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做精益求精科研人:2019年王大珩光学奖获得者申艺杰


  来源: 清华大学精密仪器系 时间:2021-04-16 编辑:仪器仪表WXF
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申艺杰,2019年获得清华大学精密仪器系光学工程专业博士学位,2019年3月到6月期间受邀作为访问学者于南非金山大学物理学院结构光实验室(Andrew Forbes课题组)与南非CSIR国家激光中心进行合作研究。现为英国南安普顿大学高级研究员(Senior Research Fellow)玛丽·居里学者研究员(Marie S.-Curie Research Fellow),博士生导师,于光电研究中心(Optoelectronics Research Centre,ORC)纳米光学与超材料组(Nikolay I. Zheludev课题组)开展研究。当前的研究领域为结构光操控,光学角动量,量子纠缠,超快非线性光学,纳米光学与超材料。


申艺杰是2019年王大珩光学奖获得者,现为中国光学学会会员、中国力学学会会员、美国光学学会(OSA)特邀会员(系统与仪器组资深会员)、中国国家一级计算机制图员。担任Opt. Lett., Opt. Express, IEEE Photon. J., J. Opt.等多个国际学术期刊审稿人,英国皇家物理学会(IOP)J. Opt. 期刊学术顾问委员会成员。在国际学术会议及研究机构做学术报告10余次,以第一作者及通讯作者在物理及光学领域知名期刊Light: Sci. & Appl., Optica, Phys. Rev. A, Opt. Lett., Opt. Express等发表学术论文40余篇并有超过五百次引用。


追寻 · 漫漫科研路


谈及自己的科研之路,申艺杰感慨万千。其中令他印象最深的是两次专业方向上的“大转弯”。申艺杰本科就读于华南理工大学的机械工程自动化专业,后凭借优异的成绩保送到了清华大学精密仪器系激光与光子技术研究室。近些年来光学领域各种新发现的、奇异的光子性质始终吸引着他,他也怀着对光学的满腔热爱,选择了激光技术作为研究方向,一次从“机械”到“光学”领域的大转弯。为了紧跟科学前沿、充分利用实验室优势,他结合自身的研究兴趣,选择研制具有各种特殊性能的新型激光器作为研究方向。


如果说这第一次“大转弯”靠的是热情,那么第二次靠的就是智慧了,因为这才是博士课题中一次的真正涅槃。经过博士一年级基础知识的学习以及在实验室的磨练,与导师的商议讨论后,申艺杰将博士研究课题正式确定为高功率飞秒激光技术。为了在实验指标上完成新的突破,他瞄准了一种新型的宽带荧光晶体——Yb:CALGO。但当他费尽千辛万苦终于拿到从德国采购到的晶体时,国际上利用该晶体实现的一些新指标已经被抢先发表了出来。


申艺杰在清华大学精仪系激光室实验室

申艺杰在清华大学精仪系激光室实验室


虽然想法被别人抢先验证和发表令申艺杰备受打击,但他并没有灰心。经过持续调研和思考,申艺杰被另一个学术问题点亮了灵感。他发现高功率飞秒激光技术除了在时间上的脉冲问题备受关注,空间结构光问题也是时下的热点。特别是结合光子轨道角动量的涡旋光束问题,该问题让经典光学与量子光学产生了联系,具有极高的研究潜力。于是他果断放弃原有的研究计划,将研究方向从时间转向空间,从脉冲结构转向涡旋结构。压抑不住内心的激动,申艺杰抓紧每分每秒设计实验,功夫不负有心人,最终取得了成功。他首次实现了Yb:CALGO激光的涡旋光束,借助新晶体优异的性能,将系统的轨道角动量可调谐范围比同类方案提高了一个量级,并且使调谐方法和可控性都有了较大改良。这个重要的成果及其延伸工作很快被多份权威光学期刊陆续接收和发表,其中便包括发表在Nature旗下光学顶级期刊Light: Science & Applications的综述文章。申艺杰的博士课题就这样从飞秒激光转变为涡旋光束方向,完成了从时间向空间的华丽转身。


在申艺杰的眼里,科研本身就可以看作一种兴趣,是一个值得享受的过程。“我是清华大学艺术团的成员,沉浸在科研里就像享受音乐一样。音乐与光学本身是有密切联系和共通之处的,它们的载体——声音和光,都是一种波动现象。”每当在实验室研究复杂激光器时,申艺杰都感觉在谱写一曲光学领域的华美乐章。能够感受到这种艺术同科学间交互与美感,也是他专注科研并取得成功的良方。


申艺杰在清华军乐队

申艺杰在清华军乐队


收获 · 与精仪共成长


回首在精仪系学习生活的时光,在这里,申艺杰不仅收获了丰富的知识,也深刻地体会到了精益求精的精神。在申艺杰眼里,精仪系是提供机会,让他全面掌握光学、光电子以及量子等领域的基础知识的平台。在这里,学习感兴趣的研究方向使他充满了热情,同时也面对着很多的挑战。


关键词:王大珩光学奖 申艺杰    浏览量:1638

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