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【直播】2022年光电青年沙龙

KouShare 蔻享学术 2022-10-28





直播信息

会议主题

2022年光电青年沙龙

报告时间

2022年7月9日 07:50

主办方

华中科技大学

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会议流程


报告详情



报告题目:基于渐变半导体材料的全光谱发光和探测技术


报告人:杨宗银


 报告人介绍:杨宗银分别在浙江大学机械系、光电系和剑桥大学电子工程系获得学士、硕士和博士学位。2019年于剑桥大学电子工程系担任博士后研究员。同年被选为剑桥大学国王学院研究员(RA, non-stipend fellow)。杨宗银获得2019年国家优秀自费留学特别优秀奖(全球仅10名)。2020年回国入职浙江大学信息与电子工程学院担任百人计划研究员,2021年被评为浙大启真优秀青年学者,入选中国区《麻省理工科技评论》35岁以下科技创新35人。 

报告摘要:光谱仪能够测量物质的光谱信息,从而对物质成分及结构进行分析,广泛应用于科学研究和工业用途中。传统的光谱仪存在结构复杂,体积庞大,便携性较差 等缺点,极大阻碍了其在日常生活中的应用,这使得人们对光谱仪微型化技术的开发 和提升显示出强烈的需求。报告人将介绍微型光谱仪的发展状况,并从材料生长,器件加工,技术挑战等方面展开介绍他的团队在基于带隙渐变半导体材料的光谱仪微型化方面的研究。



报告题目:印刷量子点微纳显示技术


报告人:李福山


报告人介绍: 李福山,男,1978年生,福州大学物理与信息工程学院学术委员会主任,副院长,研究员,博士生导师。教育部微纳显示技术工程研究中心主任,英国工程技术学会会士,国际先进材料学会会士,福州大学量子点研究院院长。以项目负责人获得国家重点研发计划课题、国家自然科学基金项目(重点项目1项,面上项目2项)等立项支持,发表学术专著 1 部,发表同行评议论文100余篇,获得中国发明专利授权28件。以第一/通讯作者身份在Nature Photonics、Nature Communications、Advanced Functional Materials等顶级期刊发表论文,获得英国物理学会出版集团颁发的Top Cited Author Award。


报告摘要:显示产业是中国制造第三大产业,产业带动力和辐射力强。量子点是三个维度的尺寸小于或者接近于激子波尔半径的半导体纳米结构,基于量子限域效应,可以通过简单的尺寸效应实现不同颜色的窄光谱发光,获得极高色纯度和高发光效率,在发光显示、照明领域发挥重要作用。报告人在国家重点研发计划项目和国家自然科学基金支持下,深入研究了印刷量子点发光薄膜和器件的理论和方法体系,重点研究了量子点墨水在多种基底表面的扩散、流动、迁移动力学过程,探索了印刷量子点发光器件中纳米尺度界面的电荷输运行为,获得了一系列有意义的研究成果。



报告题目:石墨烯/硅异质光电器件与集成探索


报告人:徐杨


报告人介绍:徐杨,IEEE Distinguished Lecturer, 浙江大学微纳电子学院教授、Professor of ZJU-UIUC Joint Institute, UCLA访问教授,美国UIUC电子工程系博士和硕士,清华大学电子工程系微电子学与固体电子学学士。Associate Editor of IEEE Nanotechnology Magazine, Advisory panel member of IOP Nanotechnology. 近年来,以第一或通讯作者在Nature Electronics, Nature Nanotechnology, Nature Photonics, Chem.Rev., Nature Comm., Adv. Mater.,Phys. Rep., Nano Lett., ACS Nano, IEEE-EDL 等SCI期刊和IEDM会议上发表论文>120 篇。ISI knowledge他引次数>4500次,H-index=36, 发明专利授权>30项,8篇ESI高引论文。已负责和承担国家自然科学基金4项、浙江省杰出青年基金和重点基金,国际合作与交流基金多项, 参与国家重点研发计划和重大研究计划多项。


报告摘要:石墨烯与硅的异质功能集成,有助于突破传统硅材料器件的能效瓶颈,大面积石墨烯可以与硅 CMOS 技术大规模后端集成,是微电子与光电子领域融合发展的前沿方向之一,具有重要研究意义。本报告将从石墨烯/硅异质结器件的工作机理和模集成方面介绍近期的研究进展,并展望这一领域的未来发展趋势与挑战。针对传统硅光电探测器的能效瓶颈问题,从探测器底层机理上进行分析,揭示场耦合电荷器件的工作机理,探索硅/石墨烯异质光电探测器用于宽光谱探测的应用潜力。在规模集成方面,研究从单个原理器件到线阵、面阵再到系统与硅兼容的多种工艺,探讨硅/石墨烯异质光电探测器在工艺兼容性、面阵集成等方面的优势与挑战。



报告题目:冰单晶微纳光纤


报告人:郭欣


报告人介绍:郭欣,浙江大学光电科学与工程学院副教授、博士生导师。2005年在四川大学光信息科学与技术专业获学士学位,2010年在浙江大学光学工程专业获博士学位。主要从事低维导波结构及微纳光子器件应用方面的研究,以第一或通讯作者在Science、Light、PRL等期刊发表论文20余篇,研究结果被新华社、纽约时报等国内外知名媒体广泛报道,成果入选《科技日报》“2021年中国科技的重大突破”、“2021中国光学十大进展”等。获浙江省杰出青年科学基金、浙江省自然科学奖一等奖(排名第二)、全国优秀博士学位论文提名、第八届饶毓泰基础光学奖等奖励或资助。


