1. 我想報南開大學的光學研究生,不知道哪個研究方向好就業,請各位前輩指點一二,感激不盡!01光學感測
光學就業都不好。除了光通信還稍微好一點。要是我選,只能01, 05, 08了。
2. 光學工程下面幾個方向哪個有前途,有錢賺啊
我也是光學工程的,有些具體的方向不知道,就跟你說說我們導師和同學所談的一些經驗(不一定全對,僅供參考)。
紅外和微光相對熱門,高校和研究所這一塊項目和經費都是最多。搞這行軍用民用都可以,市場較大,也比較賺錢。圖像處理,視頻技術,光電檢測,多數都用於這個方面。
光學設計運用領域大,而且學這塊的人不多,目前挺缺這方面人才的,就業較容易。它和精密儀器和測控技術這個方向都屬於傳統光學,發展相對成熟,不過你想將來搞研究的話發展空間不大,用於技術領域還可以。
光學感測,微納技術,集成光學,光纖通信,激光和光電子技術,這些處於正在發展階段,都是比較新的技術,雖然不太成熟,但發展空間很大,適合用於做研究。但這些方面的企業不多,因為還太新,目前還沒有很大的市場。
我就知道這么多。你是不是讀研究生要確定方向,如果不著急你可以先學基礎課慢慢了解。一般學校會讓你以後再確定。
給你幾個關於光學的論壇地址,你可以去了解了解,將來也能去下資料,很豐富哦!
光電在線http://www.oeol.org/bbs/index.php
光電論壇http://bbs.oecr.com/index.php
光行天下http://www.opticsky.cn/index.php(強烈推薦這個)
祝你成功!
3. 物理學(光電方向)專業的前景如何
還可以,因為光電方向是現在比較前沿的專業,還有很多領域很沒有得到很好的研究。特別是在光學領域。光電方向的專業學起來會覺得有一點抽象!
4. 光學的哪個研究方向更具就業前景
光學工程就業前景:
有專業人士把光學工程分為兩類,一類從橫向看,光學工程可以選擇的研究所好公司相對來講還是比較少 的,就業面要窄一些,相比之下就遠不如機械、電子等專業好就業。從縱向來看,以上幾大類型的專業的就業面,相對來講都差不多,就業前景以及就業面都比較好。
光學工程就業方向:
1.光電成像器件以及寬束電子光學:主要從事各種光電成像器件的原理與技術、設計、檢測以及應用技術。
2.虛擬現實與增強現實技術:主要從事虛擬現實與增強現實演算法、技術、系統,及各領域的應用方面研究工作。
3.微光與紅外熱成像技術:主要從事微光與紅外成像探測理論、技術與系統的設計、測試、模擬模擬及總體技術。
4.空間光學與自適應光學:主要從事空間光學及自適應光學理論、技術與系統及其應用等方面的研究工作。
5. 超快超強激光及其科學應用發展趨勢研究
一、前言
激光出現後,依託鎖模技術進入了飛秒(10–15 s)超快時代,並迅速應用到物理、生物、化學和材料等前沿基礎科學研究。Zewail 教授因飛秒化學方面的開創性研究榮獲 1999 年諾貝爾化學獎。啁啾脈沖放大技術(CPA)進一步將激光推進到了超強時代 [1] ,相關科學家榮獲 2018 年諾貝爾物理學獎。
超快超強激光是指同時具有超快時域特性和超高峰值功率特性的特殊光場,為人類在實驗室中創造出了前所未有的超快時間、超高強場、超高溫度和超高壓力等極端物理條件,極大地促進了物理、化學、生物、材料、醫學以及交叉學科等前沿科學的發展與進步。可以認為,超快超強激光是用於拓展人類認知的前沿基礎科學研究最重要的工具之一,在某些方面甚至是獨一無二、不可替代的研究手段。
超快超強激光技術在推動前沿基礎科學研究持續拓展的同時,又面臨著前沿基礎科學研究因自身深化 探索 而新增的能力支撐需求,這為激光技術體系發展賦予了強勁的牽引力。本文著重梳理超快超強激光的發展與科學應用需求以及國內外技術發展情況,在此基礎上就我國的領域發展目標和重點方向開展論證分析,以期為我國激光技術的穩步發展提供方向參照。
二、超快超強激光應用與發展需求分析
超快超強激光在相關前沿基礎科學研究中的應用拓展,亟需進一步提升激光參數, 探索 利用激光脈沖的其他參量來將超快和超強前沿基礎科學研究推進到更為深入的物質層次。根據前沿科學研究目標的差異,未來領域應用與發展的需求集中在以下兩部分。
(一)超快激光及其科學應用
這一方向的未來發展需求可細分為阿秒激光乃至仄秒激光、極紫外 – 太赫茲全波段多維度參量精密可控的飛秒超快激光。
