多年艰苦努力，研究人员成功制备了国际上最高亮度的自旋-轨道角动量超纠缠源、高效率的轨道角动量测量器件，突破了以往国际上只能操纵两光子轨道角动量的局限，搭建了6光子11量子比特的自旋-轨道角动量纠缠实验平台，从而首次让一个光子的“自旋”和“轨道角动量”两项信息能同时传送。▲中科大潘建伟教授据中科大新闻网报道，该实验成果得到了《自然》杂志审稿人的高度评价，他们一致称赞该工作“绝对新颖、重要，处于当前量子光学和量子信息领域的最前沿，可以认为是一个伟大的成就”、“在1997年单个自由度量子隐形传态实验实现的18年之后，这个工作从基本概念上将量子隐形传态提升到了一个新的水平”、“非常有趣，意义重大，且具有极其苛刻的技术难度”。由于该成果的重要性，《自然》杂志专门邀请国际知名量子光学专家Wolfgang Tittel教授在同期的“新闻视角”（News and Views）栏目撰文评论：“该实验实现为理解和展示量子物理的一个最深远和最令人费解的预言迈出了重要的一步，并可以作为未来量子网络的一个强大的基本单元”。该论文发表后，第一时间受到了美国《科学新闻》（Science News）和欧洲物理学会新闻网站Physics World等多家国际媒体的报道，称“该工作不仅为提升量子力学基础问题的理解迈进了关键一步，也将在未来量子计算机的研制中扮演重要角色”。应用：谢耳朵的难题还很遥远看过《生活大爆炸》的读者可能还记得，谢耳朵曾经在剧中谈到过瞬间移动（teleportation）的伦理问题：如果我能够在此地被摧毁，然后在异地重建，那么使用了不同原子重建的我，还是我吗？暂时还不用担心。中科大的这项研究距离宏观物体的远距传输还差的很远，其应用主要在于量子通信。在无线通信中，如果直接使用二进制编码会造成严重的误差，因此在数字通信中，人们还需要进行更复杂的编码。同样，从单自由度传输到多自由度传输的进步，对量子通信的实用化意义重大。
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光学是门古老、但又在不断发展的科学。21世纪将进入光电子的时代，人类的历史将翻开崭新的一页。
剑桥大学研究出高达44%转换率太阳能电池片
& & & &剑桥大学近日宣布，该校科学家已经新研究出更高效的片。　　目前，太阳能电池只能吸收到部分太阳光。而大部分被吸收的都以热能形式丢失了，这意味着最多只有34％的太阳光能转换为电力。然而，剑桥大学的科学家们已经取得了突破性进展，可以将转换效率提高至最高44％。　　去实现科学家研究出的所有益处，需要做更多的工作。　　即使我们使用目前的太阳能电池板，也可以为企业和住户节约不少。　　最近在林肯郡波士顿理事会错综复杂的屋顶空处安装了太阳能板，花了105，167英镑的成本费用。预计在9年内收回其投资成本，并至少在未来的25年内产生26万英镑的利润。波士顿市议会领袖彼得&贝德福德说，产生的节能收益也可能比预期的更高，接近80％或90％，而不是允许的50％，因此，能源节能可能会更多。　　用户可以通过安装太阳能电池板来对比节能。能源供应商，如英国天然气公司可购买多余的回馈到的太阳能电力。太阳能用户可以按照政府标准，将产生的电以每千瓦时计价卖给政府。即使他们自己也使用。　　平均3kWp的系统将耗资约英镑10，000（包括5％的增值税）。国内大多数光伏系统的成本约为每千瓦时（kWp）3000英镑到3500英镑。一个3kWp系统每年可以产生超过2500千瓦小时的电力。如果你的系统满足FiT计划资格，它可为你节省并收益670英镑每年。　　太阳能将变得更有效率，安装成本也会更低，分析家说。据彭博财经分析师珍妮&大通的说法，&西班牙任何有阳光的地方，都比柴油便宜。&&
Carbon optimism - Nature Photonics Editorial 2010.04
Next step to laser fusion – Nature Photonics Editorial 2010.03
A paperless era? – Nature Photonics Editorial 2010.02