报告摘要:近年来,微纳光纤因其在光场约束、近场相互作用、表面增强、波导色散等方面的调控能力,在近场耦合、光学传感和量子光学等方面得到深入研究,是目前光纤领域的前沿研究方向之一。微纳光纤的光场调控能力,很大程度上取决于光纤材料的结构形态及其光场响应特性。作为地球及很多地外天体表面最普遍、最重要的物质之一,冰在光的低损耗传输、光场操控等方面具有潜在优势。我们通过电场诱导冰单晶生长方法,首次实现高质量冰单晶微纳光纤,通过自制低温微纳操控与光学表征一体化实验系统,实现了冰的大应变弹性弯曲;通过低温原位显微拉曼光谱测量,发现冰的弹性弯曲诱导相变新现象;在可见光波段实现了冰微纳光纤的宽带光传输(~0.2dB/cm)与回音壁模式光学共振,这种光操控能力为冰微纳光纤用于低温光学导波与传感提供了技术可能。



报告题目:特种光纤波导的制备与应用


报告人:李卉梓


报告人介绍:李卉梓,中科院上海微系统与信息技术研究所项目副研究员。分别于2010年和2014年,在华中科技大学获得学士和硕士学位。2019年在新加坡南洋理工大学获得电子与电气工程专业博士学位 2019-2022年在南洋理工大学光子研究所担任博士后研究员的工作。长期从事基于特种光纤的波导的光电子器件的研究。研究重点围绕解决光波导器件在高功率工作的情况下的保持高稳定性和高光束质量,微结构光纤波导与高功率激光系统的高效集成,及拓展激光器工作波长范围等科学技术难点展开。研究成果已《Journal of Lightwave Technology》、《Optics Express》、《Optics Letters》、 《Conference on Lasers and Electro-Optics》等著名学术期刊/国际会议上发表。


报告摘要:特种光纤波导在光纤光学系统中起着核心的作用。其中稀土元素掺杂的增益光纤波导是光学系统中光源的根基所在。对光源激光的波长,功率,模式和偏振态都起着决定性的作用。报告人将介绍基于磷铝共掺的高掺镱光纤波导,实现高稳定性高光束质量的1微米高功率光纤激光器。在实现1微米稳定激光光源的基础上,报告人通过设计并制备多芯掺镱光纤的波导结构,将1微米的波长拓展至具有重要应用价值的975nm. 975nm激光器效率高达46%,是现有实芯光纤激发三能级结构的975nm激光的最高效率。


在增益光纤波导之外,反谐振空芯光纤也是当下的光纤波导研究领域的热点之一,其在光通信领域和光纤传感领域都有着重要的应用。由于反谐振空芯光波导的空芯结构,其与传统实芯光波导很难熔接集成,通常只能使用复杂且体积庞大的空间光路耦合系统。针对这一问题,报告人对反谐振空芯光纤与传统实芯光纤的高效熔接实现了技术突破。实现了基模传输效率高达 90%的高效熔接。基于这项技术突破,报告人进一步将反谐振空芯光波导与高功率光纤激光器进行熔接集成,实现其作为腔内模式滤波器的功能,将激光器的光束质量从较差的多模光束提高到高质量的准高斯型光束。该高效熔接技术具有广泛的普适性,适用于各种工作波段的光纤波导。



报告题目:铌酸锂集成非线性光子学:纳米与飞秒尺度的新机遇


报告人:郭秋实


报告人介绍:郭秋实,现为美国加州理工学院博士后 (合作导师:Alireza Marandi教授)。郭博士于2019年获得美国耶鲁大学电子工程博士学位 (师从Fengnian Xia教授),并获得耶鲁大学工学院五系唯一的Becton奖,以表彰他在耶鲁大学的卓越研究成果。郭博士在Nature Photonics, Nature Materials, Physical Review Letters, Nature Communications, Science Advances, Nano Letters, Advanced Materials等期刊上发表了40篇研究论文,被他引逾3000次,在美国高校和学术会议做特邀报告7次;受邀撰写综述论文3篇,持美国专利2项。郭博士还担任Micromachines杂志的编辑委员会成员,长期担任超过三十个国际期刊的评审。


报告摘要:超快和非线性光子学近期在光频梳,光谱分析,量子计算和超快相干光学计算方面展现了巨大的潜力,成为世界范围内光子学研究的热点。然而传统的非线性和超快光学系统需要强的泵浦光源和较大面积的的实验平台,这些因素严重限制了超快非线性光学向集成化和芯片化,小型化方向发展。铌酸锂 (LN)具有很强的二阶光学非线性和宽泛的透明性,是一种用于非线性频率转换的出色且广泛使用的材料,本报告将介绍我近期在薄膜铌酸锂 (TFLN)平台实现片上集成超快光子学的工作,并覆盖到经典光学和量子光学方面的应用。我将首先介绍如何在薄膜铌酸锂平台上利用色散工程和准相位匹配实现时间-空间光脉冲限制效应和超强光学非线性光学相互作用。利用这些新效应,我们实现了100dB/cm光学参量放大、THz带宽量子压缩态产生,超大波长调制范围(1.5-3µm)的片上光学参量放大器和以及飞秒、飞焦全光开关。



