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专题三:激光技术与应用
来源:彭一茱    发布时间:2020-10-28 20:15
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1.胡明列(天津大学)

个人简介:胡明列,博士,教授,博士生导师,现任天津大学研究生院学科办主任。兼任2018-2022年教育部电子信息类专业教学指导委员会委员。致力于新型高功率光纤飞秒激光技术的相关基础性研究工作。主持973计划课题、863计划课题、自然科学基金重大重点等多项国家和省部级项目。发表高水平学术期刊论文150余篇,被引用1000余次。全国优秀博士论文获得者,入选教育部新世纪优秀人才计划,获批自然科学基金优秀青年基金。光子晶体光纤飞秒激光技术入选“高等学校十大科技进展”,荣获教育部技术发明一等奖。

报告题目:光纤飞秒激光的时空调控研究

报告摘要:飞激光的前沿应用离不开对其参数的调控,通过时空调控可以在时间波形和空间分布上获得想要的形状。报告将介绍在光纤飞秒激光系统的基础上,如何通过时间和空间上的调控,实现高能量、周期量级短脉冲的飞秒激光输出;如何通同相位超模的运作实现高功率飞秒激光输出;如何通过空间相位器件的使用,实现多种飞秒结构光场,并实现相关应用。

 


2.庞盟(上海光学精密机械研究所)

个人简介:庞盟研究员,分别于2004年和2007年在天津大学和清华大学获得学士和硕士学位,2011年在香港理工大学获博士学位,导师为靳伟教授。2011年加入加拿大渥太华大学鲍晓毅教授课题组,从事博士后研究。2013年加入德国马普光学所Philip Russell课题组,先后任博士后,研究科学家,课题组组长。2019年受国家高层次人才青年项目资助回国,加入上海光机所强场激光物理国家重点实验室。庞盟博士的研究课题为超快光纤激光,非线性光纤光学,微结构光纤,光纤传感及器件等。迄今为止发表研究论文近30篇,包括Nature Photonics, Nature Communications, Optica等。

报告题目:Optoacoustic mode-locking of fibre lasers: from GHz-rate pulse generation to formation of optical supramolecules.

报告摘要:The tightly-trapped optoacoustic interaction in solid-core photonic crystal fiber (PCF) can be used to force fiber lasers to mode-lock at a high harmonic of their cavity round-trip frequency. In such optoacoustic mode-locking lasers, the solid-core of PCF with a high air-filling fraction acts like a quartz oscillator that can be driven by a sequence of optical pulses whose repetition rate lies close to the resonant frequency of the oscillator. The ensuring optically-driven acoustic oscillation then acts back on the pulses, dividing the laser cavity into many equally-spaced time-slots within each of which optical pulses can be separately trapped. The repetition rate of the time-slots corresponds to the acoustic resonance frequency of the PCF, which can be a few GHz, and the passive locking between the acoustic wave and the pulse sequence turns out to be extremely stable, resulting in GHz-rate pulsed light sources that can work for weeks without interruption. We have been perfecting this technique over the last several years, and now can produce sub-100 fs pulses with ~2 GHz repetition rate at 1550 nm. This optoacoustic mode-locking mechanism works at any wavelength where the core is transparent, and can be used to store supramolecular pulse sequence over many hours.

 


3.杨起帆(北京大学)

个人简介:Qifan Yang (杨起帆) received his B. Sc in Physics from Peking University in 2013, and Ph. D. in Applied Physics from Caltech in 2019 (advisor: Kerry Vahala). He worked as a postdoctoral scholar in Caltech before he joined School of Physics, Peking University in 2020, where he is presently an assistant professor in Physics. His research interests span integrated photonics and nonlinear optics to high-Q microresonators and optical frequency combs. He has published over 20 peer-reviewed research articles in journals such as Science, Nature, Nature Photonics, Nature Physics, etc. 