<h2 class="title"
title="3D goes mainstream – Nature Photonics Editorial D goes mainstream – Nature Photonics Editorial 2010.01
光纤传感器：光通讯下一个燎原之火
目前市场上尤其是在中国，布拉格（配备ASE光源）和基于光时域反射的分布式是应用最为广泛的光纤传感技术，该技术基本上可以满足中低端一般市场的需求而被业内人士所熟知。而现在介绍的光谱线宽窄至2kHz的单频光纤，及其引申出来的最新一代光传感技术完全有别于我们现在所乐道的光纤传感。这种新的技术方案完全胜任电传感和一般光纤传感无法完成的高端市场对超远距离、超高精度和超高敏感的更高需求，而这在中国尚处于立项和预研阶段。当前市场上几种主要的有：1.光纤陀螺光纤陀螺分干涉型、谐振型和布里渊型，干涉型光纤陀螺是第一代，技术上已经趋于成熟，正处于推进批量生产和商品化阶段；谐振型光纤陀螺是第二代，处于实验室研究向实用化推进的发展阶段；布里渊型是第三代，尚处于理论研究阶段。光纤陀螺结构根据所采用的光学元件有三种实现方法：小型分立元件系统、全光纤系统和集成光学元件系统。目前分立光学元件方案已经基本消失，全光纤系统用在开环低精度、低成本的光纤陀螺中，陀螺以工艺简单，总体重复性好、低成本成为国际中高精度光纤陀螺主要方案。2.光纤水听器光纤水听器是一种建立在光纤、光电子技术基础上的水下声信号传感器，它通过高灵敏度的光纤相干检测，将水声信号转换为光信号，并通过光纤传至信号处理系统转换为声信号信息。相比传统水听器具有灵敏度高、响应带宽宽、不受等特点，广泛用于军事和石油勘探、环境检测等领域，具有很大的发展潜力。光纤水听器按原理可分为干涉型，强度型，光栅型等。干涉型光纤水听器关键技术已经逐步发展成熟，在部分领域形成产品；光纤光栅水听器则是当前研究热点。研究的关键技术涉及光源、光纤器件、探头技术、抗偏振衰落技术、抗相位衰落技术、信号处理技术、技术以及工程技术等。3.光纤光栅传感器光纤光栅传感器尤其是光纤Bragg光栅传感器是最近几年国内外传感器领域的研究热点。传统光纤传感器绝大部分属于光强型和干涉型，光强型传感器存在光源不稳定，光纤损耗和老化等问题，干涉型传感器由于要求两路干涉光的光强相等需要固定参考点应用不便。以光纤布拉格光栅为主的光纤光栅传感器传感信号为波长调制以及复用能力强，避免了上述传统光纤传感器存在的问题。在建筑健康检测、冲击检测、形状控制和振动阻尼检测等应用，光纤光栅传感器是最理想的灵敏元件。光纤光栅传感器在地球动力学、航天器、船舶航运、民用工程结构、电力工业、医药和化学传感中有广泛的应用。4.光纤电流传感器电力工业的迅猛发展带动电力传输系统容量不断增加，运行电压等级越来越高，不得不面临强大电流的测量问题。在高电压、大电流和强功率的电力系统中，以电磁感应为基础的传统电流传感器（简称CT）暴露出一系列严重缺点：爆炸引起灾难性事故；大故障电流引起铁芯磁饱和；铁芯共振效应；滞后效应；精度不高；易受干扰；体积大、重量大、价格昂贵等，已经难以满足新一代数字电力网的发展需要。光纤电流传感器成为解决上述难题的最好办法。与传统传感技术相比，基于光纤的传感器主要有如下几大优势：1.重量轻、结构紧凑、易多路复用2.抗恶劣环境、抗电磁干扰、抗化学腐蚀3.在传感点无需用电、可以长距离分布式传感4.可低成本大规模生产光纤传感器的可能发展趋势有：1.以传统传感器无法解决的问题作为光纤传感器的主要研究对象；2.集成化光纤传感器；3.多功能全光纤控制系统；4.开辟新领域。继光纤通讯后，光纤传感迎来了重要的发展契机，在安保、军事、石油/天然气、电力以及科学研究方面享有广泛而巨大的应用价值，尤其是在西方发达国家更有燎原之势，前途不可限量！采用单频光纤激光器做光传感，其光学原理就是光频时域反射。
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Quantum evolution – Nature Photonics Editorial 2009.12