报告题目:微纳结构铌酸锂多维调制光子器件


报告人:卢惠辉


报告人介绍:卢惠辉博士2012年毕业于法国科学院(CNRS),于 2013年入职暨南大学光电工程系,现任暨南大学光电工程系主任、教授、博士生导师,国家级一流本科专业(光电信息科学与工程)负责人,广东省光电信息工程实验教学示范中心主任,光波导集成技术与器件研究团队负责人。获评广东省杰青、广东省科技创新拔尖人才、珠江科技新星、暨南大学“杰出人才“等。从事光波导混合集成技术与铌酸锂光电器件的有关研究工作,已发表 50 余篇国际顶级或权威期刊高水平学术论文(Light: Science & Applications, Nano Letters, Advanced Optical Materials, Nanophotonics, Photonics Research, Optics Letters,等)。主持国家级科研项目5项(其中国家科技重大专项3项,国家自然科学基金2项),省部级项目6项,并曾参与欧盟第六框架研究项目、法国国家科研署项目电光高速调制器项目、美国国防先进研究项目署弱电场探测项目等科研项目。应邀在国际学术会议如光子学与电磁学研究会议(PIERS)、光通信与网络国际会议(ICOCN)、META、POEM、OECC、ACP 等做专家邀请报告10余次。


报告摘要:随着对光操控维度的研究和快速发展,科学家和工程师们设计了大量的人工微结构以实现自然界不存在或者很难获得的光调控功能,进而实现多维调控光波,产生了很多有意义的工程应用和光子器件。铌酸锂具有优异的光电特性,如电光、声光、压电、光折变和
非线性(二次非线性)等。然而,在体材料结构的铌酸锂光波导或晶体,难以实现光与物质相互作用的增强,因而难以实现光波调控的低能量驱动和器件的微型化。近年来,随着微纳结构如光子晶体、表面等离子体激元、超构表面研究与发展,实现光波在微纳尺度上的局域从而极大增强光与物质的相互作用。与此同时,铌酸锂薄膜的初步商用使得相关研究具备更好的材料平台,结合微纳结构的光局域增强效应和铌酸锂的优异光电特性,将实现光场调控的多维度、光电器件性能的提升等。报告将基于光波与物质(微纳结构铌酸锂)相互作用的增强机制,介绍电光铌酸锂波导的光学波束调控、电场探测器、微纳结构铌酸锂的二次谐波、微纳结构的波导集成等方面的研究。



报告题目:基于薄膜/光栅结构增强的微纳光电器件研究


报告人:关贺元


报告人介绍:关贺元,暨南大学教授,博士生导师,光电工程研究所所长,人力资源开发与管理处副处长(兼)。本科毕业于中山大学,硕士及博士毕业于中国科学院上海光学精密机械研究所。主要面向国家重大工程的需求,聚焦光与薄膜/光栅相互作用机理,研究薄膜/光栅对“光-电”协同作用的增强效应及其光电器件,包括脉冲压缩光栅,偏振无光合束光栅,侧边抛磨光纤传感器/调制器以及铌酸锂光电探测器等。主持国家自然科学基金、装备发展部快速支持基金、国家科技重大专项课题等国家级项目5项,省部级项目5项以及厅局级项目3项。第一或是通讯作者在Photonics Research,Advanced Optical Materials, Optics Express, Optics Letters等期刊上发表SCI论文40余篇,授权发明专利5项。参与国家重大专项、中科院重点专项、广东省重大专项等多个项目的研究。获“暨南双百英才计划”暨南杰青、暨南大学优秀青年教师、暨南大学本科教学校长奖(2014、2019和 2021年),暨南大学教学成果奖特等奖等荣誉。指导本科学生获国家级奖5项(互联网+,“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛和全国大学生创新创业年会等),省部级奖9项,厅局级奖10项。担任广东省光学学会光学薄膜专业委员会副主任,中国光学学会光学材料青年委员会委员,广东省光电技术协会专家委员会委员,广东省材料研究学会青年工作委员会委员,广东省科技特派员,广州市军民融合发展专家库专家等。

报告摘要:薄膜和光栅微纳结构,具有良好的光学特性,可以实现对光的高效调控,实现增透,增反,近电场增强等特性,在通讯、信息、医疗和能源等领域均具有重要应用前景。首先介绍应用于啁啾脉冲放大系统的光栅薄膜器件,包括多层介质膜光栅(MDG)和金属多层介质膜光栅(MMDG)的机理、优化设计与制备,结合HfO2和SiO2优点的三明治结构脉冲压缩光栅具备了高衍射效率、宽衍射带宽和良好工艺容差特性;进一步介绍了基于铌酸锂薄膜的光电探测器,铌酸锂(LiNbO3)是一种铁电材料,具有自发极化、高介电常数、高热释电系数和宽透光范围。通过x-cut铌酸锂的铁电极化增强,实现了石墨烯的P型和N型掺杂,构建石墨烯P-N同质结,有效提升探测器性能,最高响应度为~2.92×106 A/W,比检测率为8.65×1014 Jones,探测波长范围为405 nm-2000 nm。



报告题目:基于强‐弱耦合微纳结构的光子器件研究


报告人:陈林


报告人介绍:陈林,华中科技大学武汉光电国家研究中心和光学与电子信息学院教授、博士生导师。分别于2005年、2010年在武汉大学物理学基地班专业、光学专业获得理学学士、理学博士学位(博士导师为汪国平教授)。2010年进入华中科技大学武汉光电国家实验室工作,其中2011年~2012年在加拿大麦克马斯特大学进行博士后研究(合作导师为黄卫平教授和李洵教授),2012年返回华中科技大学工作。长期从事超材料、光波导及非厄米光子学方面的研究工作,相关成果以第一或通讯作者在Nature Communications,Physical Review Letters,Laser & Photonics Reviews,Advanced Optical Materials,Physical Review Applied,Physical Review B等学术期刊上发表 SCI 论文60多篇。相关研究工作被 Science、Nature Photonics、Nature Reviews Materials 等SCI期刊它引多次,在 Google Scholar数据库中共计被引用1500多次,论文H指数为20,中国授权发明专利3项;;在国际学术会议作邀请报告和担任会议TPC 多次。担任美国光学会期刊Optical Materials Express副主编(associate editor)和《光子学报》青年编委;2020年获湖北省自然科学二等奖(排名第二);近年来先后主持国基金青年及面上项目、国家重点研发计划子课题及企业横向项目。

