全国光学与光学工程（华北赛区）博士生学术联赛

暨“激光与光电子技术学术论坛”

主办单位：Light Science & Applications; iCANX; 联合国教科文组织“国际光日”组织委员会

承办单位：山西大学光电研究所

论坛时间：2024年4月12-4月14日

邀请报告：

报告时间：2024年4月12日下午

报告地点：光电所报告厅

报告1：稀土掺杂无机发光体系的光、热、力多重刺激响应行为研究

报告人：李磊朋 副教授（河北大学）

摘要：长余辉发光很早就被人类所发现，是一种与载流子激发、捕获、热激发、载流子复合以及能量传递关联的发光现象，涉及能量存储、能量迁移、发光中心吸收能量发射光等过程。长余辉发光材料已被广泛应用于夜光显示、照明、安全标识、生物成像等领域。然而，长余辉发光的机理至今依然众说纷纭，许多问题存在普遍争议。按照目前非常流行的余辉机理，Gd3+不应该存在余辉，而这与我们观测到Gd3+的长余辉相违背。针对上述问题，在过去的几年时间里，我们与浙江大学邱建荣教授、深圳大学彭登峰研究员等团队联合进行攻关，借助于光致、力致和热致发光现象的对比和深入研究，提出了相关假说，并以此为据成功设计实现了Gd3+的长余辉发射及多种新型应力发光体系。

简介：李磊朋，男，2021年1月毕业于哈尔滨工业大学并获理学博士学位，同年以校聘副教授/硕士研究生导师身份入职河北大学物理科学与技术学院开展教学和科研工作；2023年11月至今任副教授/硕士研究生导师。目前致力于稀土/过渡族元素掺杂无机体系的应力发光、长余辉以及紫外上转换发光的物理机制研究及其在温度传感、无背景探测等领域的应用。截至目前，以第一作者/通讯作者身份在Light: Science & Applications(1)、Science Bulletin(1)、Optics Letters(7)、Optics Express(4)、Laser & Photonics Reviews(3)等光学/综合类杂志上发表论文十余篇。曾以骨干身份参与国家重点研发计划等科研项目，目前主持国家自然科学基金青年项目、河北省教育厅青年拔尖项目、河北大学高层次引进人才启动项目、河北省重点实验室开放课题项目共计四项。

报告2：高功率高相干金刚石激光技术

报告人：白振旭 教授（河北工业大学）

摘要：金刚石拥有已知光学材料中最高的热导率、低的热膨胀系数、高度的化学惰性及优异的光学性能，使其能够在机械、光学和材料学等领域满足诸多极端条件的应用需求。尤其结合其优异的拉曼和布里渊非线性光学特性，以及在转换过程中固有的功率放大、频移、光束净化和噪声抑制等特征，使得金刚石激光器在功率提升、相干性增强以及波长拓展方面表现突出，极大程度上克服了基于传统工作物质的粒子数反转激光器存在的波长、功率和亮度难以兼顾的难题。本报告结合团队近期的研究成果，从拉曼和布里渊激光的产生、放大和性能提升方面对高功率金刚石激光技术的发展进行介绍和展望，并针对其未来发展面对的问题提出思考。

简介：白振旭，河北工业大学教授，博士生导师，先进激光技术研究中心副主任、河北省先进激光技术与装备重点实验室副主任。担任中国光学光电子行业协会激光应用分会青年委员、天津市激光技术学会常务理事、河北省光学学会理事、天津市学位与研究生教育学会理事，以及《光电技术应用》、《红外与激光工程》、《中国激光》和《应用光学》青年编委。主要从事高功率固体激光技术研究，主持装备发展部领域基金、国家自然科学基金面上/青年项目、河北省杰出青年科学基金等课题20余项。第一和通讯作者发表学术论文60余篇，授权专利10余项。获国际光学工程学会Teddi Laurin奖、Light编辑部“Rising Stars of Light”一等奖、河北省技术发明二等奖、某部委“慧眼行动”装备大赛优胜奖、某部委“源创杯”全国总决赛三等奖。