报告题目:Integrated frequency combs and narrow-linewidth lasers using ultrahigh-Q microresonators

报告摘要:Optical frequency combs are having a revolutionizing impact on science and technology by pushing metrology of time and frequency to the best accuracy. Realizing these systems on photonic chips would revolutionize the instrumentation as well as a wide range of subjects. Such miniaturized approach has been demonstrated in high-quality-factor (high-Q) microresonators through the formation of light bullets called dissipative Kerr solitons. However, the operation of these soliton microcombs requires complex startup and feedback protocols that necessitate difficult-to-integrate optical and electrical components. In this talk I will present the latest advance in the integration of soliton microcombs. By eliminating the optical isolation between a conventional DFB laser and the microresonator, a turnkey operation regime emerges at which the feedback provided by the microresonator enables deterministic soliton generation by turning on the laser. Besides, the constraint of dispersion to initiate parametric oscillation is completely relaxed at this operation point, allowing soliton mode-locking in both normal and anomalous dispersion regime. Finally, using recently developed Si3N4 microresonators with record-high Q factors of 260 million, the linewidth of an integrated laser has shown to be reduced by 5 orders of magnitude, reaching the unprecedented Hertz level. The concurrent realization of ultrahigh-Q factor, highly coherent lasers and frequency combs on integrated platforms paves the way for volume manufacturing of coherent optical systems. 

 


4.彭俊松(华东师范大学)

个人简介:彭俊松,华东师范大学,精密光谱科学与技术国家重点实验室,研究员。2013年获得上海交通大学博士学位,博士毕业后先后在瑞典皇家理工学院,英国阿斯顿大学从事博士后研究。主要从事飞秒光纤激光器超快动力学特性研究。

报告题目:锁模光纤激光器非平衡态动力学

报告摘要:飞秒激光器不仅在微加工,光梳,激光雷达等领域有重要应用。其还是一个普适的非线性系统,蕴含了极其丰富的物理内涵。研究激光器中的非线性动力学过程不仅对激光器的设计有重要指导意义,也有利于理解其它系统的复杂动力学特性。本报告将介绍飞秒光纤激光器动力学研究的最新进展,包括锁模如何建立这一激光领域的一个基本科学问题,以及新型激光─呼吸子超快激光的动力学特性。

 


5.朱涛(重庆大学)

个人简介:朱涛教授2008年入选“教育部新世纪人才支持计划”,2014年获得“重庆市杰出青年基金”支持计划,2018年获得“国家杰出青年基金”支持计划。围绕可控激光及精密测量技术,在激光参量精密调谐机制、核心调控器件、时/频域可控激光系统和精密测量等方向开展研究。部分研究成果已在中石化、航空航天、南方电网、国家煤炭等领域得到应用。担任《IEEE Photonics Journal》、《Light:Advanced Manufacturing》、《光电工程》等多个期刊副主编/编委,中国光学学会和中国光学工程学会理事。到目前为止发表学术论文200余篇,SCI引用5000余次,授权中国发明专利30余项;前期部分成果获教育部自然科学一等奖1项,四川省科技进步一等奖1项,重庆市自然科学和技术发明二等奖各1项。

报告题目:自适应超窄线宽激光器

报告摘要:针对传统窄线宽激光在线宽深入压缩方面的局限性,我们独立提出了一种通过分布反馈实现线宽极致压缩的思想,并在此基础上提出了一种窄线宽激光器的新构型。报告给出了基于这种激光构型的理论分析,以及在光纤激光、半导体激光、可调谐激光等多种类型激光器方面的实验结果。这种思想对具有增益型的任意波长激光器均适用,也为激光器其它参数的极致调控提供了一种新的视角。

 


6.义理林(上海交通大学)

个人简介:义理林,上海交通大学教授,博士生导师,区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室副主任。主要从事智能光信息处理方面的研究,致力于解决高精度光脉冲识别、高分辨率光频域调控、高性能光时频均衡的核心挑战。在Light: Science & Applications, Optica等国际一流SCI期刊发表论文90余篇,其中邀请论文6篇。成果入选OSA旗下新闻杂志《Optics & Photonics News》2019年度光学进展,2019中国光学十大进展,Light: Science & Applications封面文章。3次在光通信两大旗舰会议OFC/ECOC做邀请报告,3次在OFC/ECOC组织workshop。担任OFC TPC成员(2017-2019),担任SCI期刊《Optical Fiber Technology》编委。曾获教育部“长江学者”青年项目(2017)/ 国家优秀青年科学基金(2013)项目支持。

报告题目:智能超快光纤激光器

报告摘要:基于非线性偏振旋转效应可在光纤激光器中获得非常丰富的锁模状态,但具有手动调节非常耗时,一旦失锁难以恢复,不同状态间无法快速切换,锁模状态难以精确定位并且重复性差等固有缺点。本报告介绍基于实时锁模鉴别算法、实时光谱分析方法以及偏振快速搜索算法,可实现秒级自动锁模,毫级失锁恢复,微秒级锁模状态切换,锁模飞秒脉冲光谱宽度和形状精确可控。由于锁模状态鉴别不需使用示波器和光谱仪,采用低速ADC/DAC结合FPGA控制电路即可实现,因此该智能锁模激光器可设计为便携式模块,大大降低成本,满足工业应用的需求。