报告摘要:介绍我们在基于强/弱耦合微纳结构的光子器件方面研究进展。具体包括:(1)基于强耦合波导体系,提出哈密尔顿量跳变及快速绝热演化的新机理,突破现有非对称传输器件效率低及尺度大的局限性,研制出低损耗、紧凑型的硅基非对称模式传输器件;(2)基于弱耦合双曲色散超构表面波导阵列提出了一种新超构表面结构单元,突破单层金属等离激元超构表面透射效率限制,为发展高效透射式平面光学元件提供了一种新的解决方案;(3)基于弱耦合渐变微纳结构阵列,开发宽带慢光增强器件,并揭示了一种产生宽带非线性二次谐波的新方法。



报告题目:基于人工智能的荧光分子断层成像方法研究


报告人:张光磊


报告人介绍:张光磊,北京航空航天大学“医工百人”计划特聘副研究员,生物医学工程高精尖创新中心研究员,博士生导师。2010-2014年在清华大学医学院生物医学工程专业攻读博士学位,2015-2016年在美国斯坦福大学(Stanford University)医学院进行博士后研究工作。2017-2018年任北京交通大学医学智能研究所副教授、副所长。2018年入职北京航空航天大学生物与医学工程学院,获批北航“医工百人计划”、“青年拔尖人才计划”。现任IEEE member、中国生物医学工程学会会员、生物医学光子学分会会员、医学物理分会青年委员、中国图象图形学会会员、中国光学工程学会高级会员;担任Frontiers in Oncology、Frontiers in Neuroscience等杂志编委。“智能医学实验室”依托北京航空航天大学生物医学工程高精尖中心建立,实验室负责人为张光磊研究员。“智能医学实验室”研究方向包括:光学分子影像三维成像方法、医学影像人工智能分析方法、医学智能可穿戴式诊断设备。“智能医学实验室”科研成果包括:在科研论文方面,共发表国际期刊论文四十余篇;在专利软著方面,申请国家发明专利十余项,病理图像AI分析软著一项;在科研项目方面,承担国家自然科学基金、北京市自然科学基金、科技部国家重点研发计划等基金项目。

报告摘要:荧光分子断层成像(Fluorescence molecular tomography,FMT)是一种极具潜力的分子成像手段,在癌症早期检测中具有灵敏度高、特异性强等优点。在本报告中,将介绍报告人课题组在将人工智能技术应用于FMT成像领域的最新研究进展,具体如下:(1)基于深度学习的超快速FMT成像方法。传统的FMT成像方法是基于迭代优化算法的重建速度非常慢,虽然有不同快速重建方法提出,其重建速度一直难以有本质提高。针对上述问题,提出了一种端到端基于三维卷积深度编码器-解码器的重建方法,通过深度学习技术直接建立输入到输出的非线性映射关系。由于没有传统重建方法中的复杂的迭代计算过程,极大提高了重建效率,与传统迭代算法相比其重建速度较传统方法提高了1000倍以上。(2)基于深度学习的超高分辨率FMT成像方法。FMT成像具有灵敏度高、特异性强的优势,然而,FMT的图像重建过程重建具有严重的病态性,使得重建结果的空间分辨率较低。针对上述问题,提出了一种新型的三维融合双采样网络的深度学习模型框架,该方法采用大量高挑战性空间分辨率数据集来学习逆向问题的未知解,最终建立了能够精确求解逆向问题的非线性深度网络模型。该研究工作实现了超高空间分辨率的FMT重建,使得FMT的空间分辨率突破瓶颈首次达到了0.5mm。



报告题目:光声成像:从实验台走向临床


报告人:林励


报告人介绍:林励,浙江大学,第一类百人计划研究员,博士生导师,毕业于美国加州理工学院,师从光声成像领域先驱Lihong V. Wang教授(美国工程院院士)。在2021年底获得国家人才计划资助,并加入生物医学工程与仪器科学学院。近年来以第一作者(含共同)在 Nature Reviews Clinical Oncology、Nature Biomedical Engineering、Nature Communications、Advanced Science 共发表了6篇高水平论文。由其研发的第一代乳腺光声成像系统在武汉落地;研发的第二代成像系统在性能与可靠性上进一步提升,相较传统的临床成像技术具备了互补优势。目前,担任期刊Materials的特刊客座编辑,并在IEEE Transactions on Medical Imaging、Photoacoustics、Photonics Research、Journal of Biophotonics 等20个学术期刊担任审稿人。

报告摘要:光声成像是一种结合激光照射与超声探测的新型成像技术,融合了光学对比度和超声分辨率的优势,能够以较高的成像速度提供生物组织的结构、功能、分子信息。此前,光声成像由于成像深度和速度的限制,局限在小鼠大脑皮层与人体皮肤成像,报告人的工作突破性地提升了光声层析成像系统的综合性能,进而实现了该领域的多项首次:大鼠全脑和心脏的结构与功能成像;人体全乳腺高速扫描以及乳腺癌治疗评估;人体大脑皮层结构与功能成像。这些成果在光声成像领域产生了标杆式的引领作用,开启了多个科研场景,并为临床转化提供了技术支撑。

