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    1. 新型光場調控物理及應用重大研究計劃 2022年度項目指南

      【校內截止日期】2022年7月22日16時


      新型光場調控物理及應用重大研究計劃面向光學及其交叉領域的研究前沿與應用需求,資助新型光場產生、調控及其與物質相互作用等方面的研究,旨在通過光場與物質相互作用物理過程的精密控制,獲得具有特定多維度(偏振、位相、頻率、振幅、脈寬及模場)時空結構的新型光場;研究新型光場對原子、分子、電子和人工微納結構等體系的調控,發現新現象和揭示新物理;并推動光學在信息、化學、生命和材料領域的交叉應用。

      一、科學目標

        探討新型光場的構建、傳播、測量與相干控制,提出具有原創性的學術思想,形成一些新的物理概念及相關的光場多維調控方法,為其在物理、信息處理與通信、材料、化學與生命等研究及應用中提供物理基礎;通過光場多維調控,研究新型光場與物質相互作用,發現一系列新現象與新效應,產生若干原始思想,并開發出相應的原創技術,逐步形成具有國際影響的學派,進一步提升我國的科學競爭力和科學地位,實現從并行到引領的跨越;通過本重大研究計劃的實施,在光場調控技術方面為國家解決相關的重大需求,為國民經濟的可持續發展和國家安全等提供基礎性和前瞻性的科學技術儲備,造就一支高水平、結構合理的研究隊伍,產生若干具有國際重要影響的領軍人物。

      二、核心科學問題

        本重大研究計劃以新型光場多維度調控物理及應用為主線,圍繞新型光場多維度精確構建、調控及表征;調控新光場與物質相互作用的新物理、新效應和新應用研究關鍵科學問題開展研究工作。

      三、2022年度資助計劃

        本重大研究計劃本年度只資助集成項目。圍繞核心科學目標和指標展開聯合攻關,擬資助集成項目7項,直接費用資助強度為500萬元-700萬元/項,資助期限為3年,申請書中研究期限應填寫“2023年1月1日-2025年12月31日”。

      四、2022年度資助研究方向

        本重大研究計劃2022年度瞄準計劃總體科學目標,主要在以下7個方向進行集成:

        (一)大能量阿秒脈沖產生及應用。

        實現大能量、高聚焦強度阿秒脈沖;發展阿秒時間分辨和原子尺度空間分辨的X射線瞬態吸收光譜技術及非線性光譜技術,研究分子和固體內的電荷遷移過程與操控;研究極端條件下物質的光學特性、超快能量弛豫及結構演化過程;實現高時空分辨的固體價電子分布的測量;揭示相關阿秒非線性物理效應。

        (二)高時空分辨成像表征及微納結構光場調控機理研究與應用。

        開展飛秒寬譜光發射電子顯微成像等技術應用,利用時間、空間、能量、動量等多維度高分辨原位表征技術研究低維金屬、半導體及復合微納結構中局域場的時空演化。探索光場模式轉換、谷自旋電子學及光學非線性等超快過程,揭示局域光場對電子、激子、極化激元等調控機理。實現0.1立方微米、100飛秒尺度上光場調控的實驗表征,為發展高性能光電信息材料及芯片提供支撐。

        (三)微腔非對稱光場調控及集成光子器件應用。

        探索微腔新型光場產生、調控的新機制和新方法,實現具有單向傳輸、定向出射等特性的微腔新型光場;基于片上集成微腔實現隔離度超過30 dB的寬帶光學隔離器件、手征度超過0.99的可重構單向激光等高性能光子器件,支撐新一代光子信息處理芯片研究。

        (四)k波矢的極限調控及其傳感與成像應用。

        探索極端條件下光場k波矢在空間采樣率極限、超大波長覆蓋范圍極限、深亞波長尺度內高位相梯度變化極限三大核心問題,實現復雜條件下光場成像空間極值信息和極端信息熵的獲取,為超高精度成像與定位技術提升提供解決方案,分別實現成像分辨率達十分之一波長,最大消色差帶寬1.2倍中心波長,皮米量級定位精度能力,并實現若干重要應用演示。

        (五)激子極化激元納光源與超快調控。

        利用不同體系微腔激子極化激元,實現室溫下的玻色凝聚,以及納米尺度的激光與非經典光源。實現飛秒時間分辨的室溫激子極化激元凝聚建立和演化的超快動力測量,及其超高速精確調控,演示基于宏觀量子態的超快開關、放大、激射等功能,研制可片上集成、低功耗、高速信息處理的納光源器件原型。