 


7.刘文军(北京邮电大学)

个人简介:刘文军,北京邮电大学教授,博士生导师。主要从事光纤激光器基础研究工作。至今在Optics Letters, Applied Physics Letters, Photonics Research, Physical Review A, Optics Express等学术期刊上发表SCI论文200余篇, ESI高被引论文35篇,ESI热点论文11篇,SCI他引3000余次,H因子39。目前主持/参与国家自然科学基金7项,参与科技部量子调控重大研究计划项目等课题10余项。申请/授权中国发明专利10余项。目前为Optics Letters,Optics Express等10余种专业期刊的通信审稿人。2017年入选北京市“高创计划”青年拔尖人才。

报告题目:光纤激光器非线性基础研究

报告摘要:光纤激光器由于在高稳定性、低成本、结构紧凑、利于系统集成等方面的优势,已经逐渐成为工业制造、手术医疗、国防军事、光纤通信等领域应用的主流激光器。而光纤激光器作为典型的耗散系统,其输出特性势必会受到腔内光学器件非线性效应的影响。在本报告中,我们围绕如何对光纤激光器非线性效应进行有效控制这一关键科学问题,通过理论研究光脉冲在光纤中的形成机制和传输过程,分析各种非线性效应对锁模脉冲的影响。结合理论计算与实验,介绍在新型非线性效应产生的方法、器件结构和物理机制等方面的研究进展。

 


8.颜学庆(北京大学)

个人简介:颜学庆,男,1977年生,北京大学重离子物理研究所所长,博雅特聘教授。长期从事激光等离子体加速器的理论和实验研究,提出和实现了激光稳相光压加速新方法和临界密度等离子体透镜方法,实验获得了58MeV质子和0.6GeV碳离子,为目前飞秒激光驱动离子能量的最高记录。2010年获国家杰出青年科学基金,2012年任国家科技部重大仪器开发专项首席科学家,2014年入选科技部创新人才推进计划青年领军人才。2015年入选中组部万人计划和科学中国人年度人物。2019年美国加州(UCI)大学杰出讲师,全球加速器大会2019年Hogil Kim加速器奖。2020年获得何梁何利科技进步奖。现任国际超强激光科学与技术中心委员、中国核学会理事、中国光学工程学会理事、中国物理学会高能量密度物理委员、中国加速器物理学会常务理事&等离子体加速专业组组长、中国物理秋季会议核物理与加速器物理召集人等。

报告题目:激光加速器与未来大科学装置

报告摘要:随着啁啾脉冲放大技术(CPA)的发展,特别是10-100拍瓦(PW,1PW=1x1015瓦)激光器的建成,激光光强将可以达到1023W/cm2以上。由于CPA激光在粒子加速和辐射领域的重要潜力和贡献,Mourou and Strickland获了2018年度诺贝尔物理奖。超强激光与物质相互作用是一种极端非线性过程,不仅可以用于电子、质子和重离子的加速,也可以产生从太赫兹THz到X/γ的超短超强宽带相干辐射。在北京市的支持下,激光加速创新中心入选怀柔科学城第二批交叉平台项目,拟建造短脉冲激光质子加速器和短脉冲宽谱高亮度光源应用平台,打造国际领先的激光加速器创新平台,支撑新一代光源预研,为“十四五”国家重大科技基础落地奠定基础,培育新型加速器产业。

 


9.赵德刚(中科院半导体所)

个人简介:赵德刚,男,1972年出生,博士,中国科学院半导体所研究员、博士生导师、光电子研究发展中心主任,国家杰出青年科学基金获得者,中国青年科技奖获得者,国家百千万人才工程入选者,国家中青年科技创新领军人才入选者,国家万人计划入选者,国家重点研发计划首席科学家,享受国务院政府特殊津贴专家。主要从事GaN基光电子材料生长与器件研究,对材料生长机理、材料物理、器件设计及器件物理有较深入的理解和认识,解决了GaN材料大失配异质外延技术等关键难题,研制出我国第一支GaN基紫外激光器、长寿命大功率蓝光激光器和紫外雪崩光电探测器,还在碳杂质研究做出了系统性、创新性工作。发表SCI论文280多篇,获得国家发明专利30多项。