报告题目:红外光电探测器的跨代思考


报告人:胡伟达


报告人介绍:胡伟达,男,1979年出生,博士生导师,研究员,中科院上海技术物理研究所所务委员。国家杰出青年基金(2017)、中国青年科技奖获得者,国家重点研发计划、173基础加强项目首席科学家。长期从事红外探测器及其智能芯片应用研究。曾获萨本栋应用物理奖、青年拔尖、Royal Society-Newton Advanced Fellowship等计划和奖励。现任Infrared Physics & Technology副主编。第一、通讯作者在Science、Nature Nanotechnology、Nature Electronics 等国际学术期刊共发表论文100余篇,他引12000余次,h因子67,授权中国发明专利21项。


报告摘要:高性能红外光电探测器(简称红外探测器)是航天遥感、夜视侦查和天文观测的千里眼,是远距离探测本领的核心芯片,而决定红外探测器性能的关键是窄禁带红外探测材料。因此,在红外光电领域,人们已经有广泛共识:材料为王。以传统碲镉汞、锑化铟、铟镓砷、量子阱为代表的高性能红外探测材料已经广泛应用于航天航空、气象遥感、对地观测、天文、医学成像、工业无损检测等领域。随着人类对红探测不断增长的需求,尤其近几年来,人工智能、大数据、智慧城市等领域对红外信息探测和智能感知有着强烈的需求,特别是在本次新冠疫情在高精度红外测温方面,对红外探测器的性能和功能都提出了更高的要求。因此,迫切需要从材料和器件物理角度来抑制暗电流、提高光响应,大幅降低红外探测器的尺寸Size、重量 Weight、功耗Power和价格Price,同时提高探测器的性能 Performance(简称SWaP3工程);迫切需要具备强度、偏振、相位、光谱多维感知的红外探测器新技术;迫切需要感存算一体的智能红外探测器新架构。本次邀请报告综述了近几年来中科院上海技术物理研究所胡伟达课题组在红外探测器方面的最近进展,重点探讨了红外探测器的跨代思考。



报告题目:非倒装键合体制胶体量子点红外成像技术


报告人:唐鑫


报告人介绍:唐鑫,北京理工大学光电学院,教授。入选海外高层次人才引进计划青年项目、中国科协青年人才托举工程等人才项目。主持国家自然科学基金重点项目“大阵列焦平面多色成像”、国家重点研发计划专项青年科学家项目“碳基-量子点复合材料片上集成式红外芯片技术”、科技委基金及装发预研项目等。长期从事新型红外探测及成像技术研究工作,提出中红外胶体量子点探测器掺杂技术,低温下达到器件灵敏度极限值——背景限检测性能;提出并实现胶体量子点双波段红外探测器。通过控制偏压极性和幅度,探测器可以在短波红外线和中波红外线之间快速切换,实现双波段红外成像。成功制备量子点短波红外及中波红外焦平面阵列。第一作者或通讯作者发表学术论文30余篇,包括Nature Photonics、Advanced Materials、ACS Nano、Laser&Photonics Reviews、ACS Photonics 等。


报告摘要:红外焦平面探测器具有广泛应用,且随着现有铟镓砷、碲镉汞、二类超晶格及碲化铟等块体半导体的不断发展,短波红外、中波红外及长波红外等多种焦平面阵列相继被提出并获得广泛运用。除此之外,多种新型红外材料也相继被提出并展现了良好的应用前景。新型胶体量子点作为一种新兴液态半导体材料,具有光谱调控范围“宽”、合成规模“大”、制备成本“低”、以及加工工艺“易”等优势,为新型红外平面阵列研发提供了全新的思路。首先,基于胶体化学方法及“量子限域”效应,无需高真空复杂设备,胶体量子点可低成本、大规模制备,并且通过调整量子点尺寸可以在宽光谱范围内对胶体量子点进行精准带隙调控,为红外焦平面阵列的研发提供了材料基础。同时,胶体量子点载流子迁移率、掺杂浓度、费米能级等参数可由表面配体工程及能带工程进行调节,可将不同带隙胶体量子点进行平面耦合或垂直耦合,为红外焦平面阵列的研发提供了技术基础。无需倒装键合等复杂工艺,胶体量子点可使用旋涂、滴涂等方法将其与读出电路直接耦合。由于无需铟柱沉积及键合绑定,胶体量子点焦平面像素尺寸与阵列规模仅取决于读出电路电极加工精度(~1 微米),有望解决焦平面成本高、工艺复杂及阵列规模小等瓶颈问题,为大阵列焦平面的研发提供了工艺基础。经过不断探索,我们相继实现了胶体量子点非倒装键合体制短波红外及中波红外胶体量子点焦平面制备及封装。经过测试,室温下短波红外探测波段2.5微米,比探测率1011Jones,且响应非均匀性小于等于4%。低温80K下,中波红外探12测波段5.5微米,比探测率5×1010 Jones。经过成像验证,两种焦平面器件均展现了较好的成像性能,为非倒装键合体制成像焦平面的制备提供了新的思路和方案。



报告题目:纳米硅光子传感器技术研究


报告人:陶继方


报告人介绍:陶继方,男,1985年生,山东大学信息科学与工程学院教授、博士生导师,IEEE高级会员、山东大学-山东产业技术研究院先进传感器联合实验室主任、山东省重大创新工程专项先进传感器领域指南组组长。曾先后任职于新加坡南洋理工大学、歌尔股份有限公司、新加坡科技局微电子研究院,2018年-至今山东大学。长期从事硅光子传感器、MEMS智能传感器、纳米光机械等领域的研究工作,至今为止发表专业学术论文60余篇,申请国际专利12项,中国专利30余项。