阿秒激光乃至仄秒激光追求採用更短脈沖寬度的超快激光來研究物質內部更快的超快過程,需要發展更高脈沖能量、更短脈沖寬度、更高光子能量的高性能阿秒(10–18 s)激光。將阿秒脈沖的光子能量推進到硬 X 射線波段和伽馬射線波段,將脈沖寬度推進到仄秒(10–21 s)的時間尺度,從而將人類能夠 探索 的物質層次從原子 / 分子水平推進到原子核尺度 [2] 。
飛秒時間尺度對應著原子 / 分子、材料、生物蛋白、化學反應等豐富物質體系的超快過程,有著廣泛而重要的應用。隨著研究的進一步拓展與深入,需要 探索 更加豐富和復雜的超快動力學過程,以致控制這些超快過程。為了對超快激光更多維度的參量特性進行調制和利用,不僅需要將飛秒激光的光譜拓展到紅外 – 太赫茲波段、真空紫外 – 極紫外波段,還需要發展包括時域、振幅、相位、光譜、偏振、空間模式等多維度參量在內的精密調控飛秒超快激光,以極紫外 – 太赫茲全波段多維度參量精密可控的飛秒超快激光為代表。
(二)超強激光及其科學應用
根據定位和應用目標的差異,這一方向可分為低重復頻率超高峰值功率超強激光、高重復頻率高平均功率超強激光。其中,低重復頻率是指激光脈沖重復頻率在 10 Hz 及以下,高重復頻率是指激光脈沖重復頻率在 1 kHz 及以上。
唯有利用超強激光,人類方可在實驗室中產生宇宙星體內部和原子核內部才有的極端物理條件。利用低重復頻率超高峰值功率超強激光,可在實驗室中研究激光粒子加速、光核物理、伽馬光 – 光對撞等微觀尺度的前沿物理問題,也可在宏觀尺度上研究超新星爆發、太陽耀斑、黑洞吸積盤噴流等天體物理現象,還可研究引力波、暗物質、真空物理等拓展人類未知的前沿基礎科學。針對國家重大理論與實驗研究的需求,如激光粒子加速器、核嬗變等核物理、高能物理、激光聚變能源新途徑、激光核醫學等,低重復頻率超高峰值功率超強激光提供了重要的科學研究工具。
在與國家戰略需求相關的應用領域,如空天安全、空天環境物理等方面,高平均功率的超強激光是重要的驅動工具,以能夠適應空天特殊環境的高重復頻率超強激光為典型。高重復頻率高平均功率的超強激光產生超強質子束、電子束、中子束、X 射線、伽馬射線,以致超強太赫茲脈沖等次級超強光源作為新型工具,可以拓展到光核反應、激光推進、核聚變能源和核廢料處理、疾病治療等更為前沿的重大基礎科學研究和實際應用中。
三、超快超強激光國內外研究現狀
(一)超快激光及其科學應用
1. 阿秒超快激光
近 20 年的發展歷程表明,寬頻高次諧波產生阿秒脈沖來拓展應用的根本局限在於單脈沖能量偏低,國際主流的解決途徑是建立高功率和長波長的飛秒超快激光系統。歐盟投資數億歐元,在匈牙利建立了極端光裝置 – 阿秒脈沖源(ELI-ALPS),通過兩個拍瓦激光系統產生高峰值功率和高平均功率的阿秒脈沖 [3] 。長波長的中紅外飛秒激光脈沖系統可產生更高光子能量和更短脈沖寬度的阿秒脈沖 [4] ,因此眾多研究機構均在這方面開展工作。高重復頻率阿秒激光研究也取得重要進展 [5] 。另外,通過 X 射線自由電子激光(XFEL)產生阿秒脈沖也獲得了初步驗證, XFEL 在產生高光子能量(硬X 射線和伽馬射線波段)的高功率阿秒脈沖方面具有一定優勢。
國內阿秒激光研究集中在中國科學院所屬的上海光學精密機械研究所、物理研究所、西安光學精密機械研究所等科研機構。由於總體布局較晚,當前研究水平仍然相對落後。2009 年,上海光學精密機械研究所測量了阿秒脈沖鏈的脈沖寬度,獲得了近傅里葉變換極限的阿秒脈沖激光。2013 年,物理研究所產生並測量了單個阿秒脈沖,獲得了脈沖寬度為 160 as 的脈沖激光。西安光學精密機械研究所在阿秒脈沖激光研究方面承擔了較多任務。國內高等院校,如華中 科技 大學、華東師范大學、北京大學、國防 科技 大學等也在開展阿秒激光的相關研究。此外,一些研究機構還在高功率激光加速產生高能電子和伽馬射線等方面開展了系列工作。
2. 飛秒超快激光
利用非線性光學方法,國際上早已將飛秒激光的波長從可見 – 近紅外波段拓展到深紫外 – 紫外、紅外 – 太赫茲波段。自由電子激光器也已獲得真空紫外和極紫外波段以及太赫茲超快飛秒激光,具有高能量和波長可調諧的優勢,但相關裝置較為復雜。為了研究更復雜豐富的超快動力學過程,多參量光場精密調控和多波長飛秒超快激光也獲得了發展。
國內較多研究團隊直接採用商用進口的飛秒激光器,疊加非線性效應來拓展波長等參量。在光場精密調控和多波長飛秒超快激光方面,上海光學精密機械研究所、上海 科技 大學、西安交通大學等機構完成了系列研究。2019 年,中國科學院大連化學物理研究所構建的自由電子激光器已經投入運行,在 50~200 nm 真空紫外與極紫外波段實現了波長連續可調的超快激光輸出,發揮了飛秒超快激光對基礎科學研究的支撐和拓展作用 [6] 。中國工程物理研究院利用自由電子激光實現了太赫茲波段超快激光輸出。
