光学信息技术科学教育部重点实验室

(南开大学)

 

 

2013年度工作报告

 

 

 

 

 

 

 

 

201312

 


一、实验室简介

1、实验室情况

光学信息技术科学教育部重点实验室是2011年初,从原光电信息技术科学教育部重点实验室(南开大学、天津大学)拆分后建立的,并于20119月参加了5年一度的教育部重点实验室评估,获得了良好类重点实验室的评估结果。

目前,实验室的支撑学科是南开大学光学工程国家重点学科,包括现代光学研究所和光电子薄膜器件与技术研究所,隶属于电子信息与光学工程学院。

2、总体发展思路

以国际著名大学的光学研究所、光学中心(The Institute of Optics, University of RochesterCollege of Optical Sciences, University of ArizonaCREOL, the College of Optics and Photonics at University of Central Florida)为参考系,建立国际一流的光学信息技术科学研究中心和人才培养基地。

二、总体定位和研究方向

依托光学工程国家重点一级学科,秉承南开大学在信息光学领域的传统优势,重点发展的研究方向是:(1新一代光学信息处理及其应用技术;(2微纳光学和微纳尺度光场调控及其应用;(3飞秒激光创新应用和微结构光子器件应用技术;(4基于薄膜光电子技术的光伏电池和显示技术。以上研究方向分别对应了光学工程学科在光电信息技术与工程、光电子技术与光子学两个重要学科分支的前沿发展方向和趋势。

1)新一代光学信息处理及其应用技术

此方向包括光学信息处理及图像技术、超快数字全息技术、激光散斑成像、三维成像与显示技术、视光学、自由曲面光学设计和高分辨率成像技术;以及先进的光信息探测技术、光纤传感、太赫兹通信和传感技术、生物医学光学、激光/拉曼光谱探测和高速激光扫描技术。

2)微纳光学和微纳尺度光场调控及其应用

通过微纳光学等理论机制和新一代光信息获取手段,加强了对光的驾驭能力,在国防、生物医学环境监测等领域发挥重要作用。该研究方向主要从事衍射微纳光学器件的设计和加工、表面等离激元调控与创新应用,并以生物医学应用需求为目标,广泛开展微纳光学信息技术与生物医学交叉融合的前沿应用基础研究。

3)飞秒激光创新应用和微结构光子器件应用技术

率先在国内开展了飞秒条件下微小物质操纵、信息获取、电离显微成像以及新一代微纳结构光子器件的前沿探索,建立了大量优秀工作基础。研究内容包括飞秒级信息瞬态实时记录、飞秒激光推进操纵、微纳结构光纤光子器件、新型光纤激光器、微结构太赫兹光子器件等。

4)基于薄膜光电子技术的光伏电池和显示技术

自主开发薄膜光电子沉积技术,支撑薄膜信息光电子器件的制备。在非晶硅薄膜太阳电池等方面,一直处于国内领先地位,太阳电池转换效率处于国际先进水平,连续获得973项目支持和首席单位。研究内容包括非晶硅/微晶硅叠层薄膜太阳电池、铜铟镓硒薄膜太阳电池、薄膜晶体管(TFT)显示。

三、研究水平与贡献

论文发表情况

本年度,我室在国内外重要学术期刊发表SCI收录论文86篇,EI收录35篇。其中:22篇;29篇;16篇;19篇。实验室近年来发表论文质量有显著提高,二区以上论文有大幅度的增长,其中一部分成果已达到国际同类先进水平。

特别是,在光学与光学工程权威期刊Nature CommunicationsNanoscaleACS Applied Materials & InterfacesOptics LettersOptics ExpressApplied Physics Letters  等二区以上刊物发表论文51篇,从文章质量上反映出本实验室的学术水平快速提升,已接近国际同类学科的学术水平。

科研项目与经费

2013年度,我室共承担国家973、国家863、国家自然科学基金等项目共56项;实到经费为1871万元。其中包括国家973项目或课题6项、国家863项目7项、国家自然科学基金22项,教育部科技项目8项,国家其他部委2项,天津市科技支撑计划项目2项,天津市应用基础与前沿技术研究计划项目8项,其他纵向项目1项;其中国家级项目经费占纵向总经费约93.140%,占横向纵向总经费约75.150%

著作与专利

本年度,我室出版学术专著及教材4部。获国家授权发明专利11项,授权实用新型1项,授权国防专利1项。

出版的学术专著及教材

序号

著作名称或题目,全部作者

出版时间

出版社

1

光波学原理与技术应用,张伟刚

2013

清华大学出版社

2

专业技术人员科学素养与科研方法,

张伟刚

2013

国家行政学院出版社

 

3

 

Philippe Lalanne, Haitao Liu. Waves on subwalength metallic surfaces: a microscopic view point. T.V. Shahbazyan and M.I. Stockman (eds.), Plasmonics: Theory and Applications, Springer Series in Challenges and Advances in Computational Chemistry and Physics, Chapter 10, 2013