报告摘要:硅基集成光电子学主要研究和开发以光子和电子为信息载体的硅基大规模集成技术,具有片上光通信和片上光学传感两大主要应用。在“传感”应用方面,利用硅基集成光电子平台可以集成激光器、探测器和多种无源光器件,构建毫米尺寸的高性能光学传感系统,具有低成本、高集成度等优点,可用于片上光谱分析仪、纯固态激光雷达等。本报告聚焦于硅基集成光学传感器核心技术,并对其典型应用进行介绍。



报告题目:硅基集成二维材料光电探测器


报告人:郭敬书


报告人介绍:郭敬书,浙江大学光电科学与工程学院特聘研究员。2012年和2017年于华中科技大学获光学工程学士和博士学位,之后加入浙江大学光电学院从事博士后研究工作,2021年6月出站后被聘为特聘研究员。以(共同)第一作者在Nature,Light-Sci. Appl.,Laser Photon. Rev., ACS Photonics, Opt. Express等期刊发表论文9篇(含ESI热点论文1篇,ESI高被引论文2篇)。论文总引用>1700次。主持浙江省自然科学基金杰出青年项目(2022年度)、国家自然科学基金面上项目、国家自然科学基金青年项目等项目,作为项目骨干参与多项国家级、省部级重大重点项目。担任Photonics Res., J. Lightwave Technol., IEEE Photonics Technol. Lett.等国际SCI期刊审稿人。荣获/入选《2021年度博士后科学基金获得者选介》(每年全国百名)。

报告摘要:以石墨烯为代表的二维材料可实现不受晶格失配影响的硅基集成,同时能实现宽谱光吸收,为宽谱工作、低成本、高性能硅基片上光探测提供了解决方案。近年来,硅基集成二维材料光电探测器研究受到了学术界和工业界的广泛关注。本报告将介绍报告人及所在团队近几年在硅基集成二维材料光电探测器领域取得的进展和对相关研究的一些思考,主要包括以下工作:一种工作于1.55 μm/2 μm波段的新型硅基混合等离子波导石墨烯光电探测器,一种集成环形镜反射器的硅-石墨烯波导光电探测器,一种具有高光暗电流比、大带宽、高线性度的硅-石墨烯异质结光电探测器。 本报告也将介绍团队在硅基集成黑磷光电探测器方面取得的一些进展。



报告题目:基于低维电荷/磁有序材料的中红外光电探测研究


报告人:李林军


报告人介绍:李林军,浙江大学光电科学与工程学院,百人计划研究员,博导。本科和博士毕业于浙大物理学院凝聚态物理研究所。先后在比利时鲁汶大学,新加坡国立大学先进二维材料中心做博士后,2017年8月入职浙大,获得国家青年人才项目和浙江省人才项目的支持。长期专注于低维材料的量子光电磁性质的基础研究和应用探索,在Nature,Nature Communications,Nano Letters,Physics Review B等期刊上发表论文40多篇。目前,实验室搭建有低温强磁场结合荧光,拉曼,二次谐波,磁光科尔效应等光电磁测量平台,主要开展基于二维量子材料的光电探测,存储及智能计算等研究工作。


报告摘要:本报告将介绍我们组近两年在基于低维量子材料中红外光电探测的研究工作。电荷密度波量子材料的绝缘到金属态的相变是一个集合电子激发行为的相变,区别于基于单电子激发的半导体光电探测,具有极大的光电响应度,但通常较大的暗电流是其实际应用的突出问题。我们发现在特定材料的准一维的电荷密度波态向Luttinger Liquid的转变可以同时具有高光电响应度以及低暗电流即高探测率的特点,可以实现极低光子数的弱光探测,达到目前为止包括雪崩探测机制在内的低维材料光电探测性能的最优值。除了电荷有序材料,我们在低维结构反铁磁有序的材料中,发现反铁磁序的光热电流响应具有明显的线偏磁二向性,对基于偏振探测的中红外光电探测具有很好的应用潜力。



报告题目:悬浮光力体系精密传感研究


报告人:李楠


报告人介绍:李楠,浙江大学光电科学与工程学院副教授,研究方向为面向精密传感的悬浮光力学、量子光学实验,相关研究成果以第一或通讯作者在OE、OL等学术期刊上发表SCI论文十余篇,授权国家发明专利十余项。近年来先后主持173计划领域基金、J委科技委主题组项目、浙江省自然科学基金重大项目、176计划重点项目子课题等。


报告摘要:近年来研究发现,利用聚焦激光构建光镊系统来悬浮微纳尺寸的微球,将其束缚在焦点附近区域,辅以真空环境,可成为敏感外场信息的谐振子。此类悬浮光力系统中的谐振子不仅能够摆脱机械固连,规避传统谐振子的机械耗散问题,也能通过构建真空环境使敏感介质与外界热环境隔离,极大地降低谐振子的热噪声水平,同时具有高灵敏度、高可靠性且易于集成等优点,在小型化、高精度加速度计的实现上具有独特的优势,可为深空深地探测、大型舰船导航以及其他自主导航领域提供新的技术手段。报告将介绍悬浮光力系统的特点和现状,以及报告人团队在这一领域的研究进展。



