她在纳米尺度上“驯服”光

作者:雷蕾摄影: 视频: 来源:《复旦》校报发布时间:2026-05-23

从晨曦到霓虹,光无处不在。而在纳米尺度上“驯服”光的行踪,是复旦大学未来信息创新学院青年研究员王丹青的专长。从光子学到纳米材料,再到量子系统,她的科研“版图”不断扩展。2025年,她凭借突破性贡献入选“35岁以下科技创新35人”亚太区榜单。

王丹青的研究领域是微纳光学。中学时她相信物理是“万物之理”,进入南京大学物理学院后,直到大二走进课题组,才真正找到兴趣所在。在祝世宁院士和李涛教授指导下,她对光的研究热情被点燃。

本科毕业后,她赴美国西北大学攻读应用物理博士。博士阶段的第一项系统工作,却让她经历了数月“至暗时刻”。团队尝试构造微米尺度超晶格,使多个光学模式同时输出不同颜色的纳米激光,但实验现象完全超出预期——两个距离很远的结构竟产生耦合。她反复验证、推翻假设,最终从实验现象反推机制,发现长程光学作用可用能带理论解释。

另一项工作,灵感来自变色龙。变色龙皮肤表面有一种名为“鸟嘌呤”的纳米晶体排列方式,呈现出规则的周期性结构,当皮肤被拉伸或放松时,晶体之间的间距就会发生变化,从而改变反射光的波长,呈现出不同的颜色。王丹青由此想到:能否把这种自然界的变色机制,用在激光器上?

王丹青和团队设计了一种可拉伸的纳米激光器,将金纳米颗粒排列成周期性晶格,嵌入弹性聚合物基底中,再填入液态染料作为增益介质。当基底被拉伸,颗粒间距增大,激光波长向长波方向移动,释放后又恢复如初。这项成果,有望为未来可穿戴设备及柔性光学显示技术带来突破性进展。

博士毕业后,王丹青获得米勒博士后奖学金,前往加州大学伯克利分校。她主动跳出舒适区,探索近零介电常数材料。她发现光在其中波长被拉伸、相位均匀,产生极强近场增强效应,薄膜间可产生长程光学耦合,为新型量子模拟平台提供新思路。

2024年,王丹青回国加入复旦大学。“未来信息创新学院的平台很棒,飞秒激光和超净间对刚起步的课题组很关键。”复旦宽松自由的科研氛围,也给了她极大的研究自由度。

作为女性科研工作者,她坦言各阶段女性同行数量逐渐减少,“科研和性别无关,重要的是摸索适合自己的工作方法”。她坚持每周与学生一对一交流,追求“亦师亦友”的状态。工作之余,她习惯记周记、亲近自然,最近还喜欢上养花。办公室的茉莉、家中的富贵竹,正如她回国一年半的历程:在新环境中逐渐扎根、抽芽。

有趣的是,她发现名字里藏着“光的密码”——丹是红色,青是蓝绿色,红、绿、蓝正是色光三原色。“好像冥冥之中注定要踏上这条路。”她希望未来在微纳光学和光子集成方向突破,与电子芯片融合,为AI时代的算力需求提供光子芯片解决方案。

回顾自己的经历,王丹青坦言,她的人生轨迹正如她所研究的光:在不同介质中折射、反射、干涉,最终汇聚成一束明亮而稳定的激光。如果要送给年轻时的自己一句话,她说:“遵循内心的选择。有些事情可能当时困惑,过五年、十年,答案自然会浮现。”

 本报记者 雷蕾


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