报告3：飞秒光丝激光雷达与电离辐射探测

报告人：齐鹏飞 副研究员（南开大学）

摘要：电离辐射剂量一旦超标会严重威胁人体健康，安全高效探测电离辐射是关乎核能和核技术安全的关键性难题。以典型的电离辐射α粒子为例，由于α粒子的射程短等特点以及不同的监测场景，传统的测量技术需要与α辐射源直接相互作用，这将探测范围限制在几厘米，对操作人员的安全造成了极大的危险，因此研究非接触式电离辐射检测技术至关重要。飞秒光丝激光雷达是国际上新近发展的一种远程、多组分、快速大气污染探测技术，满足远距离目标识别和物质探测需求。本文提出了一种基于飞秒光丝激光雷达技术的远程电离辐射探测方法，研究了电离辐射、等离子体和飞秒激光相互作用机制，理论可实现公里量级以外电离辐射的安全高效检测，对核安全具有重要意义。

简介：南开大学现代光学研究所副研究员，主要从事超快激光与物质相互作用、低维量子体系超快动力学与器件研究。以第一/通讯作者身份在Light、eLight、ACS Nano等学术期刊发表SCI论文20余篇。申请发明专利6项，已授权3项。主持国家自然科学基金青年基金、中国博士后科学基金面上项目等。担任《激光与光电子学进展》《红外与激光工程》青年编委。曾获中国仪器仪表学会金国藩青年学子奖、天津市科技进步一等奖、天津市知识产权创新创业发明与设计大赛一等奖等。

报告4：超冷原子动量晶格量子模拟

报告人：李玉清 教授（山西大学）

摘要：激光与超冷原子相互作用形成的耦合系统具有高度可编辑的优势，为研究不同结构晶格中原子的输运特性和新奇物理效应提供了重要实验平台。基于相互作用可调控的超冷铯原子，通过拉曼激光耦合一系列原子动量态，构建了单格点独立操控及探测的动量晶格系统。本报告中，我们将介绍超冷原子动量晶格中安德森局域化和人工规范场的研究工作。在一维准周期无序晶格中研究了相互作用对系统不同能量本征态局域化的影响，观测到扩展态与局域态共存的现象，即迁移率边。在三角形动量晶格中研究了原子流和相互作用对超冷原子手征性动力学的影响，揭示了几何阻挫、规范场和相互作用之间的竞争机制。

简介：李玉清，山西大学激光光谱研究所，教授/博士生导师。2010年山西大学本科毕业，2016年山西大学博士毕业；2017年，美国芝加哥大学James Franck研究所从事访问学者研究。长期从事激光与超冷原子相互作用及超冷原子量子模拟实验研究，近年来主要聚焦在安德森局域化、人工规范场、拓扑物态、强关联物理等方面研究，在Nature Commun.、Phys. Rev. Lett.、Light Sci. App.、Phys. Rev. Research、Opt. Express等期刊发表多篇学术论文。

报告5：全固态单频连续波宽调谐钛宝石激光器关键技术研究

报告人：卢华东 教授（山西大学）

摘要：全固态单频连续波宽调谐钛宝石激光器因其具有线宽窄、噪声低、光束质量好以及覆盖许多碱金属原子能级跃迁线的700-1000nm的输出激光波长，已经成为原子物理、量子光学、精密测量等领域的重要光源。然而我国在全固态单频连续波可调谐钛宝石激光器产品上长期处于空白状态。为此，课题组利用自制的高质量全固态单频连续波绿光激光器作为泵浦源对全固态单频连续波宽调谐钛宝石激光器开展了系统研究。提出了一种覆盖钛宝石全部增益谱线的双折射滤波片的设计方法，设计了基于Labview 控制的自动宽调谐装置，实现了激光器在700-1000nm范围内的自动波长调谐。在发展了机械调制、电光效应调制、直接调制等内腔标准具锁定技术的基础上，进一步发展了无调制标准具锁定技术和泵浦源噪声免疫的差分探测标准具锁定技术，实现了钛宝石激光器的频率连续无跳模调谐。采用自注入锁定技术，实现了高效率高输出功率的自注入锁定可调谐单频钛宝石激光器。在此基础上，开发了全固态单频连续波激光器产品，填补了我国在该产品领域的空白，研制的产品已经提供给清华大学、北京大学、中国科学技术大学等单位使用，有力推动了量子光学、原子物理等领域的快速发展。