在太空传播一百多光年的人类最早无线电波
& & & &自从100多年前发明无线电以来，人类便一直在向茫茫太空进行广播，希望有朝一日某处的外星智慧生命体能够收听到并以此得知我们的存在。1895年，意大利科学家马可尼发明了无线电。到现在，尽管人类最早发出的无线电波已经在宇宙中向各个方向扩散传播出去100多光年，但相比银河系的5万多光年的半径，人类目前的任何电波痕迹仍没有在银河系中传播得很远。
& & & &在这里展示的这张图像中标出了一个黄色的圆点，这个黄色圆点显示了我们发出的电磁波目前为止在银河系中所传播的全部范围，直径约200光年，在其中的某个角落，还有一颗完全看不到的孤独行星。从这样的视角观察，你或许就能体会，人类的无线电波传播的范围是多么有限。然而，在宇宙中像银河系这样的巨大星系还有数十亿个，因此对于外星生命的搜寻将是永无止境的。
银河系俯视图，这个黄色圆点显示了我们发出的电磁波目前为止在银河系中所传播的全部范围，直径约200光年
& & & &科学博客作者亚当&格罗斯曼（Adam Grossman）曾经利用尼克&瑞森格（Nick Risinger）那张著名的图像创作过一个名为&人类气泡&的图表，这个微小的气泡标出了人类在宇宙中所有影响力的范围。他写道：&这让我感到渺小，悲伤，孤独。抱住我。&想象一下，如果你以光速飞行，你只需要4分钟就可以到达火星，反观银河系，便更加能感受它的辽阔。
Celebrating the data revolution – Nature Photonics Editorial 2009.11
【站长说】相信关注Nature Photonics的同学英文水平都不差，我每次翻译都觉得自己中文水平难以将英文译好，会不会耽误了大家阅读文献的心情，所以以后直接分享原文了。社论原文我是从Nature的网站上下载的，Editorial是每个人都可以下载的。网址在此：/nphoton/archive/index.html
学校买了数据库的同学们就不仅可以下载Editorial了，nphoton的每篇文章都可以下载来细细阅读，特别是每期的TechFocus很精彩。
Birth of the nanolaser – Nature Photonics Editorial 2009.10
et al. λ2/400)
芯片缩水– 《自然·光子学》社论系列 2009.09
The delivery of a 13.5-nm light source to one of the world&s leading producers of lithographic equipment suggests that a new era of silicon chip manufacturing may be in sight.
& & & & &硅芯片生产商一直绞尽脑汁要跟上摩尔定律的步伐。现在他们很可能大松一口气了，美国公司Cymer最近将一个远紫外光源交给了ASML以供测试。
& & & & &根据ASML的话，他们正在将这个13.5nm波长的光源安装在Veldhoven的公司总部。之后，他们将测试下一代远紫外扫描光刻机，它将能够让生产商们能定义22nm以下的刻写尺寸。这家荷兰公司宣称他们已经接到了搭建5个来自于内存和逻辑芯片生产商的远紫外光刻系统的订单，并且准备于2010年开始发送订单。
& & & & &尽管摩尔定律&&这条由英特尔公司的共同创始人戈登&摩尔在1965年制定的经验预测说到，在集成电路上晶体管数目随时间将成指数级增长，每两年都会翻倍&&毫无疑问地成为了计算机革命背后的驱动力，它也是芯片生产商一直以来压力的来源。确实，在近些年来，制造技术总让人们担忧可能会赶不上摩尔定律，从而让芯片技术的进展放缓。
& & & & &同样对于光学数据存储工业来说，近年来实现摩尔定律的一项关键方法就是不断缩短使用的光波波长，使得在硅晶圆上能够投影出更小的特写尺寸。在数据盘片工业，人们所面临的挑战就是在盘片表面读取和写入非常小块的数字数据，其索取波长已经几乎从近红外（780nm）到了一半的蓝光（405nm）。在芯片光刻技术中，光源波长始终都在紫外范围内，但是在过去的20年中也从365nm到了几乎一半的193nm，所以称为所谓的深紫外光刻技术。此外，光刻芯片的设计规则（允许的最小可达到的刻写尺寸）也从0.5μm减少到22-35nm。人们希望深紫外光刻技术能够最终将刻写尺寸降至10nm或者更小。