        (六)飛秒調控光場與能量轉移動力學研究。

        通過紅外-極紫外超快光場調控,在原子分子尺度上精確測量氣相及凝聚相界面超快動力學,研究量子態分辨的超快成像,原子分子共振光電離及其誘導核運動,凝聚相界面振動態耦合規律,實現光場軌道及自旋角動量對等離激元、光電離、高次諧波等的調控,揭示光電離中電子波包及核波包演化、界面電子振動耦合調控能量轉移機制。

        (七)超寬譜紅外飛秒激光和強太赫茲輻射在生物醫學中的應用。

        基于可調諧超寬譜紅外飛秒激光脈沖,發展新型紅外光多光子顯微成像技術,實現生物組織多模態、大深度、高分辨多光子成像,為腦科學研究、癌癥早期診斷、精準治療提供新手段;基于強太赫茲輻射源,解決制約太赫茲生物研究中水吸收等瓶頸問題,揭示老年癡呆等神經退行性疾病蛋白纖維化機理,為神經退行性疾病的治療提供新思路。

      五、項目遴選的基本原則

        為確保實現總體目標,集成項目注重強強聯合,發揮各自優勢并加強合作。圍繞本重大研究計劃核心科學問題和關鍵科學目標,每個項目要有各自的科學目標和關鍵指標,明確擬取得的重大突破。鼓勵開展多學科實質性交叉合作研究,特別是光場調控物理在化學、生命、信息和材料領域的交叉應用。

      六、申請要求及注意事項

        (一)申請條件。

        本重大研究計劃項目申請人應當具備以下條件:

        1. 具有承擔基礎研究課題的經歷;

        2. 具有高級專業技術職務(職稱)。

        在站博士后研究人員、正在攻讀研究生學位以及無工作單位或者所在單位不是依托單位的人員不得作為申請人進行申請。

        (二)限項申請規定。

        執行《2022年度國家自然科學基金項目指南》“申請規定”中限項申請規定的相關要求。

        (三)申請注意事項。

        1.申請人在填報申請書前,應當認真閱讀本項目指南、《2022年度國家自然科學基金項目指南》和《關于2022年度國家自然科學基金項目申請與結題等有關事項的通告》中相關要求。

        2.本重大研究計劃項目實行無紙化申請。申請書提交日期為2022年7月15日—7月25日16時。項目申請書采用在線方式撰寫。對申請人具體要求如下:

        (1)申請人應當按照科學基金網絡信息系統中重大研究計劃項目的填報說明與撰寫提綱要求在線填寫和提交電子申請書及附件材料。

        (2)本重大研究計劃將緊密圍繞核心科學問題,對多學科相關研究進行戰略性的方向引導和優勢整合,成為一個項目集群。申請人應根據本重大研究計劃擬解決的具體科學問題和本指南公布的擬資助研究方向,自行擬定項目名稱、科學目標、研究內容、技術路線和相應的研究經費等。

        (3)申請書中的資助類別選擇“重大研究計劃”,亞類說明選擇“集成項目”,附注說明選擇“新型光場調控物理及應用”,根據申請的具體研究內容選擇相應的申請代碼。

      集成項目的合作研究單位不得超過4個。

        (4)申請書須具有明確的關鍵科學問題,并應論述與本指南最接近的科學問題的關系,以及對解決核心科學問題和重大研究計劃總體目標的貢獻。

        如果申請人已經承擔與本重大研究計劃相關的其他科技計劃項目,應當在申請書正文的“研究基礎與工作條件”部分論述申請項目與其他相關項目的區別與聯系。

        2.依托單位應當按照要求完成依托單位承諾、組織申請以及審核申請材料等工作。在2022年7月25日16時前通過信息系統逐項確認提交本單位電子申請書及附件材料,并于7月26日16時前在線提交本單位項目申請清單。

        3.其他注意事項。

        (1)為實現重大研究計劃總體科學目標和多學科集成,獲得資助的項目負責人應當承諾遵守相關數據和資料管理與共享的規定,項目執行過程中應關注與本重大研究計劃其他項目之間的相互支撐關系。

        (2)為加強項目的學術交流,促進項目群的形成和多學科交叉與集成,本重大研究計劃將每年舉辦一次資助項目的年度學術交流會,并將不定期地組織相關領域的學術研討會。獲資助項目負責人有義務參加本重大研究計劃指導專家組和管理工作組所組織的上述學術交流活動,并認真開展學術交流。

        (四)咨詢方式。

        國家自然科學基金委員會數學物理科學部物理科學一處

        聯系電話:010-62325055

       


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