简介：卢华东，山西大学教授，博士生导师。山西省光学学会常务理事，山西省十大科技创新人物，山西省科教兴晋突出贡献专家，山西省优秀青年学术带头人，山西省“三晋英才”支持计划青年优秀人才。长期致力于激光技术、光量子器件等方面的实验与理论研究及高技术成果转化工作。主持和承担了包括国家重点研发计划课题、国家自然科学基金、中央引导地方科技发展资金项目、山西省科技重大专项项目、山西省杰青项目等在内的30多项国家级和省部级研究项目。先后在国内外重要学术刊物上发表论文80多篇。获得美国及中国授权发明专利20多项。以第一完成人获得山西省技术发明奖一等奖1项，山西省专利奖1项。

报告6：面向海水盐度检测的双峰谐振长周期光纤光栅传感技术研究

报告人：杜超 副教授（太原理工大学）

摘要：开展可靠的海水盐度检测技术研究是保障海洋军事安全的重大需求。针对已有海水盐度检测方法存在的测量精度低、易受干扰、灵敏度低等问题，基于CO2激光技术在细单模光纤上成功制备出插入损耗小、结构稳定、灵敏度高的双峰谐振LPFG海水盐度传感器，并通过研究光栅周期和包层直径对其灵敏度的影响，得到最优化的光栅制备参数。在此基础上，进一步提出了基于可调谐F-P滤波器的LPFG解调系统，实现了双峰谐振LPFG的波长信号解调。此外，针对双峰谐振LPFG对温度、盐度的非线性响应特征，采用BP神经网络算法对其温度进行补偿，并基于遗传算法进一步优化了预测模型，不仅解决了温度交叉敏感问题，还将盐度预测精度提高了1个数量级。

简介：杜超，工学博士，副教授，硕士生导师。山西省光学学会会员，中航工业太原航空仪表有限公司企业技术中心外部专家。主要研究方向为新型光电检测技术与智能仪器、海洋环境智能感知技术。2019年博士毕业于东北大学流程工业综合自动化国家重点实验室，主持国家自然科学基金青年基金、中国博士后科学基金面上项目、山西省青年基金等国家、省部级科研项目5项。近年来，以第一或通讯作者（学生一作）在IEEE T. Instrum. Meas.、Measurement、IEEE Sens. J.、Opt. Laser Technol.等国际知名期刊发表学术论文20余篇；授权发明专利5项，并完成转化1项。荣获第十四、十八届中国研究生电子设计竞赛优秀指导教师等荣誉称号。

报告7：混沌拉曼分布式光纤传感与应用

报告人：李健 副教授（太原理工大学）

摘要：针对传统拉曼分布式光纤传感系统空间分辨率受限于光时域反射定位原理和光源脉宽的瓶颈，本文提出了一种混沌拉曼分布式光纤传感技术。该方案以混沌激光取代传统脉冲激光作为探测信号，通过对传感光纤激发的后向拉曼反斯托克斯散射信号进行时域差分重构，以此剥离出各个位置点携带混沌时序特征的拉曼反斯托克斯信号，然后基于混沌相关函数进行时域压缩解调，揭示了混沌拉曼散射温度调制光场空间位置与混沌参考信号的相关特性，最后引入混沌低频优化法增强混沌信号、二次相关偏导法、非对称脉冲对法提升混沌相关峰强度，该方案在千米级传感距离下可以将传统米量级的空间分辨率性能提升至厘米量级。