玫瑰之吻（图片来源：UCLA/Caltech/NASA）美国宇航局广角红外线探测望远镜近日拍摄了一幅关于船尾座A超新星爆炸残骸的太空图片。图片显示，一朵红玫瑰即将绽放于这个恒星坟墓之中。大约3700年前，地球上的人们曾经看到过超新星爆炸的光芒，并将其认为是天空中的一颗新恒星。如今，船尾座A的气体残骸被膨胀的冲击波加热，形成了有如玫瑰一样红艳的天体。新浪科技
Unbelievably amazing!&&转自&
绚丽酒水显微照片（组图）
伏特加汤尼
细微深处的惊艳！&&转自&
填补绿光缺口 – 《自然·光子学》社论系列 2009.08
日本公司Nichia（日亚化学）的研究人员制造了一种InGaN的半导体激光二极管，能够在波长515纳米段进行操作并且在室温和连续波模式下发射毫瓦级的功率。这个消息让人们重见希望，绿光激光二极管的实际商用可能已经接近完成了。
很多年来，光子界已经分别用AlInGaP和GaN材料系统分别成功地实现了高效的红光和蓝光激光二极管。从数据存储到科学研究，它们都在很宽泛的领域里有了大量应用。但是在520-530纳米波段直接发射绿光的激光二极管还没有被找到。除了大量投入的研究，化学元素的混合物，虽然有些有着相适应的能带隙，并且支持产生激光要求的强度，但都被证明很难实现。
那么什么才是发展绿色激光二极管的动力呢？美国光电工业发展协会的主席Michael Lebby在2007年7月刊的《技术聚焦》增刊中解释道，这种技术能够为基于激光二极管的全色显示屏、投影仪提供令人激动的机遇。
&如果我们拥有了高质量的红、绿、蓝半导体光源，再结合微电子机械系统（MEMS）扫描仪，我们就能为移动电话、PDA和电视制造高质量的全色激光屏&，Lebby解释道。&我们还能用它们来制造色彩亮丽的LCD激光背光。&当然还有很多其他的应用，这些都使得研究动力显而易见。
要处理绿光激光二极管的问题，一些公司转而运用紧凑的倍频绿色激光，由一种非线性晶体制作的近红外激光二极管产生的二次谐波来实现。确实如此，绿光激光笔、卫星彩色激光投影仪都依靠这种方法。很多公司都广泛地提供这种商用设备，如Corning（康宁公司），Osram Opto Semiconductors（欧司朗）和Oxxius（一家法国公司）。
然而，这种间接的方法并不是非常理想，原因很多。特别是在能耗、成本、微缩和整合激光器的能力、以及量产的容量等方面有很多限制。原则上说，直接产生绿光并且整体运用研究成熟的半导体制造技术的激光二极管将会是更好的方案。
Nichia的最新展示表明了之前限制于在500纳米波长以下的蓝绿光范围内操作的InGaN材料，很有可能是用于绿色激光二极管的最好候选材料。实物模型的输出功率低于500毫瓦并且预估的使用寿命大约在几千小时，这对于商用设备来说确实充满了希望。此外，这种激光器是用著名的半导体制造技术&&金属有机化合物化学气相沉淀法（MOCVD）&&生产的。现在面临的挑战是如何将操作波段移向波长更长的520-530纳米波长，因为515纳米对于绿光来说依然显得太短。其他可取的提高措施有增大激光输出功率和减少二极管相对较高的阈值电压（5V）。
如果成功的话，设想Nichia可能将经历一种似曾相识的情况并不是不无道理的。在20世纪90年代早期，这家总部位于日本德岛的公司对基于GaN材料的蓝光激光二极管取得了商业上的巨大成功，如今这家公司很可能在绿光激光器上复制当年的成功。
（站长编译）&&&&
超越衍射极限 – 《自然·光子学》社论系列 2009.07
The emergence of imaging schemes capable of overcoming Abbe&s diffraction barrier is revolutionizing optical microscopy.