报告题目:面向大深度分子/功能影像的光声内窥成像技术研究


报告人:王波


报告人介绍:王波,中南大学基础医学院生物医学工程系特聘副教授,硕士生导师;分别于2006年和2009年,在清华大学物理系获得学士和硕士学位。 2014年在美国佛罗里达大学获得生物医学工程专业博士学位。2020年6月入职中南大学基础医学院。长期从事生物医学光子学的研究,包括光学相干层析成像、光声成像、非线性光学成像和超声成像等。2014年回国后成立了湖南省首家生物医学光学成像实验室,目前主要研究方向为光声成像的算法、系统与应用研究。研究成果已在Medical Physics、Journal of Neural Engineering等学术期刊上共发表第一或通讯作者论文二十余篇;获得国家发明专利授权5项;主持国家自然科学基金青年基金一项、湖南省自然科学基金面上项目一项,以及多项其他项目。


报告摘要:光声成像结合了光学成像的高特异性以及超声成像的高穿透深度,是一种非常有潜力的大深度三维分子影像学技术。当前,光声分子/功能层析成像获得了快速的发展,但是由于技术的限制,光声分子/功能内窥成像的发展非常缓慢。为此,我们尝试提出一套可行的技术方案,来实现集高穿透、多光谱、紧凑性和多模态为一体的光声内窥成像技术,以满足生命科学和基础医学研究中,日益增长的对小动物内部器官进行大深度分子内窥成像的要求。在近期研究中,我们搭建了一套基于声聚焦光声成像的兔直肠多模态内窥成像系统;通过改进型反投影成像算法,提高了系统在离焦区域的分辨率和信噪比,实现了在厘米级成像深度上的动态聚焦探测;开发了一套基于深度学习的算法来消除步进电机的噪声,从而显著减少了扫描时间。我们通过对兔直肠及其周围吲哚菁绿染料的三维造影,对大深度光声分子/功能内窥成像的潜力进行了初步探讨研究。本项目所提出的方案,有望极大促进大深度光声分子/功能内窥成像的发展,使其在基础生物医学研究中发挥关键的作用。



报告题目:稀土离子共振纳米光镊与光力染色剂


报告人:王帆


报告人介绍:王帆,北京航空航天大学物理学院教授、博士生导师。王教授于2014年从澳大利亚新南威尔士大学毕业,先后后在澳洲国立大学Prof. Chennupati Jagadish 院士课题组以及悉尼科技大学金大勇院士课题组担任光子学方向的研究组长。自2019年起,他开始在悉尼科技大学成立自己的研究小组从事超分辨成像以及光镊方面的研究。他于2022年全职回到北京航空航天大学开始成立生物光子学课题组。王帆教授一直致力于光子学、显微技术以及纳米材料的研究,共发表70篇高水平学术文章。他以第一/通讯作者论文17篇,包含Nature Nanotechnology, Nature Communication (x2), Light: Science & Application, Optica, Advanced Materials, Nano Letters (x5) and Small。他曾获得澳洲青年学者奖,澳洲David Syme研究奖以及iCANX青年科学家奖。


报告摘要:光镊技术以及被广泛用于弱力测量、操控细胞和细胞器、材料组装、材料表征等领域。传统光镊主要依靠环境与被捕获物体的折射率差来产生梯度光力,捕捉物体。所以对于低折射率的纳米颗粒,光镊的捕捉效率非常低。如何提高这些低折射率纳米探针的光力效果是一个难题。王帆教授将报告近期发现的上转换纳米颗粒里的稀土离子共振现象。上转换纳米颗粒中的几千个稀土离子在特定波长下会发生极化共振,这会极大程度的提高纳米颗粒的介电系数与极化率,将颗粒的光力效果大幅提高。例如23纳米的上转换纳米颗粒其光力可以被增强到30倍高于同尺寸的金纳米颗粒。随后他们们将这种共振现象用于调控上转换纳米颗粒的散射。这项技术使他们可以不改变纳米颗粒的形貌就可以调制其散射光谱,并且实现多通道干涉散射成像(iSCAT)技术。


此外,王帆教授将介绍一系列基于镧系离子掺杂纳米晶体非线性传能而开发的红外超分辨显微技术。



报告题目:光镊技术科教融合的探索和实践


报告人:王自强


报告人介绍:王自强,中国科学技术大学物理学院光学与光学工程系教师。中科大工学博士学位。2004年进入安徽省光电子重点实验室生物光子学研究组工作。长期以来主要从事光镊设备及应用研究工作,其中2016年~2017年在美国做访问学者利用光镊技术开展单分子研究。相关研究成果在Optics Express,Applied Physics Express、物理学报、光学精密工程等学术期刊上发表。在教学方面,我们积极将科研和教学融合,开发《光的力学效应及pN力测量》专业基础实验,《全息光镊实验》,《基于DMD衍射实验》及《基于DMD光场调控》等专业实验,并开展科研与教学相结合的教学方法研究。2021年“光学专业研究生实验实践教学探索”获安徽省教学成果二等奖(排名第二),“‘科教融合’于光学基础实验中的探索”获安徽省教学成果三等奖(排名第一)。


报告摘要:科研和教学协同发展是目前高校,特别是研究性的大学面临的重要问题。中国科学技术大学光镊研究组,将科研与教学相结合,开发了“光的力学效应”实验,这是科教融合的一个成功案例。报告首先介绍光镊原理及光镊在不同领域的科学研究所取得的丰硕成果;然后介绍中国科学技术大学将科研工作转化为实验教学,设计了光力学效应教学实验。随后,介绍我们在开展实验教学过程中,如何将光镊的科研与光的力学实验教学结合,调动学生的科研兴趣,提高实验教学质量以及取得良好的教学效果。将中科大的光镊技术实验教学同美国里海大学实验教学模式进行比较,分析两校教学方式和方法的差异的原因,以及对人才培养的短期和长期的影响,进而探索科研与教学有机结合的方式,促进教学和科研的协同发展。