(二)超強激光及其科學應用
這一方向的國際研究進展快速且競爭激烈,世界上已建成 50 多套拍瓦級激光裝置 [7] 。
1. 低重復頻率超高峰值功率超強激光
歐盟、美國、日本、韓國、俄羅斯等國家或地區均在建設十拍瓦級激光重大科學裝置。近期多個國家或地區提出了 100~200 PW 重大激光科學裝置的發展計劃。歐盟 10 多個國家的近 40 個科研機構聯合提出超強光基礎設施(ELI)計劃,旨在發展200 PW 超強激光裝置,已被納入歐盟未來大科學裝置發展路線圖;2019 年實現了 10 PW 超強激光輸出 [8] 。法國 Apollon 激光裝置 [9] 2017 年實現了5 PW 激光輸出,2018 年實現了 10 PW 激光輸出,更高指標輸出目前有所延遲。英國 Vulcan 激光裝置 [10] 計劃採用光參量啁啾脈沖放大(OPCPA)技術,將輸出脈沖峰值功率由拍瓦級提升至十拍瓦級。俄羅斯規劃用於極端光學研究的艾瓦中心(XCELS)擬實現 200 PW 峰值功率,待建激光裝置包含 12 束功率為 15 PW、脈沖寬度為 25 fs 超強激光,利用相干合成技術來輸出激光 [11] 。日本激光快速點燃實驗項目(LFEX)裝置已經實現了皮秒量級、脈沖能量達 2 kJ 的拍瓦激光輸出,主要用於支持快點火激光核聚變、天體物理方面的研究。韓國光州科學技術院(GIST)基於鈦寶石 CPA 方案,在 0.1 Hz 重復頻率下實現了 4.2 PW 激光輸出 [12] 。美國羅徹斯特大學 OMEGA EP 裝置具有 1 kJ/1 ps/1 PW 的激光輸出能力,同步提出了百拍瓦級超強激光的發展構想。
國內低重復頻率超高峰值功率超強激光研究方向起步較早,已經形成了實力較強、梯隊合理的研究隊伍。自 1996 年起,每兩年召開 1 次的「全國強場激光物理會議」顯著促進了相關領域的學術交流和研究進展。近年來,我國在此方向取得了一些重要研究成果,部分成果已經處於國際領先水平。2017 年,中國工程物理研究院基於大口徑三硼酸鋰(LBO)晶體和 OPCPA 技術路線獲得了近5 PW 超強激光輸出 [13] 。上海光學精密機械研究所利用鈦寶石 CPA 方案,2016 年在國際上率先實現5 PW 激光輸出,2017 年在國際上率先實現 10 PW 放大輸出 [14] ;利用 OPCPA 技術也實現了 1 PW 激光輸出 [15] ;2018 年在國際上率先立項並啟動建設百拍瓦級超強激光裝置。此外,一些高等院校近期也提出了建設數十拍瓦級激光裝置的規劃設想。
2. 高重復頻率高平均功率超強激光
這一方向的技術方法主要分為碟片超快激光和光纖超快激光。碟片激光器在解決增益介質的熱效應管理問題之後,實現了平均功率為千瓦級的輸出。光纖飛秒激光具有散熱好、集成方便靈活、光束質量好、轉換效率高等優勢,且可實現 1 MHz 以上重復頻率的激光放大,近年來獲得迅速發展。受限於非線性效應,光纖中的 CPA 輸出能量和功率還不高。
2012 年,國際知名學者 Mourou 教授在歐盟組織啟動了「國際放大相干網路」(ICAN)計劃 [16] ,旨在推動基於光纖飛秒激光及其組束技術的發展,實現高重復頻率、高平均功率和高峰值功率的超強激光脈沖, 探索 應用於新一代粒子加速器的驅動源。在 ICAN 計劃(10 J/100 fs/10 kHz 超強激光)框架下,德國耶拿大學牽頭完成了光纖飛秒激光時間與空間組束的眾多研究。例如,已經採用 16 束光纖飛秒激光合束獲得了平均功率為千瓦級的高重復頻率激光輸出;提出的空間相干組束(16 32)與時間相干組束或脈沖堆積相結合的新技術方案,有望更加經濟地實現 300 fs/100 TW 超強激光輸出 [17] 。
國內高重復頻率高平均功率超強激光還缺乏系統的研究布局,僅有上海光學精密機械研究所、北京大學、國防 科技 大學、天津大學等少量研究單位各自在分立的核心技術方向上開展研究和 探索 ,如高性能增益光纖研製、碟片激光放大技術、光纖飛秒振盪器、光纖 CPA 技術、空間激光組束、脈沖時間堆積和脈沖壓縮等。一些科研機構和高等院校對大模場面積增益光纖、高能量高功率飛秒激光等技術方向進行了持續研究。鑒於在微加工領域應用的良好前景,國內諸多企業開展了數十瓦功率的光纖飛秒激光產品研製,部分企業已經推出了功率為 50 W 及以上的飛秒超快激光產品。盡管發展迅速,但大多數產品需要採用國外的關鍵器件,而具有自主知識產權的關鍵器件還較少。整體來看,這方面的研究較為分散,尚未在產業鏈條上形成系統規劃和分工協作的局面。