& & & & 1873年，德国物理学家E.阿贝(Ernst Abbe)认识到像望远镜和显微镜这样的光学成像仪器的分辨率从根本上受到光的衍射的限制。他的发现指出成像仪器的分辨本领最终受到的限制不是源于仪器的质量，而是源于光的波长和光学系统的孔径大小。这意味着一台显微镜不能分辨相距为λ/2NA或者更近的两个物体，其中λ是光的波长，NA是成像透镜的数值孔径。
& & & &&这种衍射受限现象在一个多世纪里阻滞了光学显微镜成像表现，并且被认为是一个基本的、牢不可破的规则。然而最近，在成像领域的一些令人激动的新方法的出现，在一些特定情形下&打破&了这条规则。现在看来似乎在获取空间成像本领方面并不存在根本性的限制；采用这样的方法的话用可见光就可能实现纳米级别的分辨本领。
& & & &&为了恭喜这些发展，本期期刊将专注于报道能超越衍射极限的超分辨成像技术。在不同的成像技术方面一系列的文章&&从远场荧光到等离子光学&&都精心为您呈现。这个系列的文章由一篇综述文章，一篇进展文章，两篇评论和一篇访谈。
& & & &&在368页的访谈，W.E.莫纳(Moerner)强调了一些当衍射限制消失之后，成像方面令人惊奇的优点。这些技术不仅能对生物体内的细胞进行无创性的研究，也预示着电子工业半导体器材的纳米成像技术的希望。莫纳对迄今为止各样的次衍射限制成像方法的优缺点进行了优雅地总结，同时也探讨了这些技术的未来前景。
& & & &&当读者在阅读这些文章的时候，您会发现这些技术能氛围几个组别。首先，近场、远场方法：前者在样本附近进行处理，常常收集迅速消逝但又包含关于样本额外信息的短暂信号，然而后者则是在一般的工作距离收集光学信号（最典型的是荧光）。基于荧光的成像技术能根据处理样本实质的方法进一步被分成几个类别&&既可以是单分子标签的集合，也可以是一些强度连续变化的荧光团。跟光学信号交换的技术也能根据他们怎么获得信号分离&&不管是通过目标信号变换或者是随机单分子交换。
& & & &&让远场成像界无疑充满兴奋的一种方法是受激发射损耗（STED）显微术，这种方法是由史蒂芬&赫尔(Stefan Hell)创始的。在381页，赫尔和同事们回顾了使用远场纳米显微镜的透明荧光物体的三维成像方面的进展。他们解释了用两个相反的透镜，配合着相邻荧光标记的开关动作，能够克服衍射障碍。尽管举的例子是受激发射损耗显微术和光敏定位显微镜，作者依然期待双透镜方案能够被用于其他方法，也将最终成为纳米级三维远场光学成像的中心技术。
& & & &&在生物学方面，随机光学重建显微镜(STORM)&&一种能够利用单分子探测和光学开关可控的方法来探测获得高分辨荧光成像&&现在能够使得分子内部成像能够达到一种前所未有的细节程度。在365页，庄晓薇(Xiaowei Zhuang)解释了一种几十纳米级别的空间分辨是如何用这种方法实现的。她也解释了彩色三位随机光学重建显微镜是如何在细胞分子结构成像方面派上大用场的。
& & & &&在362页，雷纳&海茨曼和马茨&古斯塔夫松对于次衍射成像的问题进行了深入的研究，并且讨论了使其成为可能的必须条件。他们解释了空间不均匀的光照度和一个非线性的光响应样本的运用是空间连续分布的荧光超分辨成像的两个基本要求。
& & & &&除了荧光之外，表面等离子也提供了克服光的衍射极限的一些方法。在388页的这篇由河田聪(Satoshi Kawata)和共同合作者撰写的综述对等离子光学提高成像的潜力做了评论。
