11月13日下午，北京大学图书馆与九三学社北京大学委员会合作主办的“科技之光｜前沿科技&书香九三@燕园”系列讲座第十一讲在图书馆北配楼科学报告厅举行。北京大学博雅特聘教授、国家杰出青年科学基金获得者、国家重点研发计划“纳米科技”重点专项总体专家组成员马仁敏教授受邀作题为“光之碗：探索纳米激光的边界与可能”的讲座，讲座由北京大学图书馆副研究馆员、九三学社北京大学委员会副主委王旭主持，中国科学院院士程和平莅临现场，来自全校多个院系的60余位师生和校友报名参加现场讲座。

讲座现场

讲座伊始，马仁敏从物理学发展史出发，回顾了普朗克、爱因斯坦等科学家在光辐射领域的经典思考，带领听众重温了受激辐射与光量子两个基础概念的提出过程。他生动地讲解了激光技术的诞生：从1954年微波激射器（Maser）的发明，到1960年梅曼（T. H. Maiman）制造出世界上首台光学波段激光器，再到激光技术所开创的利用相干光束探索世界的全新时代。从科学研究到工业应用，激光技术在过去60多年间的发展中，深刻地影响了人类社会的方方面面。

马仁敏作讲座

在讲座中，马仁敏结合科技前沿，深入剖析了光场在时间、频率、动量和空间维度进行极端局域化的重要意义，并阐明了其在推动激光技术持续突破中的核心作用。他引用了多个与激光相关的诺贝尔奖成果，展示了光场局域化如何推动现代科学研究走向深处。例如，在时间维度极端局域化光场可以得到超快的阿秒激光（2023年诺贝尔物理学奖），为观测微观世界中粒子的超快运动提供了可能；在频率维度极端局域化光场可以得到用来构建精密干涉装置所需的频率稳定激光，使引力波探测成为可能（2017年诺贝尔物理学奖）。这些突破不仅引领了科学研究的深入发展，还在工业制造、生物医疗和信息技术等领域产生了深远影响，开拓了广泛而多样的实际应用。此外，马仁敏进一步指出，不同尺度的激光器具有不同的物理特性和应用场景，而进一步缩小激光器的尺度则为探索新物理和开发新应用创造了更多可能性。自20世纪90年代以来，微型化激光器因其在信息技术、医疗诊断等领域的巨大应用潜力，始终是国际学术界关注的重点研究方向之一。

在技术挑战方面，他从光与物质相互作用时间、强度以及频率与相位控制三个维度，阐述了当前面临的关键难题，包括：光学纳腔最长可存储光子的时间（Q值）、纳米激光模式体积的最小尺度（V值），以及是否能够实现基于纳米激光的光频相控阵。他详细介绍了团队在研究中取得的重要进展，包括发现动量空间模式锁定的光场局域机理和奇点色散方程，并基于这些新原理成功实现了具有迄今最高光腔Q/V值的转角纳腔，介电体系亚衍射极限奇点激光，以及相位同步可重构莫尔纳米激光阵列。

程和平进行提问

现场师生提问

讲座结束后，马仁敏与听众进行了热烈而深入的交流互动。程和平针就纳米激光阵列的理论推演和实际应用提出了富有启发性的问题和建议，激起了现场热烈的讨论。马仁敏围绕听众提出的关于局域光场、模式调控等问题，分享了自己的科研经验和理解。

主讲人简介：

马仁敏，北京大学博雅特聘教授，国家杰出青年科学基金获得者，国家重点研发计划“纳米科技”重点专项总体专家组成员。从事微纳激光物理与器件研究，确证了等离激元纳米激光的性能优势；提出并实现了莫尔纳米激光，打破了纳米激光只能实现单个或固定阵列相干激射的局限，实现了可重构莫尔纳米激光阵列；提出了奇点色散方程，构建了在电介质体系中突破光学衍射极限的理论框架，并实现了迄今为止模式体积最小的激光器。发表的论文包括5篇Science和Nature，8篇Nature Physics、Nature Nanotechnology和Nature Materials，被引用10,000余次。研究成果入选2018美国物理学会Physics年度重点成果、2018和2020中国光学十大进展、2020中国半导体十大研究进展、2020中国百篇最具国际影响学术论文，2024中关村论坛年会重大成果。曾获科学探索奖、中国光学学会王大珩光学奖、王选青年学者奖、全国百篇优秀博士论文奖、叶企孙实验物理一等奖、北京大学优秀博士论文指导教师奖（2019、2020、2021）等。

专题链接：“前沿科技”系列讲座