四、我國超快超強激光發展思路與目標
(一)超快激光及其科學應用
1. 阿秒超快激光
阿秒脈沖的光子能量突破至 1 keV 乃至 10 keV 水平,支持開展阿秒超快內殼層電子動力學、電子自旋 – 軌道動力學等基礎物理過程、大分子乃至生物大分子等復雜結構的超快電子動力學與結構變化等研究。涉及的關鍵技術包括:高功率、少周期、載波包絡相位穩定的中紅外激光系統,高亮度千電子伏特級阿秒激光脈沖產生,高分辨電子與多電子動量測量,通過康普頓散射方法將光子能量推進到硬 X 射線波段和伽馬射線波段。
超快脈沖的脈沖寬度突破至仄秒水平,支持開展深內殼層電子動力學乃至原子核的動力學研究。阿秒脈沖的光子能量達到 10 keV 水平乃至伽馬射線波段,阿秒脈沖寬度具備進入仄秒時間尺度的可能性。涉及的關鍵技術包括:與提高產生效率相關的技術,與實際應用相關的超快測量技術,仄秒脈沖寬度測量等。
2. 飛秒超快激光
隨著飛秒超快光譜基礎科學研究的發展,除了利用脈沖時域特性以外,光譜和偏振特性也是可以利用的重要特性。後續主要研究思路為:發展兆赫茲重復頻率極紫外 – 太赫茲波段寬頻飛秒激光,發展高性能、多波長的飛秒激光脈沖和多波長飛秒光頻梳,實現同時脈沖形狀和空間徑向偏振(或渦旋)的、精密調控的特殊時空結構飛秒激光;發展吉赫茲重復頻率超快激光,突破單光子和量子糾纏等新型超快光譜技術,提升超快光譜的穩定性和探測效率,支持更加純粹的微觀體系和更加復雜的多體超快動力學過程研究;利用多參量精密可控的超快激光,研究腦科學、腫瘤、生物發育與再生等方面的生物過程精密光控制。
(二)超強激光及其科學應用
1. 低重復頻率超高峰值功率超強激光
需求牽引在於重大前沿物理科學問題研究,以期拓展人類認知。後續發展方向依然是繼續提升激光的峰值功率(從 100 PW 到 1 EW),搶占最高聚焦功率密度(1025 W/cm2 )的技術高地,為科學前沿研究提供最先進的極端物理條件。為了提升這類前沿實驗的效率和可靠性,還應適當提升超強激光的重復頻率,開展渦旋光等特殊光場的超強激光輸出及其應用研究;時空電場精密控制與波長調諧的超強激光將進一步拓展應用范圍。隨著激光聚焦功率密度的不斷提升,激光脈沖的時間對比度要求越來越高,應針對性開展有關輸出與測量的創新研究。此外,大口徑激光聚焦的創新研究和設計成為發展亟需,在有效提升聚焦功率密度的同時,可緩解放大輸出激光能量伴生的成本問題。
峰值功率和重復頻率是未來研究發展的突破口。預計在 2025 年、2030 年和 2035 年,將分別實現 100 PW、500 PW 和 1000 PW(1 EW)峰值功率的激光輸出,在重復頻率方面也將取得突破性提升。①利用 5 年左右的時間,實現單發 100 PW 峰值功率輸出、重復頻率 10 PW 激光輸出;激光裝置進行真空極化處理,支持天體物理、反物質等基礎研究初步取得開創性科研成果。②利用 10 年左右的時間,通過提升泵浦激光能量來突破大尺寸光柵等關鍵元器件的研製和延壽問題,利用空間激光合束等方法實現 500 PW 激光輸出,支持開展引力波、暗物質等前沿重大研究。③利用 15 年左右的時間,在更高功率泵浦激光方面,通過提升大尺寸光柵等關鍵元器件的尺寸和損傷閾值,結合空間相干組束方法來實現艾瓦級激光輸出;發展新型聚焦系統,將聚焦功率密度提升至 1025 W/cm2 ; 探索 基於光和物質相互作用的新原理、新方法來實現艾瓦級激光輸出,為激光發展開拓新的技術方案;獲得達到近量子電動力學(QED)區域的超強激光,支持開展更加前沿的強場激光物理研究。
2. 高重復頻率高平均功率超強激光
根據我國的現有技術水平、技術發展預期和國家重大需求,高重復頻率高平均功率超強激光發展具有以下發展趨勢。①利用 5 年左右的時間,重點掌握飛秒光纖 CPA、空間相干組束、脈沖時間堆積、大能量脈沖壓縮等核心技術,通過路徑和設計創新,降低這類激光的復雜性、難度和成本。②利用 10 年左右的時間,在實驗室中產生太瓦級千赫茲重復頻率的超強激光輸出;重點開展強場激光物理中的高次諧波產生阿秒激光脈沖、激光電子加速等研究,獲得高通量的阿秒激光脈沖,促進原子 / 分子和材料中阿秒動力學研究的發展;通過激光技術突破來帶動工業應用的大發展,降低光纖飛秒激光的功率成本。③利用 15 年左右的時間,實現十太瓦級千赫茲以上重復頻率的超強激光輸出;通過工業領域的批量應用來驅動光纖飛秒激光功率成本的顯著降低;對太瓦級激光進行空間合束,在實驗室中實現十太瓦級高重復頻率的超強激光;重點開展小型化粒子加速器研究,促進高重復頻率、高能量質子束在醫療領域的拓展應用;利用激光產生的高能中子源, 探索 激光聚變能源和核廢料處理等重要方面的應用。