报告题目:GaN基材料与激光器

报告摘要:氮化镓(GaN)基激光器在激光显示、激光照明、激光加工等领域重要的应用价值,也是当今世界的研究热点,而高质量的GaN材料、优化的工艺和结构设计是关键。在材料方面,深入研究了缓冲层原理,提出了独特的MOCVD外延方法,生长出高质量的GaN材料,室温下电子迁移率超过1000 cm2/Vs,这是目前国际上公开报道的最好结果;发现并抑制了碳杂质对p-GaN材料的补偿效应,解决了p型问题。在器件方面,利用重掺杂盖层实现了良好的欧姆接触特性,揭示了碳杂质对器件的影响机理;掌握了InGaN量子阱界面控制方法,生长出高质量的InGaN量子阱材料;提出了降低吸收损耗、抑制电子泄漏的多种激光器新结构。研制出我国第一只GaN基紫外激光器,还研制出绿光激光器和大功率蓝光激光器。

 


10.刘峰奇(中科院半导体所)

个人简介:刘峰奇,中国科学院半导体研究所研究员,从事红外及THz量子级联激光器和量子级联探测器研究。研制出波长3.5--16微米的一系列低阈值高光束质量的中远红外量子级联激光器和频率2.9--3.4THz的大功率单模THz量子级联激光器,一系列低噪声红外量子级联探测器。研制出量子点级联激光器、正入射响应的室温工作的量子点级联探测器。作为项目负责人完成国家杰出青年科学基金项目、国家973项目、国家863项目、国家自然基金重点项目等多项国家级科研项目。

报告题目:量子级联激光器及应用

报告摘要:量子级联激光器(Quantum Cascade Laser,简称QCL)是基于半导体耦合量子阱子带间电子跃迁的激光器,波长覆盖中远红外到THz,在环境、医学、缉毒等方面有广泛的应用,目前的研究重点在于大功率、高光束质量、低阈值功耗,该报告简要介绍QCL的工作原理、技术难点,以中科院半导体研究所的工作为实例,说明实现高性能QCL的思路和技术。研制出波长4.2∼16 微米室温工作的QCLs,部分波段的室温连续工作温度大于100C的面发射单模可调谐QCL,室温阈值功耗仅0.39W、阈值电流密度仅0.5 kA/cm2,应用到国内外40多个企业及科研单位。

 


11.孙小卫(南方科技大学)

 

报告题目:量子点显示


12.张新海(南方科技大学)

个人简介:张新海现为南方科技大学电子与电气工程系教授。主要研究方向包括太赫兹波的产生、调控及应用、光纤激光技术及应用,以及新型光电材料及应用。

 

报告题目:基于自旋电子学的太赫兹波的产生与调控

报告摘要:近年来,磁性材料以及重金属材料中的自旋极化电流-电荷流转化也已被用于产生高强度宽频谱且易调制的太赫兹波辐射。这种基于自旋电子学的太赫兹辐射为太赫兹波的产生提供了一种新的方法。同时,研究材料的太赫兹辐射特性为研究材料中自旋极化电流的产生、输运、自旋极化电流-电荷流转化、反常霍尔效应等基本物理过程提供了一个有效的手段。我们将介绍讨论利用磁性材料薄膜结构太赫兹波的产生与调控的新进展以及我们最新的研究结果。

 


13.张晗(深圳大学)