& & & &&正如莫纳在访谈里解释到的那样，所有这些不同方法实现超过衍射极限的成像都是相互补充的。我们能看清的一件事是：超分辨成像的成就正在缩短光学显微镜和超高显微成像方法（如X光或者电子显微镜）之间的沟壑，而后者依赖于比可见光更短波长的电磁波。超分辨光学显微镜的到来将可能会使我们看待周围世界的清晰度迈向一个新的水平。这将几乎会肯定带来一些非常令人激动的科学，特别是&&但又不局限于&&生物学领域。
当今光学研究前沿领域
A．非线性光学
非线性光学研究光与物质相互作用中和各种非线性效应及其产生机制与应用途径。近年来，新的热点课题集中在晶体、有机高聚物、半导体晶格、表面与界面、薄膜、纳米材料和超微粒非线性光学研究，半导体表面非线性光学研究，非线性光学系统中的时间-空间混沌、飞秒时域内的超快过程，及波导非线性过程等。
B．强光光学
近年来，短脉冲强激光的建立及迅速发展，使得强场及量子相干现象研究得到了迅速进展。它包括：与原子相互作用中的强场现象；与分子相互作用中的强场现象；强激光场非线性量子电动力学效应研究现象；量子相干现象。
C．量子光学
量子光学是研究光场的量子统计性质及光与物质相互作用的量子特征的学科。它包括：非经典光场；激光操纵原子、分子及其应用；量子光学和量子力学的交叉与渗透的研究。
&光子学&这一新名词是近年来提出的，它与电子学相对应。泛指对光子流进行控制的各种研究。它反映了光学与电子学越来越紧密的联系，以及半导体等光学介质材料在光学系统中所起的重要作用。
E．超快光谱和高分辩率光谱
由于飞秒脉冲激光技术的发展，对于半导体材料中的超快过程、分子内部的能量转移以及生物中的光合作用等研究应予重视。而高分辩率光谱的研究在原子物理方面、物质痕量分析、激光分离同位素等方面有十分重要的意义。
F．光学与其他学科的交叉
光学与生物学、医学的交叉学科在国际上十分活跃。有的科学家曾预言，未来的生命科学的突破必将以物理学包括光物理学中的进展为先导。光学与化学的交叉已形成一门十分活跃的新学科&&激光化学。它与固体物理的交叉为发展新兴宽频带固体激光器和新型半导体激光器提供了物质基础。
近三年年度中国光学重要成果
2010中国光学重要成果入选名单
何飞，程亚，乔玲玲，林锦添，徐至展
肖云峰，邹长铃，李贝贝，李焱，董春华，韩正甫，龚旗煌
李小明，赵昆，尼浩，赵嵩卿，相文峰，吕志清，岳增记，王芳，Kong&Yu-Chau，Wong&Hong-Kuen
刘永升，涂大涛，朱浩淼，李仁富，罗文钦，陈学元
汪喜林，陈璟，李勇男，国承山，丁剑平，王慧田
杨跃德，王世江，林建东，黄永箴，肖金龙，杜云
吉亮亮，沈百飞，李冬雪，王丁，冷雨欣，张晓梅，温猛，王文鹏，徐建彩，郁亚红
掌蕴东，田赫，张学楠，王楠，张敬，吴昊，袁萍
陈险峰，唐嵩松
张启明，李明，郝强，邓定桓，周慧，曾和平，詹黎，吴翔，刘丽英，徐雷
王涛，赵道木
邵宇丰，迟楠，黄德修
杨中民，徐善辉，张伟南
曾浩，孔勇发，田甜，陈绍林，张玲，孙同庆，Romano&Rupp，许京军
张淳民，简小华
李志远，李家方，刘思耘
李朝阳，徐光，王韬，戴亚平
仲佳勇，李玉同，王晓钢，王嘉琪，董全力，肖池阶，王首钧，刘勋，张蕾，安琳，王菲鹿，朱健强，顾援，贺贤土，赵刚，张杰
李安安，龚辉，张斌，王青蒂，严程，&吴景鹏，刘谦，曾绍群，骆清铭
邓素辉，陈建芳，
2009中国光学重要成果入选名单
郑颖辉,曾志男,邹璞,张丽,李小芳,刘鹏,李儒新,徐至展
沈百飞,吉亮亮,张晓梅
周斌斌,张炜,张永东,许长文,赵研英,韩海年,滕浩,李德华,张治国,魏志义
柳晓军,陈京,程亚,徐至展
张鑫,王桂玲,陈创天
胡毅,楼慈波,张鹏,许京军,陈志刚
秦毅,李焱,贺环宇,龚旗煌
杨青,丁晔,戴威,姜校顺,郭欣,童利民
