亚纳米拉曼成像与星地量子密钥分发：2013中国光学重大突破

"这篇摘要介绍了2013年中国光学领域的两个重要成就，分别是基于等离激元增强拉曼散射的单分子化学成像技术和星地量子密钥分发的实验验证。" 第一项成果是关于高分辨化学识别与成像的突破。由中国科学技术大学侯建国院士团队引领的研究，他们首次实现了亚纳米分辨率的单个卟啉分子拉曼成像。通过将高分辨扫描隧道显微技术与拉曼光谱技术相结合，并利用隧道结中的纳腔等离激元作为“天线”，他们成功地实现了非线性拉曼散射效应，无需传统的两束脉冲激光。这一创新极大地提升了拉曼光谱的探测灵敏度和空间分辨率，将技术推向了亚分子亚纳米级别，为单分子尺度的化学识别与成像提供了可能。这项工作对理解微观世界的反应机制、生物分子成像，尤其是DNA测序等领域具有深远影响，同时也开启了研究单分子非线性光学和光化学过程的新路径。这项成果被广泛认可，入选了“2013年中国十大科技进展”和“2013年中国科学十大进展”。 第二项成就是关于量子通信技术的进展，特别是量子密钥分发。量子密钥分发因其无条件的安全性，一直是科研的重点。研究团队针对全球化量子密钥分发，通过低轨道卫星进行了全方位的实验验证。这种基于卫星的方案被认为是实现远距离和全球任意两点量子密钥分发最具潜力的方法。然而，文中并未详细展开卫星量子密钥分发的具体技术细节。 这两项成果展示了中国在光学领域的前沿研究和技术创新，对科学界产生了重大影响，并推动了相关领域的科技进步。