简介：李健，太原理工大学电子信息与光学工程学院副教授，中国科协青年人才、IEEE、OSA Member，致力于新型拉曼分布式光纤传感技术研究，近五年在发表Light：Science &Applications、Photonics Research等SCI TOP论文 10篇，授权中国发明专利20 项，美国专利2项，以第一完成人获中国光学工程学会科学技术奖技术发明二等奖，中国仪器仪表学会金国藩青年学子奖、中国光学学会优博论文提名奖、“金燧奖”中国光电仪器品牌榜铜奖等奖励。

报告8：基于 THz 波与 Raman 光谱的生物医学检测技术研究

报告人：徐德刚 教授（天津大学）

摘要：太赫兹频率范围恰好处于生物大多数分子、自由基和离子的转动、振动或平动能级，包含了丰富而且独特的物质细节信息，具有无标记、指纹谱等优势，在生物医学检测领域具有极大的发展潜力。拉曼光谱能够反映物质化学和结构信息，且对水含量不敏感，具有原位无标记测量等优势。因此，太赫兹波与拉曼光谱的独特性和互补性使其在脑疾病检测中具有独特优势。本报告针对脑胶质瘤组织边界检测这一生物医学应用需求，重点介绍基于固体浸没透镜的太赫兹衰减全反射成像技术。通过优化太赫兹成像窗口，突破了成像灵敏度低、分辨率低、成像面积小等局限，实现了脑胶质瘤组织边界的精准识别。进一步，基于拉曼光谱对脑胶质瘤生物标志物γ-氨基丁酸、基质金属蛋 白酶-2 (MMP-2)、人源 U87MG 细胞和胶质瘤组织进行了光谱特性研究，分析了脑胶质瘤生物标志物、细胞 和组织间的相互关系。该研究为胶质瘤的快速、高灵敏度、无标记精准诊断提供了一种新型方法。

简介：徐德刚，博士，天津大学精密仪器与光电子工程学院教授，博士生导师，微光机电系统技术教育部重点实验室（B类）（天津大学）主任，国家重点研发计划首席科学家，教育部新世纪优秀人才。多年来主要从事激光与光电子、太赫兹技术、激光光谱检测、光纤传感技术研究工作。基于激光光子学，研究新型光子学源以及光子学检测技术，探索研究新型传感探测技术，研发了太赫兹光谱与成像探测仪器、激光三维雷达探测器以及红外光谱吸收与拉曼光谱检测仪器等新型激光光谱检测仪器；承担国家重点研发计划、国家973计划、科技部“863”项目、科技创新特区项目、自然科学基金等项目30多项；在Apl. Phys. Lett., Opt. Express，IEEE J. Qautum.Electron.、J. Opt. Soc. Am. B等国内外重要学术刊物上及国际会议上发表论文350多篇，Web of science检索文章总引用2600多次，H因子为27，获得专利20多项，获浙江省高校优秀科研成果二等奖、浙江省科学技术奖二等奖、重庆市科技进步一等奖。

报告9：硅基片上相位梯度型超构透镜及应用

报告人：刘英杰 讲师（燕山大学）

摘要：近年来，受到自由空间超构表面波前调控的启发，基于超构波导的平面内衍射光网络正在成为片上光波操纵的有力工具。如何突破设计自由度的限制，是提升片上超构表面光场调控能力以及拓展应用的关键，本报告提出一种基于像素编码的片上数字型超构透镜，并以折叠级联的方式构建高度紧凑的色散元件，结合重构算法实现了片上集成的高分辨率光谱仪；针对片上超构透镜系统的动态调谐需求，提出一种拓扑优化的功能性加热器结构，并结合硅基超构透镜实现一种可用于动态聚焦和光束扫描的片上电控可调谐超透镜，相关工作有望应用于光学计算、光束整形和激光雷达等片上集成系统。