五、超快超強激光的重點技術方向
1. 阿秒超快激光
未來重點發展方向主要包括:高能量單個阿秒激光脈沖,高平均功率(高重復頻率)阿秒激光,高光子能量阿秒脈沖,拓展阿秒脈沖應用的小型化高重復頻率阿秒脈沖。相關的技術發展方向為:高品質的少周期(含中紅外)激光脈沖技術,簡單便捷的阿秒激光脈沖測量技術、新型阿秒激光應用技術,高品質高亮度硬 X 射線和伽馬射線產生技術、仄秒激光技術等。
2. 飛秒超快激光
未來重點發展方向主要包括:多波長高性能飛秒激光技術,寬頻雙頻 / 多頻梳飛秒激光技術,兆赫茲高重復頻率高性能真空紫外 – 極紫外、紅外 –太赫茲超快激光技術,徑向偏振和渦旋等特殊偏振與空間模式的飛秒激光技術,吉赫茲高重復頻率小型化量子點超快激光技術,垂直腔面發射(VCSEL)超快激光技術,涉及時域、光譜、偏振、空間、相位和振幅等多維度光場精密調控的飛秒激光技術等。
3. 低重復頻率超高峰值功率超強激光
聚焦功率密度、對比度是最重要的參數指標,應進一步發展放大技術、脈沖壓縮技術、空間聚焦技術、對比度提升與測量技術。未來重點技術方向具體包括:高通量放大技術(即超大能量的 CPA 或 OPCPA 技術以及對應的超大口徑激光晶體或非線性晶體研製),等離子體拉曼放大和准參量啁啾脈沖放大(QPCPA)等新型放大技術,新型壓縮器設計及大口徑、高損傷閾值壓縮光柵的研製,大口徑超強激光組束技術,激光脈沖對比度提升與單發測量技術,大口徑超強激光時空特性在線測量技術,大口徑超強激光波前整形與新型高性能聚焦系統設計,超強激光時空電場精密控制與波長調諧技術,超強激光脈沖的腔外脈沖壓縮技術,渦旋、徑向偏振等特殊光場的超強激光產生及其應用等。
4. 高重復頻率高平均功率超強激光
未來重點發展方向主要包括:新型飛秒光纖放大、新型碟片激光放大技術,高重復頻率飛秒激光脈沖時間堆積與空間相干組束技術及其衍生創新技術,空間相干組束中甚多束激光的相位測量與主動反饋控制技術,新型飛秒激光放大的特殊光纖設計與加工技術,脈沖壓縮與色散管理技術,高重復頻率激光泵浦源技術,高重復頻率放大過程中熱效應管理技術,高性能增益光纖、高性能啁啾光纖光柵與透射光柵等核心元器件研製,時空光場精密控制與波長調諧技術等。
六、對策建議
(3)提高人類認知的基礎科學研究,不僅需要本國科研人員的創新創造,還需要全球科學家的聰明才智。加強國際交流合作,吸引國際性人才開展聯合研究,進一步加速和提升相關科學研究。在超強激光這些我國已經處於領先地位的領域方向以及一些具有引領性、顛覆性創新的研究方向,可以考慮在「一帶一路」倡議框架下,開展重大基礎科學裝置建設,以我國為主並吸引其他國家(如亞洲國家、俄羅斯等)開展聯合研究和技術攻關。通過基礎科研成果共享(類似 ELI 計劃和黑洞探測計劃等)來提升我國 科技 創新的國際影響力。
(4)為了更好更快實現基礎研究成果服務於國家經濟 社會 發展需求的目標,建議科研機構和高等院校加強與企業的合作,促進超快超強激光方面實用型 科技 成果的高效轉化。同時加強知識產權保護與管理,做好技術風險防範工作。
6. 北大的光學專業好不好
北京大學光學學科是「211工程」和「985工程」重點建設內容,是國家重點學科和「人工微結構和介觀物理國家重點實驗室」的主要支撐學科。光學所以隊伍建設為核心,以提高創新能力和服務國家重大需求為責任,以建設一流學科為目標,全面推進人才隊伍、設備和基礎建設,取得了顯著成效,科研和教學實力大幅度提高,在國內外的影響力日益增加,形成了具有國際競爭力的光學科研和教學重要基地。