黄永箴,王世江,杨跃德,肖金龙,胡永红,杜云
秦应雄,唐霞辉,朱晓,李正佳,肖瑜,柳娟,彭浩,邓前松
漆云凤,周军,刘驰,何兵,董景星,魏运荣,楼祺洪,陈卫标
张荣君,陈一鸣,陆卫杰,蔡清元,郑玉祥,陈良尧
胡炜玄,成步文,薛春来,薛海韵,苏少坚,白安琪,罗丽萍,俞育德,王启明
刘晔,秦飞,李志远
于浩海,张怀金,王正平,王继扬,张行愚,蒋民华
陈大钦,王元生
周佳佳,滕宇,刘小峰,邱建荣
郝强,李文雪,曾和平
刘泽金,周朴,王小林,马阎星,许晓军,侯静
李皓,尚磊,涂鑫,刘丽英,徐雷
肖立新,苏仕健,阿形祐也,蓝杏林,城户淳二
刘秀丽,赵媛,周炜,曾绍群,骆清铭
王海华,范云飞,王荣,康智慧,高锦岳
刘坤,陈险峰
2008中国光学重要成果入选名单
佘卫龙,余建辉,冯饶慧
吴翔,尚磊,李皓,刘丽英,徐雷
黄永箴,车凯军,杨跃德,王世江,杜云
李建郎,种兰祥
姚宝权,段小明,方丹,张云军,柯亮,鞠有伦,王月珠,赵广军
薛迎红,柴路,刘庆文,王清月,李静,王继扬,张怀金
胡小鹏,祝世宁
廖洋,徐剑,程亚.
吴健,齐红星,曾和平
胡小永,江萍,杨宏,龚旗煌
王健,孙琪真,孙军强
刘正君,戴景民,孙晓刚,刘树田
蔡履中,徐先锋,王玉荣,孟祥锋,杨修伦
徐坤,李建强,张晔,伍剑,洪小斌,林金桐
李宇航,童利民
周常河,冯吉军,郑将军,贾伟,曹红超,吕鹏
戴峭峰,刘进,吴立军,郭旗,胡巍,兰胜
王泽锋,胡永明,孟洲,罗洪,倪明
刘大禾,石锦卫,陈旭东,欧阳敏,景红梅
张东方,钱列加,袁鹏,朱鹤元
陈大钦,王元生
周时凤,阮健,邱建荣
吉亮亮,沈百飞,张晓梅,王凤超,金张英,李雪梅,温猛
孙献平,单欣,罗军,詹明生
张阿平,时尧成,何赛灵
邓勇,骆清铭
王新,徐敏,李理,吴晓玲,彭奎庆,李述汤
齐向晖,伊林,陈文兰,邓科,汪中,陈徐宗
光伏“双反”正式立案
美国商务部于当地时间11月9日的一纸公告，将价值近20亿美元、针对中国光伏产品的&双反&案推至正式立案程序。这一次，更多美国光伏企业坚定地站在中国企业这边。
在11月8日听证会中，由SolarWorld公司牵头联合其他6家生产商太阳能制造联盟（CASM），要求将调查范围由先前组件扩至电池、其他国家在中国生产的电池及组件。
但是，25家美国企业和组织抱团成立平价太阳能联盟（CASE），并称&此种申诉的进行将抑制美国太阳能光伏市场的发展与可持续性&；美国第一大光伏企业FirstSolar亦对中企予以强力声援。
作为14家联合应诉企业之一，中盛光电集团总裁佘海峰坦言，美国优势在于以上游设备、多晶硅制造及EPC（工程总承包）为主，这些企业占美国光伏企业90%以上比例，&双反&如若最终形成对中国不利裁决，会更多损伤这90%以上美国企业利益。
美国国际贸易委员会预定12月5日前后进行初裁，如果认定实质性损害，美国商务部将继续进行调查，直至2012年1月和3月分别初裁是否对中国输美太阳能组件征收反补贴和反倾销关税。
&我们从两方面抗辩，一是声明中国光伏产品成本合理，为参与全球竞争的结果，技术水平更高；二是证明我们的补贴并不与美国法律、WTO规则相冲突，并不属于被禁止的补贴。&11月10日，中方律师团成员、美国盛德律师事务所律师李磊说。
SolarWorld真相
在11月8日听证会上，CASM仅Solarworld一家出席。与之相对，包括尚德、天合、英利、阿特斯等中国公司代表，以及CASE 联盟内MEMC 等均有出席&&MEMC为世界多晶硅七大厂之一。
光伏太阳能产业链条为：设备商&多晶硅&电池&组件&电站。提出&双反&的SolarWorld位处组件环节，进入门槛极低；反对&双反&美国企业为设备商、多晶硅企业及建电站企业，与中国企业已形成紧密产业联盟。