个人简介:教育部科技二等奖、全球高被引科学家(2018年及2019年)、中国十大新锐科技人物卓越影响奖等,2019年丁颖科技奖、深圳市自然科学奖。其SCI总他引2万多次,H指数85。获得2012年国家基金委“优青”及中组部“青年千人”、2015年“重点项目”、2017年、2018年面上项目等资助。2016年入选深圳市海外高层次人才孔雀团队(1500万无偿资助)。担任Photonics Research副主编、多个SCI期刊专题主编/编委、中国激光青年编委会秘书长。
   主要从事二维材料光学特性与生物光子学应用研究。近五年,以通信作者发表IF>10的期刊论文超过50篇,包括Advanced Materials(影响因子25.809)11篇、Chemical Society Reviews(影响因子40.443)5篇、PNAS、Nature Materials(影响因子38.887)、Physic Reports(影响因子28.867)、Nature Communications(影响因子11.878) 5篇,Advanced functional materials(影响影子15.621) 19篇、Advanced optical materials(影响因子7.125)18篇、ANGEWANDTE CHEMIE(影响因子12.257) 4篇、Advanced science(影响因子15.804)2篇。以第一作者或通讯作者发表SCI一区论文150篇,封面论文30篇,4篇论文入选中国百篇最具影响国际学术论文,1篇论文入选2018年中国光学十大进展-应用研究类,52篇为ESI高被引论文。
据中国科学院科技战略咨询研究院最新公布的《2017 研究前沿》,深大团队一直从事并且引领的黑磷的特性及应用研究领域,有35篇论文入选核心论文(张晗以第一作者或通讯作者入选9篇,共计13篇)。此外,黑磷的特性研究在《2015 研究前沿》报告中以新兴前沿出现,2016 年,进一步成为了热点前沿。2017,黑磷的特性研究再次入选热点前沿,且该前沿2016年单年的施引论文数达到881 篇,是十个热点前沿中最活跃的一个。本团队在黑磷研究上已取得诸多重要突破。

报告题目:低维材料非线性光子器件及其应用

报告摘要:由于空间维度的降低,低维材料中电子的三维周期性函数得到打破,从而能观察许多有别于传统体材料的各种新颖特性。此外,低维材料可与现代硅芯片工艺高度匹配,从而满足人们对于器件小型化、集成化、高效率和多功能的追求。其中,低维材料非线性光学材料是未来非线性光子学,等离子激元,光-光/电/磁/声相互调控等纳米器件不可或缺的重要基元,因而受到了光学、材料、信息等领域研究人员的广泛关注。石墨烯以及与之相关的碳基材料,如碳纳米管,富勒烯等首先进入了人们的视野,并取得了众多耀眼的成就;如应用到宽带光调制器,光频率转换,飞秒超快激光产生以及等离子激元等。然而,由于石墨烯本征的零带隙结构和低的电子开关比,这在一定程度上限制了其在光电子领域的应用。近期,我们系统地研究了一系列低维材料(二维层状、一维线状和零维量子点)的非线性光学性质,包括黑磷、MXene、金属-有机物框架(MOF)、石墨炔、拓扑绝缘体(如Bi2Te3、Bi2Se3)、钙钛矿CSPBX3量子点等。利用这些低维材料优良的非线性光学特性,我们成功地制备了一些列全光调制器件,如全光纤调制器、宽带光探测器、超快激光产生以及全光学频率变换等。通过这些研究,我们相信这将为基于低维材料的先进全光器件的实际应用铺平道路。

 


14.刘伍明(中国科学院物理研究所)

个人简介:刘伍明,中国科学院物理所研究员,博士生导师,国家杰出青年基金获得者,国家重点基础研究发展计划(亦称973计划)首席科学家,国家重点研发计划 “量子调控与量子信息”重点专项首席科学家。研究领域为量子光学、凝聚态物理。发展可积模型方法、量子场论等解析方法和动力学团簇方法等数值方法,研究量子多体系统中具有自旋-轨道耦合、强关联、无序效应等的基态、激发态、拓扑态的精确解及其奇异性质,例如拓扑超固态、拓扑超流态、拓扑超导态、拓扑绝缘体、Mott 绝缘态、Fermi 液体态、自旋液体态等新物态及其拓扑量子相变等。已在《科学引文索引》(SCI)收录的刊物上发表论文 400 多篇,被 SCI 他引 12,500 多次,曾获得中国人民解放军科技进步奖一等奖,北京市科学技术奖一等奖等9项奖励。

报告题目:光与原子系统的拓扑量子态与非厄米量子态

报告摘要:新奇拓扑物态的发现极大地拓宽了人们对于自然界认知的视野。2016年诺贝尔物理学奖授予了David J. Thouless, F. Duncan M. Haldane, J. Michael Kosterlitz教授,以表彰其在拓扑物态、拓扑相变方面的研究。我们发展可积模型、量子场论、第一性原理、团簇动力学平均场结合连续时间蒙特卡洛方法,系统地计算了光与原子系统例如磁光阱中的原子、光晶格中的原子、规范场中的原子、微腔中的原子的Chern数、Berry位相、Majorana费米子、Weyl费米子等,研究其拓扑量子态、非厄米量子态例如拓扑超流、拓扑量子相变、强关联拓扑效应、反常量子Hall效应、自旋Hall效应等新奇量子态和量子效应。