師資隊伍:建設了一支梯隊結構合理、具有重大科技攻關能力的研究團隊,優秀青年人才迅速成長。擁有國家基金委數理學部光學學科唯一的創新群體和首批長江特聘教授崗位。現有中科院院士(兼職)3人,教授6人,其中長江特聘教授1人,國家973項目和國家重大研究計劃項目首席科學家2人(全職)加1人(兼職),博士生導師11人。研究方向:為了提高自主創新能力和服務國家重大需求,在多年的科研基礎上,凝練而形成了具有特色和優勢的介觀光學、飛秒超快超強光物理、光子學新材料與器件和量子光學與量子信息四個研究方向。這四個研究方向均列為國家「973」項目「介觀光學與新一代納/微光子學器件」(首席科學家:龔旗煌教授)、「超強超短激光與強場超快科學中若乾重大挑戰性問題」(首席科學家:徐至展院士)和國家重大研究計劃項目「新型分子和受限小量子體系的制備、光電磁功能及其調控的研究」(首席科學家:李焱教授)的重要內容,並得到國家基金委優秀創新群體項目「飛秒光物理與介觀光學」和多項重點項目等的支持,形成了明顯的特色和優勢。在創新研究和服務國家需求兩方面均做出重要貢獻。人才培養:擁有本科生科研基地,本科生科研取得很好的成果。完善了研究生培養體系,培養的研究生獲得多項科研獎勵,現在他們活躍在國內外各個大學、研究所和企業。研究平台:建設了500多平方米的超凈實驗室,建成了能夠承擔國家重大科研任務的先進激光和光學研究平台,圖書文獻得以全面保障。交流合作:以國家重點實驗室等基地為依託,與多學科交叉融合,涌現新的生長點。與中科院成立聯合中心,實質性開展了強強合作和優秀資源共享。積極與國際重要學術機構開展合作研究。學科成員已擔任Optics Letters、Chemical Physics Letters等國內外重要雜志編委、副主編和Nonlinear Optical Phenomena and Applications (SPIE), Asian Conference on Ultrafast Phenomena等學術會議主席。本學科已成為國內外學術交流最重要中心之一。
主要研究方向簡介:
介觀光學:圍繞具有重要科學前沿和應用背景的介觀光學開展理論和實驗研究,發展波長和小於波長尺度下光傳播和相互作用的理論及分析方法,建設新的介觀光學制備、表徵和研究系統,實現納/微光子學單元器件及其集成。
飛秒超快超強光物理:研究飛秒強光和原子、分子的相互作用機理,分子超快動力學行為及其飛秒強光調控,阿秒脈沖的產生和應用,以及飛秒激光在非線性介質中的傳輸。研究各種新型有機及無機功能材料中的飛秒時間分辨的動力學過程,非線性光學過程及應用。發展飛秒超短超強激光脈沖三維微/納加工等技術。
光子學新材料與器件:有機電致發光、有機太陽能和非線性光限幅材料研究;開發研製激光器與Raman光譜探測技術並促進實際應用。
量子光學和量子信息:以量子理論研究光與物質的相互作用,相干原子系綜中的量子信息及其調控過程。
研究人員及其研究方向、聯系方式如下:
姓名 性別 職稱 研究方向1 研究方向2 聯系方式 院士否
徐至展 男 研究員
博導 飛秒超快超強光物理 62765884
[email protected] Y
郭光燦 男 教授
博導 量子光學和量子信息 62765884
[email protected] Y
張傑 男 教授
博導 飛秒超快超強光物理 62765884
[email protected] Y
龔旗煌 男 教授
博導 介觀光學 飛秒超快超強光物理 62765884
[email protected] N
王若鵬 男 教授
博導 量子光學和量子信息 介觀光學 62752990
[email protected] N
張家森 男 教授
博導 介觀光學 62753932
[email protected] N
蔣紅兵 女 教授
博導 飛秒超快超強光物理 62754986
[email protected] N
李焱 男 教授
博導 光子學新材料與器件 飛秒超快超強光物理 62754990
[email protected] N
陳志堅 男 副教授
博導 光子學新材料與器件 介觀光學 62754990
[email protected] N
杜為民 男 副教授 光子學新材料與器件 62757387
[email protected] N
古英 女 副教授
博導 量子光學和量子信息 介觀光學 62752882
[email protected] N
劉春玲 女 副教授
博導 光子學新材料與器件 62754990
[email protected] N
肖立新 男 副教授 光子學新材料與器件 介觀光學 62754990
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王樹峰 男 副教授 飛秒超快超強光物理 62754990
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吳成印 男 副教授 飛秒超快超強光物理 62754986
