11月29日，美國光學學會（OSA）發(fā)布了2019年30項世界光學年度亮點成果（Optics & Photonics News: Optics in 2019）。中科院空天信息創(chuàng)新研究院（以下簡稱空天院）光學工程研究部發(fā)布的“鋒芒光束穿透大氣湍流傳輸（Pin-Like Optical Beams to Penetrate Turbulence）”科研成果入選。OSA的年度亮點成果?？O立于1990年，每年都會面向世界評選出30項最令人振奮的科研成果。此前，我國大陸地區(qū)以第一作者單位共有12項成果入選。

抑制大氣湍流對激光束傳輸?shù)挠绊懸恢笔鞘澜缧噪y題，制約著激光通信、激光探測等諸多應用的發(fā)展。由于湍流的隨機性、易變性等特點，人們一直難以找到合適的機理和方法抑制它的影響。經(jīng)過十余年的研究和理解，空天院科研團隊認為，大氣湍流對激光束的影響是在傳輸中引入隨機橫向波矢造成的，因此率先提出了通過構建特殊光場分布，使激光在傳輸過程中逐步消除橫向波矢，從而產生出能夠抑制大氣湍流影響的穩(wěn)態(tài)光場。相比于傳統(tǒng)大氣湍流抑制方法，該方法應用難度和成本大大降低。經(jīng)過多年的探索，空天院先后突破了高效率調制、長距離傳輸?shù)汝P鍵技術，使得該項技術正在逐步走向實用。

研究中，利用該機理和方法，空天院在世界上率先構建了一種鋒芒狀光束，并采用簡單的光路系統(tǒng)，實現(xiàn)了公里級傳輸，相比于國際上此類光束最遠的傳輸距離（米級），提升了三個數(shù)量級，并且產生效率達到了90%以上，如圖1所示。因此，被評審專家認為是“令人印象深刻的（impressive）”的科研成果。

該技術和方法有望大幅降低大氣湍流抑制的難度和成本，從而推動大氣湍流抑制技術真正走向實用，提升激光通信、激光探測等應用系統(tǒng)的工作性能。

該項成果最先在2019年5月5日舉辦的CLEO會議上發(fā)布，其后被美國應用物理快報-光子學雜志（APL Photonics）錄用發(fā)表，被編委們認定為“該雜志最好的科研成果之一（one of the journal’s best）”，并在網(wǎng)站首頁的首要位置進行了宣傳報道。

該項成果獲得了中科院重任局專項基金、空天院創(chuàng)新基金的資助和支持。

圖. 公里級鋒芒光束的大氣湍流影響抑制效果

（a）實現(xiàn)公里級鋒芒傳輸?shù)墓饴方Y構

（b）傳統(tǒng)高斯光束的公里級傳輸

（c）同等條件下鋒芒光束的傳輸效果