9.近红外生物成像窗口的高效宽带消色差超构透镜
“超构表面"作为一种超薄的微纳结构，为解决设备小型化、集成化的需求提供了一个很好的平台。
哈尔滨工业大学（深圳）肖淑敏微纳光子学实验室借助由C4对称的基本单元构成的二氧化钛超构表面并凭借先进的微纳加工手段，设计并制备出了工作于近红外成像窗口的高效率宽带消色差超构透镜。首次将二氧化钛微纳制备的深宽比提高到37.5，是先前记录的2.5倍。实验结果表明该消色差超构透镜在650-1000nm（纳米）波段范围内实现消色差成像，平均聚焦效率破纪录地高达88.5%。
同时，通过生物成像实验进行对比，消色差超构透镜成像质量媲美商用物镜，在分辨率方面要优于商用物镜。前述工作对于生物医疗，集成光学以及微纳制备的发展具有重要意义。
10. 非线性黄昆方程与太赫兹巨非线性效应的实现
著名的黄昆方程揭示了横光学声子与光子耦合成为声子极化激元的物理本质，成为极化激元研究的物理开端。
最近，南开大学研究团队及合作者提出并推演了非线性黄昆方程，预言并证实了一种由极性晶体受激声子极化激元介导的光与物质相互作用新机制。在该机制的作用下，太赫兹波段的非线性可以提高五个数量级左右。这一发现为光与物质相互作用、太赫兹科学与技术、极性晶体材料调控、自旋量子比特的光调控等研究提供了一条新的途径。
2021中国光学十大进展应用研究类（10项）入选名单
1. 纳米尺度六维光信息复用
光的波长、偏振、轨道角动量等物理维度可以建立正交的数据通道，利用光的物理维度作为信息的载体可以提高光信息技术的容量和安全性。
暨南大学和上海理工大学等联合研究团队通过携带光子轨道角动量的紧聚焦涡旋光场，揭示了光信息存储介质产生轨道角动量响应的机制，首次在纳米尺度下实现了轨道角动量、偏振、波长及三维空间上的六维光信息复用存储技术。
前述技术不仅可以促进与轨道角动量相关的基础科学研究，而且有望为下一代大容量光信息通讯、存储技术提供新思路。
2.基于形态学分级结构设计的辐射降温光学超材料织物
华中科技大学陶光明团队与多家科研和产业单位联合创新，基于形态学分级设计研发无源降温光学超材料织物，实现了太阳辐射波段92.4%的反射率以及中红外波段94.5%的发射率。
光学超材料织物具有可产业级宏量制造的优势，与我国完备的化纤纺织行业体系相兼容。在户外暴晒环境的降温测试中，相较于商用棉织物，光学超材料织物可为人体降温近5摄氏度；在模拟汽车测试中，光学超材料织物可为汽车内部降温近30摄氏度。
前述研究实现了跨领域多学科协同创新，代表了智能织物在光学和热管理领域取得的重要进展，启示并推动传统工业的创新与发展。3.基于吸收型存储器的多模式量子中继
量子中继可以克服信道损耗实现远程的量子通信。已有的量子中继都是基于发射型量子存储器构建的，其物理系统单一导致通讯速率受限。
中国科学技术大学李传锋、周宗权研究团队利用固态量子存储器和外置纠缠光源，成功演示量子中继的基本链路，并展现了多模式复用在量子中继中的加速作用，为实用化高速量子网络的构建打下了坚实的基础。