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彭良友 男 副教授 飛秒超快超強光物理 62752882
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胡小永 男 副教授 介觀光學 光子學新材料與器件 62752882
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7. 復旦電光源和西安交大電氣研究生如何選擇
可以看看今年的分數線,西交電氣越來越難考了。初試需要400才有底氣,380被刷的大有人在。
一是西交電氣實力很強。A+學科,I有國家重點實驗室,研究方向齊全,師資力量強大
二是西交電氣就業很好。以國網總部為例,今年校招一共7人,清華2人,西交2人,華科1人,浙大1人,華電1人;以最熱門的江蘇電網為例,今年西交去的人數僅次於東南、河海,位列外省院校第一。
三是西郊研究生住宿環境好,碩士都是單間。
復旦的電光源,專業全國第一,基本不讀研,本科畢業後被大公司直接招走。在復旦大學的光學學科,有五位博士生導師,另有二位雙聘博士生導師,他們從事的研究工作領域包括:量子點和納米材料在生物體系中的應用,表面光物理,飛秒微加工和表面改性,納米材料,有機材料和生物系統等新型材料的超快光物理研究和非線性光學特性研究。
光學學科具有一些先進的實驗設備, 如飛秒激光器和超快光物理測試裝置,激光共焦顯微鏡,熒光光譜儀,顯微拉曼光譜儀,MBE材料生長設備等。利用這些設備,我們可以進行多種材料的超快光物理特性和光譜研究,納米級材料和生物體的相互作用,非線性光學特性研究等。
本學科現承擔多項國家級研究項目,招收有博士和碩士研究生二十餘名,他們都參加到學科的研究工作中。
8. 物理九大基本學科
力學
聲學
熱學
分子物理學
電磁學
光學
原子物理學
原子核物理學
固體物理學
物理學是研究物質的結構、相互作用和運動規律以及它們的各種實際應用的科學.它是自然科學的基礎,是近代科學技術的主要源泉.
物理學是一門基礎學科.在物理學研究過程中形成和發展起來的基本概念、基本理論、基本實驗手段和精密測量方法,不但成為其它學科諸如天文學、化學、生物學、地學、醫學、農業科學和計量學等學科的組成部分,還推動了這些學科的發展.物理學還與其它學科相互滲透,產生了一系列交叉學科,如化學物理、生物物理、大氣物理、海洋物理、地球物理、天體物理等.
物理學也是各種技術學科和工程學科的共同基礎.在近代物理發展的基礎上,產生了許多新的技術學科,如核能與其它能源技術,半導體電子技術,材料科學等,從而有力的促進了生產技術的發展和變革.19世紀以來,人類歷史上的四次產業革命和工業革命都是以對物理某些領域的基本規律認識的突破為前提的.當代,物理學科研究的突破不斷導致各種高新技術的產生和發展,從而在近代物理學與許多高科技學科之間形成一片相互交疊的基礎性研究與應用性研究相結合的寬廣領域.物理學科與技術學科各自根據自身的特點,從不同的角度對這些領域的研究,既促進了物理學的發展和應用,又促進了高科技的發展和提高.
通常根據研究的物質運動形態和具體對象不同,物理學可主要分為如下幾個二級學科:理論物理、粒子物理與原子核物理、原子與分子物理、凝聚態物理、等離子體物理、聲學、光學以及無線電物理,本專業的主要涉及光學、凝聚態物理和理論物理三個二級學科十學科方向.
主要研究方向及其內容:
1.光信息存儲與顯示(光學)
X射線影像存儲材料和電子俘獲光存儲材料的制備、性能、存儲機理及其應用的研究;有機、無機電致發光材料的制備、傳輸機制、激發態過程的機理及其顯示器件的研究.
2.光電子材料與器件物理(光學)
研究稀土發光、半導體發光、陰極射線發光、高能射線發光、上轉換發光、長余輝發光、白光LED照明、無汞熒光燈、光學薄膜基本設計、超聲、光存儲、有機發光、載流子傳輸材料、有機光致發光和電致發光材料等的制備;研究光致發光和電致發光機理、載流子傳輸機制等;研究發光二極體、無機有機薄膜電致發光器件、厚膜交/直流驅動軟屏、電子油墨(或電子紙)、光電探測器等光電子器件;研究這些材料和器件的新技術和新工藝以及它們的應用.
3.激光與光電檢測技術(光學)
主要研究各種激光與光電檢測方法、技術及其應用,包括激光干涉測量技術、光電感測技術、激光超聲技術、激光多普勒振動檢測技術、紅外檢測技術、激光掃描測量技術及微納米測量技術等.此外常規的無損檢測手段中光電技術的使用也是本領域的研究內容之一.
