瑞典皇家科学院10月2日宣布,将2018年诺贝尔物理学奖授予发明光镊技术的美国物理学家阿瑟·阿什金(Arthur Ashkin),以及开创了啁啾脉冲放大技术的法国物理学家热拉尔·穆鲁(Gérard Mourou)和加拿大物理学家唐娜·斯特里克兰(Donna Strickland),以表彰他们在激光物理学领域的突破性贡献。

详见诺贝尔奖官网  https://www.nobelprize.org/

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【以下三位获奖者的简介转自 微信公众号  环球科学ScientificAmerican

阿瑟·阿什金(Arthur Ashkin),美国科学家,曾在贝尔实验室和朗讯科技公司工作他在20世纪60年代后期开始了用激光操纵微粒的工作,这导致了1986年光学镊子的发明。他还开创了光学俘获过程,最终用于操纵原子,分子和生物细胞。

1970年,阿瑟·阿什金在贝尔实验室首次报告了微米级粒子的光学散射。随后,阿什金团队开创了今天所称的“光学镊子”:他将单束激光引入高数值孔径物镜形成了三维光学势阱,证明光学势阱可以无损伤地操纵活体物质。目前所说的光镊即是这样一种三维全光学势阱。

光学镊子在多个领域具有重要用途。1997年,朱棣文正是因为使用这项技术俘获原子而获得诺贝尔物理学奖。80年代后期,阿什金首次将该技术应用于生物学,利用它捕获单个烟草花叶病毒和大肠杆菌。

光学摄子被用于合成生物学,以构建人造细胞的组织样网络,并将合成膜融合在一起以启动生化反应。2003年,光学摄子技术应用于细胞分类领域,通过在样品区域上创建大的光强度图案,可以通过其固有的光学特性对细胞进行分类。光学摄子也被可以被用于探测细胞骨架,测量生物聚合物的粘弹性,并研究细胞运动性。2011年,提出了一种生物分子检测方法,并在2013年进行了实验证明。

唐娜·斯特里克兰(Donna Strickland),加拿大滑铁卢大学教授,啁啾脉冲放大技术(Chirped Pulse Amplification, 简称CPA技术)发明者之一、美国光学学会前主席。她曾获得过隆研究学者奖、科特雷尔学者奖和总理杰出研究奖。

热拉尔·穆鲁(Gérard Mourou),法国ENSTA极端光研究所所长和巴黎综合理工学院教授,作为国际激光研究与应用领域的顶尖学者,Gérard Mourou教授在超快激光、高速电子学及其应用等领域做出许多杰出贡献。他与Donna Strickland一起,共同发明了一种称为啁啾脉冲放大(CPA)技术。

唐娜·斯特里克兰(Donna Strickland)发明了多频拉曼产生超短脉冲(Ultrashort pulse generation through multi-frequency Raman generation)斯特里克兰研究非线性光学技术的多频拉曼生成(MRG)。在MRG中,用两个具有与振动或转动频率相匹配的频率间隔的强泵浦分子气体,产生从红外到紫外的大量拉曼级。其所在的滑铁卢大学超快激光研究小组研制出一种高强度、双色钛宝石激光器,是研究MRG的理想光源。这种相干的非线性相互作用允许拉曼级被相控在一起以产生一系列非常短的脉冲,接近单个飞秒持续时间,这可以用来制作分子运动的“冻结框架”影像。

热拉尔·穆鲁与他的学生斯特里克兰共同发明了啁啾脉冲放大技术(CPA)。这项技术使得短激光脉冲(10^-15秒)的扩大成为可能,使其达到极高的峰值功率,相当于太瓦(10^12瓦)。它使激光科学领域产生了空前的革新,该项技术发明可以应用在不同的分支,包括核物理与粒子物理学。其在相关的医学领域的应用,已经促进了白内障和眼屈光手术的发展。