报告题目:光电专业课若干授课心得——兼论信息时代下的教育变革


报告人:汪凯巍


报告人介绍:汪凯巍,浙江大学教授、博导,现任浙江大学国家光学仪器工程技术研究中心副主任、中国电子信息行业联合会光电产业委员会副秘书长、浙江大学-利安光学联合研究中心主任。生于1979年11月, 1997年考入清华大学,2001年与2005年分别获得清华大学精密仪器与机械学系学士及博士学位。2005年10月获得英国皇家学会支持留英开展博士后研究。2009年2月加入浙江大学,现拥有及与他人合有专利70余项,在国内外杂志和专业会议上发表研究论文100余篇。


主要研究领域为精密光学测量和视觉感知技术,致力于发现光学与算法之间的边界,并探究新型视觉传感技术,服务于工业测量及自动化、智能机器人和智能车辆以及智能穿戴设备。


汪凯巍具有丰富的技术转化经验,指导孵化项目获得共青团中央举办的“创青春”创新创业大赛全国总冠军,“i创中国”创新创业大赛总决赛冠军,第三届中国“互联网+”大学生创新创业大赛总决赛银奖等荣誉。


汪凯巍先后获评 “浙江省青年教师教学竞赛”特等奖、“唐立新教学名师奖”、“浙江大学优质教学成果奖”、 “浙江大学创新创业教育先进个人”、“浙江大学优秀德育导师”、“浙江大学师德先进个人”、 杭州市“521”计划专家等荣誉和奖励。


报告摘要:正如人类历史上文字、印刷术的出现对人类教育方法和理念带来了巨大变革一样,正在快速拉开的信息时代大幕为我们提供了全新的信息产生、传输、存储和展示技术,正在深刻地重塑人类文明的方方面面。这不但要求我们不断同步和更新我们的教学内容,更要求我们重新思考和构造我们的教学手段甚至是教育理念。陈旧的知识、一成不变的教学方法已经逐渐跟不上信息时代的快车,不利于我们在人才培养和科技竞争中占据有利位置。本报告基于以上认识,结合13年的教学实践,分享本人和课程组的一些具体革新方法,以期引起青年同行对人才培养和教育教学方法、理念的思考和讨论。




报告题目:《平面光学》研究生国际化课程:教学设计与课程思政


报告人:易飞


报告人介绍:易飞,华中科技大学光学与电子信息学院副教授,博导。研究领域包含光子集成电路、纳米光子学、等离激元与超构材料、红外探测成像器件等。本科及硕士毕业于浙江大学信息与电子工程学系。博士期间参与了DARPA的Super Molecular Photonics(MORPH)项目,开展了基于透明导电氧化物电极的高速低功耗电光调制器的研发工作,并作为访问学者工作于新加坡科技局数据存储研究中心(ASTAR-DSI)。2011年获美国西北大学电子工程与计算机科学系博士学位。后于宾夕法尼亚大学材料科学与工程学系从事博士后研究,期间开展了基于光学天线的光谱/偏振敏感型红外热探测器的研发工作。2015年9月入职华中科技大学光电信息学院工作,主持了国自然青年项目、面上项目、装备发展部预先研究领域基金项目、华科-海康威视联合实验室横向技术开发项目、烟台开发区科技领军人才项目等,并参与了国家重点研发计划青年项目、国家重点研发计划子课题。截止目前,在Nature Photonics, Nature Communications,Nano Letters 等期刊上发表论文40篇;美国授权专利4项;中国授权发明专利15项;出版专著章节1章。


报告摘要: 报告人于2017年在国家外专局高端外国专家项目的资助下,邀请美国西北大学电子工程与计算机系Seng Tiong Ho(何诚中)教授访问华中科技大学光学与电子信息学院,并开设了为期一个月的《微纳光子学》英文公开课,讲授近场成像、电磁超材料、表面等离激元波导器件、微腔激光器等光学前沿热点领域的原理与技术。由于授课方式新颖,内容精到,反响十分热烈。英文公开课结束之后,报告人对课程内容进行了梳理和扩充,并结合国内的教学特点,着手进行研究生国际化课程《平面光学》的建设。课程以光的电磁理论为理论基础和起点,选取微纳光学研究中的四个有代表性的主题进行重点讲授:(1)片上导波光学;(2)光子晶体光学;(3)等离激元光学;(4)超构材料光学。这四个主题各有特色,而彼此之间又存在诸多关联之处,将它们放在同一门课程中讲授,有助于把握微纳光学的发展脉络和全貌。微纳光学是现代光学学科中发展最活跃的领域之一,既是科学研究的前沿热点,也是产业发展的重要方向,各种新概念,新原理,新技术在不断涌现。本次报告将从课程建设与教材编写的实践经验出发,探讨如何以简明扼要而不失大局观的方式帮助学员把握微纳光学的基本原理,掌握典型微纳光学器件的分析方法,为从事与微纳光学相14关的科学研究和产业实践夯实基础。

扩展阅读

 

1.【光电讲坛】光电青年专场

2.2021年长三角区域一体化暨中部六省光电论坛

3.【光子学公开课】硅基光电子核心技术及规模化集成应用之路

4.MDPI Applied Sciences联合天津大学精密仪器与光电子工程学院举办系列国际学术研讨会——分会场三新年再会

编辑:王亚琨

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