4.光信息傳輸與光信號處理(光學)
研究光在各種光纖和各種光波導中的傳輸特性,以及由它們構成的光纖通信系統與光纖感測系統.包括導波光學、非線性光纖光學、光纖通信系統;以及利用光纖構成的感測系統,比如電壓、電流、氣體等感測器和智能蒙皮、分布感測系統、生物光纖感測器等.並涉及到全光網路、全光信號處理等方面的研究課題.
5.光物理(光學)
本研究方向在激光與原子、分子、團簇及凝聚態物質的相互作用、光學超快現象、光與生物體相互作用和THZ光的理論和應用等前沿課題上開展深入系統的研究.研究領域涉及激光與物質的相互作用及其用於激光探測等基礎研究和應用基礎研究,希望在非線性光學、激光與原子分子相互作用、OCT、超快光物理、有機聚合物的光子學和THz物理等研究方面取得突破性的進展,開拓和發展若干新的研究方向,為國家經濟建設服務.
6.稀土物理(凝聚態物理)
本方向研究凝聚態物質中稀土離子的能級和激發態過程.當前研究的主要方向是稀土離子高能激發態的結構,輻射躍遷,無輻射躍遷,電子--聲子偶合,組合混雜,真空紫外激發的稀土發光材料中的物理問題.
7.納米結構與低維物理(凝聚態物理)
低維體系是研究小空間尺度的新的物理效應,已成為凝聚態物理最活躍和最富有生命力的重要前言領域之一,它與物理、化學、生物、醫葯學、材料、電子學、光電子學、磁學、能源和環境等多學科交叉,該體系的能帶可人工剪裁性、表面界面效應、量子尺寸效應、隧穿效應等賦予它許多原來三維固體不具備的、內涵豐富而深刻的新現象、新效應、新規律,並廣泛地被用來開發具有新原理、新結構的固態電子、光電子器件.
8.固體發光(凝聚態物理)
固體發光是固體光學的一個重要組成部分,它是物體將吸收的能量轉化為光輻射的過程.它主要包括:光致發光、陰極射線發光、高能射線發光、電致發光和生物發光等.固體發光有很多重要的應用,例如:照明光源、陰極射線等各種發光顯示器、高密度光存儲材料、核輻射探測等.近年來固體光學又有很多新的發展,諸如有機電致發光、多孔硅、低維體系、量子剪裁等.本研究方向瞄準學科前沿,主要開展了無機及有機電致發光材料及機理、發光存儲材料及機理、上轉換材料及機理等諸多有特色的研究工作.
9.數學物理與計算物理(理論物理)
數學物理學是以研究物理問題為目標的數學理論和數學方法.它探討物理現象的數學模型,即尋求物理現象的數學描述和詮釋和.從二十世紀開始,由於物理學內容的更新,數學物理也有了新的面貌.伴隨著對電磁理論,量子理論和引力場的深入研究,人們的時空觀念發生了根本的變化,數學物理成為研究物理現象的有力工具.隨著電子計算機的發展,數學物理中的許多問題可以通過數值計算來解決,由此發展起來的計算物理都發揮著越來越大的作用.計算機直接模擬物理模型也成為重要的方法.本研究方向主要研究廣義相對論和宇宙學,數學物理的幾何結構,大型物理體系的數值計算和並行演算法等.
10.凝聚態理論(理論物理)
理論物理的一個重要分支是凝聚態物理中的量子多體理論,它是應用現代多體理論和量子場論研究凝聚態物理中的新現象、揭示新現象中的物理本質.當前研究的主要方向:計算凝聚態物理,強關聯電子系統和介觀體系中的物理問題,低維量子系統中的電聲相互作用,凝聚物質中的量子輸運理論,以及非費米液體、自旋輸運和Mott相變等.
9. 如果專業是物理學研究方向是光學將來可以干什麼
,如果想選擇光學工程方向學習的話,大家一定要查清楚學校的實驗室信息,研究方向,有什麼成果。那些很大概率就是大家未來要做的事情。各高校做光學工程的,什麼都有,可謂天差地別。現在信息時代了,雖然課題組內部具體的信息很難查,但是總體研究方向的信息是很容易得到的。然後根據方向再進一步搜索資料。請千萬不要忽略選擇。
很多時候,就業前景不取決於大家的能力,取決於市場。大家即使學得出類拔萃,如果學習的大方向錯了,從純粹功利角度看就事倍功半。
個人覺得比較好就業的方向有:
1.傳統的光學設計,光學製造加工方向
2.激光方向,激光加工,高功率光纖激光器,半導體激光器等等
3.光纖通信方向
4.光電子器件方向,包括通信用光電子集成器件,顯示屏,CMOS/CCD等等
10. 超快光物理就業前景
不好。截止2022年10月18日,超快光物理專業是一個比較冷門的專業,需要的人才相對比較少,也就意味著學起來比較難,所以就業前景不算太好。