简介：刘英杰，博士，燕山大学讲师/硕士生导师，燕山学者优秀人才A类。2012年-2022年在哈尔滨工业大学获得本硕博学位，目前就职于燕山大学信息科学与工程学院光电子工程系，主要研究方向为硅基光电子器件与集成芯片，包含硅基片上光场调控和多维复用、硅基集成光谱仪、中红外集成光电子器件等方面。现主持国家自然科学基金、河北省自然科学基金、河北省教育厅高等学校科技计划等项目，入选河北省高等学校青年拔尖人才计划。以第一/通讯作者在 Nature Communications等顶级期刊和OFC等国际会议发表论文20余篇，已引用900余次，研究成果曾入选2019年度中国光学十大进展。担任OL、物理学报等多种高水平期刊审稿人。

报告10：微腔光力传感研究

报告人：刘文耀 教授（中北大学）

摘要：高精度、小型化的力学传感器件在无人平台导航、卫星调姿变轨、精密加工等领域有着重要的需求。高Q值的光学微腔为小型化、高精度兼具的力学传感器件制备带来便利，一方面，利用超强的光学局域增强能力增加光程，实现传感器件的小型化；另一方面，利用增强的光子操控声子，进而使微腔壁形成高度相干光机械振荡，实现高精度传感。本报告基于高Q值的光学微腔的光子-声子高效率耦合转化，介绍一种新型的腔光力学传感新模式。本报告拟从光机械传感模型、结构制造工艺、信息解算等关键问题出发，介绍相关技术突破及其声学、惯性力学的传感应用与展望。

简介：刘文耀，教授，博士生导师，中北大学仪器电子学院测控系主任。目前是山西省优青、山西省杰出青年岗位标兵、山西省高校师德楷模。主要围绕小型无人平台对小体积、高精度导航与传感器件的应用需求，开展高品质回音壁微腔传感的机理、制备、调控、信息解算等方面的研究。主持国家重点研发计划、面上项目等国家/省部级以上项目12项，发表SCI论文50余篇，授权国家发明专利20余项。山西省一流课程负责人，获省级教学成果奖5项，其中，特等奖2项，一等奖2项。

报告11：Light: Science Applications eLight, Light: Advanced Manufacturing 链接科研圈的国际顶尖期刊

报告人：郭宸孜 副编审（中国科学院长春光学精密机械与物理研究所Light学术出版中心）

摘要：本报告将介绍Light刊群的三种旗舰期刊——卓越计划领军期刊Light: Science & Applications，卓越计划高起点新刊eLight、Light: Advanced Manufacturing的基本情况，以及我们如何基于期刊平台链接国内外光学社区，并将简单介绍顶刊的创新性评估标准。

简介：郭宸孜，博士，副编审。任中国科学院长春光学精密机械与物理研究所Light学术出版中心副总编、卓越计划高起点新刊eLight编辑部主任、卓越计划领军期刊Light: Science & Applications责任编辑。中国科学院青年创新促进会会员，中国科技期刊编辑学会国际交流与合作工作委员会委员、青委会委员，吉林省科技期刊工作者协会理事。入选中国科技期刊卓越计划优秀百人案例，获第三届中国科技期刊青年编辑大赛一等奖、中国科技期刊卓越计划优秀编辑、中国科协优秀科技论文编辑表彰、中国科学院科技出版先进个人奖、长春分院青年先锋，长春光机所第二届先进个人等奖项。主持卓越计划高起点新刊项目等国家、省部级项目6项，在Nano Today、Science China Materials、Applied Optics、《编辑学报》等学术期刊发表论文30余篇，作为共同作者出版译著1部（《光学与光子学：美国不可或缺的关键技术》，科学出版社），受邀在国内外学术会议作报告30次。