与SolarWorld声称中国产品对美国市场冲击颇大不同，SolarWorld财务报表显示，该公司赢利情况相当理想：其2011年一、二季毛利分别为43%、39.7%，远超于中国光伏一线梯队厂商，而应收账款期平均60天亦远短于中国同行。
一位中国光伏企业高管透露，Solarworld技术落后，制造成本高昂，其组件制造成本为1.08W/美元，而中国光伏第一梯队企业成本仅为0.75W/美元，营销和管理成本更高出中国第一梯队企业10％以上，&怎么和中国企业竞争？&
SolarWorld同样缺乏有效生产安排，其2011年库存平均长达158天，总值约5亿美元，从而导致长时间的生产库存。
SolarWorld认为中国光伏企业从政府及银行处获得巨额补贴，融资成本极低。该公司称，从2007年开始已投资超过5亿美元（不包含州政府补助）在美国本土进行生产。不过，根据西北劳工媒介资料，截至日，SolarWorld总共收到4300万美元的税收补贴和来自俄勒冈州其它社会的补助。
前述中国企业高管称，SolarWorld雇佣约1100名员工，但工人薪水仅11-13美元/小时，低于工会要求；同时由于成本高企该公司2009年曾解聘了63名工人。
中美联盟共辩&双反&
与CASM联盟仅7家企业相比，CASE联盟极为庞大，其由9200个美国光伏员工的25个集团及公司组成。
&鼠目寸光！&SunEdison创始人兼CASE主席JigarShah对此次申诉的形容，美国太阳能光伏产业对Solarworld的短视行为几乎一致反对。
JigarShah说，美国光伏业在销售、市场、设计、安装和维护方面的10万多个工作机会，都正是依赖光伏组件价格下降才有可能得到，&如果说由于这场诉讼致使组件价格攀升了，这些人将&饭碗不保&&。
在日前由PV Magazine所进行的一次民意调查中，76%受访者反对SolarWorld所提出的申诉，只有20%受访者表示支持SolarWorld。
&如果听从民意的话，反对声音远远超出Solarworld这一方。& 阿特斯太阳能全球市场高级总监张含冰提醒记者注意，该公司在美国分公司雇佣人员达30人。如果依照光伏业带动相关产业职位创造的机会1：6来计算，阿特斯在美国间接创造了180个职位，&由此可见，如美国光伏业继续朝着平价上网电价方向发展，将会给美国创造更多的就业机会，同时也能进一步推动清洁能源在美国乃至全球的发展&。
在德国拜尔光伏公司董事长王学军看来，目前的形势是中美双方发挥各自的优势，形成两个相互依存的产业和市场。美国EPC建设市场处于本土企业高度垄断的局面，且贡献的就业人数大大高于光伏制造企业贡献，&双反&通过&就是把这方面的联系粗暴切断&。
由于中国优质而廉价的光伏组件的大量供应，且在今年价格迅速降低43%，2009年到2010年，全美太阳能电池板安装量增长了102%，美国还有3万兆瓦太阳能项目等待核准。
&双反&立案后一旦通过，对中国组件或加征双位数以上的惩罚性关税，变相推高美国电站安装成本；而市场的萎缩也让中国厂商不敢进口上游设备，由是伤害美国设备商和下游厂商利益，这也是绝大部分美国光伏厂商反对CASM主因。
在中国机电产品进出口商会组织下，包括无锡尚德、阿特斯太阳能、中盛光电等14家中国光伏企业已联合抗辩美国&双反&。李磊称，此次抗辩的14家企业囊括了中国最大的生产商和出口商，加上更多美方光伏企业支持，&显然会增大我们胜诉几率&。
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