軟物質(zhì)與生物光子學(xué)及量子光學(xué)

在知識的海洋中,每一場講座都是一座閃耀著獨(dú)特光芒的燈塔。2025年5月21日上午,南京大學(xué)現(xiàn)代工學(xué)光電論壇青年專場,暨晶萃光學(xué)JCOPTIX“追光計劃”系列活動——“追光者”講壇,特別邀請斯洛文尼亞約瑟夫·斯蒂芬研究所(Jo?ef Stefan Institute)與盧布爾雅那大學(xué)(University of Ljubljana) Matja? Humar教授,為大家?guī)硪粓鲇嘘P(guān)軟物質(zhì)與生物光子學(xué)及量子光學(xué)的精彩分享。
Matja? Humar,斯洛文尼亞約瑟夫·斯蒂芬研究所(Jo?ef Stefan Institute)與盧布爾雅那大學(xué)(University of Ljubljana)教授,生物光子學(xué)、軟物質(zhì)光子學(xué)與量子光學(xué)實(shí)驗室負(fù)責(zé)人,于2012年獲得博士學(xué)位,其研究聚焦于光子學(xué)、量子光學(xué)、軟物質(zhì)與生物系統(tǒng)的交叉領(lǐng)域,研究方向為液晶微滴構(gòu)成的光學(xué)微諧振器與激光器。2013-2016年,在哈佛醫(yī)學(xué)院(Harvard Medical School)和麻省理工總醫(yī)院(Massachusetts General Hospital)擔(dān)任博士后研究員,期間開創(chuàng)了細(xì)胞內(nèi)激光器的研發(fā)工作。曾獲多項著名科研項目資助,包括兩次瑪麗·居里學(xué)者基金(Marie Sktodowska-Curie Fellowships)和兩項歐洲研究理事會(ERC)資助。并發(fā)表了多篇高影響力論文,其中部分成果發(fā)表于《自然》(Nature)及《自然·光子學(xué)》(Nature Photonics)等頂級期刊,并在軟光子學(xué)領(lǐng)域擁有多項國際專利。
本次報告由南京大學(xué)現(xiàn)代工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院張利劍教授主持,南京大學(xué)副校長陸延青教授致開場詞,介紹Matja? Humar教授的研究方向和應(yīng)用領(lǐng)域,展望追光論壇的發(fā)展與未來軟物質(zhì)光學(xué)的應(yīng)用前景,為青年追光人指引方向。本場報告采用線下講座與線上直播結(jié)合的方式進(jìn)行,與全平臺的老師同學(xué)們深入探討了軟物質(zhì)光子學(xué)在生物組織檢測中的發(fā)展和創(chuàng)新技術(shù)突破。晶萃光學(xué)JCOPTIX為答謝Humar教授的出席和精彩分享,特別制作紀(jì)念品,由陸延青教授頒發(fā)。隨著Humar教授登臺,一場關(guān)于軟物質(zhì)光子學(xué)與量子光學(xué)的精彩分享正式開啟。
生物組織的微觀探測是被科學(xué)工作者廣泛研究的課題,其中軟物質(zhì)光子學(xué)是一種具有重要意義的生物光子學(xué)探索手段。本場報告從激光器的結(jié)構(gòu)切入,展示了細(xì)胞內(nèi)激光器的多維變量,層層遞進(jìn)地揭示了細(xì)胞內(nèi)激光器構(gòu)成方式和如何作用于生物組織,尤其強(qiáng)調(diào)了細(xì)胞內(nèi)激光器與生物組織相互作用時的信號探測和分析。通過對細(xì)胞內(nèi)激光器施加不同激發(fā)波長實(shí)現(xiàn)組織深度信息的區(qū)分,增加了軟物質(zhì)光子學(xué)的調(diào)控靈活性。近年來,不同生物熒光成像手段不斷開發(fā),如熒光染料成像、熒光探針顯微成像等,其中如何平衡光毒性備受關(guān)注,基于熒光染料的光激發(fā)特性展開的軟物質(zhì)光子學(xué)深入研究了該問題。創(chuàng)新的肥皂泡激光器相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)外加激光帶來的電磁場變化對探測回波信號波動影響顯著,課題組展示了光纖傳輸光信號在生物組織中傳遞的擴(kuò)散形態(tài),利用回波信號的光譜條形碼與微型生物激光器的光譜對應(yīng)關(guān)系,課題組還進(jìn)一步探究了生物光子中量子光學(xué)與傳統(tǒng)量子力學(xué)的區(qū)別。
報告回顧了Humar教授實(shí)驗室在軟物質(zhì)與生物光子學(xué)研究領(lǐng)域的階段性成果和對量子光學(xué)的研究探索。開創(chuàng)性的細(xì)胞內(nèi)激光器的相關(guān)研究極大的提升了生物組織成像的便捷性和準(zhǔn)確性。結(jié)合熒光染料低能量激發(fā)技術(shù)有效提高了組織關(guān)聯(lián)的檢出效率。肥皂泡激光器這一新發(fā)現(xiàn)有助于開發(fā)全新微型激光器腔體和拓展光子力的測量方式。報告從細(xì)胞內(nèi)激光器的形態(tài)結(jié)構(gòu)和作用機(jī)理出發(fā),Humar教授展望了軟物質(zhì)生物光子學(xué)的應(yīng)用潛力,如在超分辨熒光成像中的低能量激發(fā),結(jié)構(gòu)光成像中高光譜特征提取、特殊光束的光場調(diào)控的光學(xué)模式生成等,同時展望了細(xì)胞內(nèi)激光器在生物組織成像、生物量子光學(xué)等的相關(guān)領(lǐng)域的研究內(nèi)容,最后全面介紹了細(xì)胞內(nèi)激光器的可食用、無毒性、清潔易用等特點(diǎn)的探索方向。
本場精彩報告引起了觀眾的濃厚興趣,交流環(huán)節(jié)觀眾們與Humar教授展開了熱烈的討論,從理論突破到技術(shù)創(chuàng)新。Humar教授認(rèn)真聆聽,用其豐富的專業(yè)知識和深入淺出的講解方式,為現(xiàn)場觀眾耐心答疑解惑探討未來的研究發(fā)展方向,為軟物質(zhì)與生物光子學(xué)的創(chuàng)新與應(yīng)用發(fā)展提供了啟發(fā)思路和方向。
作為南京大學(xué)校友企業(yè),同時也是本論壇的協(xié)辦單位,晶萃光學(xué)JCOPTIX自2023年底啟動了“追光計劃”系列活動,旨在打造一個促進(jìn)學(xué)術(shù)與技術(shù)交流、推動學(xué)科建設(shè)、培養(yǎng)光電領(lǐng)域人才的優(yōu)質(zhì)平臺。該計劃除了“追光者”講壇之外,還包含論文激勵方案和追光智匯等一系列活動,鼓勵追光者們在光電領(lǐng)域不懈探索與創(chuàng)新。
晶萃光學(xué)JCOPTIX誠摯地向所有新老朋友發(fā)出邀請,無論您是光電領(lǐng)域的資深專家,還是懷揣夢想、初出茅廬的青年學(xué)者,我們都渴望聽到您最新的研究成果分享,也期待與您共同探討科研道路上的心得體會。讓我們攜手并進(jìn),在光電的浩瀚星空中,共同追尋那束最耀眼的光芒!