2013

Springer

4

《微电子电路设计》(第四版)(特拉维斯 N. 布莱洛克)著,张为等译,刘艳艳审校

2013

电子工业出版社

科研与教学成果奖

本年度,我室获国家级教学成果奖1项。

国家级精品资源共享课科研方法论”   张伟刚等       2013.10

四、代表性研究成果

1)金属表面亚波长结构周期阵列实现大面积电磁场增强

建立了微观模型,明确了以下实现大面积电磁场增强的条件:散射体对表面波的散射满足能量守恒|t+r|≈1。表面波激励效率b足够大。波长满足相位匹配条件,使得阵列中各散射体激励的表面波实现相长干涉叠加。发表成果:X. Zhang,H.T. Liu*, Y. Zhong. Optics Express, 2013, 21: 24139-24153

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2)飞秒激光成丝光谱分布

飞秒激光实验照片获得了美国光学学会会刊《光学与光子学新闻》(Optics and Photonics News)举办的2013年度光学封底图片大赛(2013 After Image Photo Contest)最高等级的一等奖(First Place, Top Prize) Optics & Photonics News, p. 26, November 2013)

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3THz相变光子晶体调制器

提出了太赫兹相变光子晶体的概念并制备了实验样品,在硅光子晶体上镀一层VO2薄膜壳,利用VO2的介质-金属相变特性,在连续弱激光作用下实现从介质光子晶体到金属光子晶体和从介质光子晶体到表面等离子体两种不同的转变机制,从而实现对THz波的宽带深度调制,最大调制深度达到75%

发表成果: Fei Fan, Wen-Hao Gu, Sai Chen, Xiang-Hui Wang, Sheng-Jiang Chang, Opt. Lett. 38(9), 1582-1584 (2013).

范飞,常胜江高速光子晶体波导太赫兹调制器专利号:ZL201110350710.3 授权日期:2014.01.01

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4高灵敏度光子带隙光纤传感器

基于微流控技术实现了多种高灵敏度的光流体微结构光纤传感器。实现的浓度探测极限低至1pM,折射率灵敏度高达7.4×105nm/RIU。代表性成果:Luo M, Liu Y, Wang Z, Han T.,et al., Optics Express, 2013, 21(25):30911-30917; Zhi-Li Li, Wen-Yuan Zhou, Yan-Ge Liu, et al.,Appl. Phys. Lett. 102, 0111362013.

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意义:将微流控技术与微结构光纤相结合,为各种超高灵敏度的微结构光纤传感器和可调谐光纤器件的实现提高了条件。

五、队伍建设和人才培养

本年度获得的人才奖情况

序号

人才名称

获奖人姓名

1

天津市千人计划创新长期

武鹏飞(2013

3

天津市青年千人计划

王卫超(2013

4

国家优秀青年科学基金

刘海涛(2013

5

国家优秀青年科学基金

刘艳格(2013

6

南开大学高端人才计划

张晓丹(2013

7

南开大学百名青年学科带头人培养计划

刘海涛(2013

科研队伍状况

在职教学与科研人员共54人,具有博士学位40人,包括:博士导师16,教授15,研究员4人,副教授9人,副研究员6人,讲师6人,高级工程师6人。其中新晋升教授2人,新入职博士2人。在固定研究人员中,55岁以下的中青年学者占85%。

研究生培养

2013年度,共有25名博士生毕业,52名硕士生毕业。招生人数分别为21人和35人。

六、具备的科研条件与单位支持

利用“211”工程三期、“985”工程二期的建设经费,进一步完善和加强了现有创新研究平台的建设,包括飞秒激光技术与应用创新研究平台、微纳光学技术研究平台、非线性光学光谱成像技术研究平台、光纤光子学技术研究平台、薄膜光电子技术光伏电池和显示技术研究平台,实验室的实验设施条件得到显著改善。另外新建了两个实验室:空间光学实验室,光声光谱实验室。以上创新平台的加强和新实验室的建立为南开大学光学工程的持续发展、培养优秀人才、吸引杰出学者、开展具有原创性的研究工作创造了重要条件。

七、开放交流与运行管理

学者交流和讲学

来访人

来访时间

报告题目

诺丁汉大学纳米学科带头人Kwang-Leong Choy教授

2013.3.13

Processing/structure/properties of transparent conducting oxides and absorbers by ESAVD for thin film solar cells

意大利电磁材料所薄膜实验室负责人

Gilioli教授

2013.4.23

Low cost fabrication of Cu(In,Ga)Se2 solar cells by a novel single-stage route based the Pulsed Electron Deposition (PED) technique 

 

PhD from National University of Singapore

2013.06.13

Nanoplasmonics: shaping surface plasmon

寇姗姗

PhD from National University of Singapore

2013.06.14

Label-free biomedical imaging using quantitative optical signatures

Professor Donna T. Strickland

OSA President

2013.11.14

Nonlinear Optics with Two Color CPA Lasers

教师进修

序号

姓名

进修单位

进修时间

进修内容

1

匡登峰

Institut d'Optique Graduate School, CNRS, France

2013.10 - 2014.10

亚波长光学

 

2

赵星

The Hong Kong Polytechnic University

2014.02 - 2015.02

光学自由曲面超精密加工及检测技术

3

 

王湘晖

The University of Kansas, USA

2014.07 - 2015.07

非线性光学显微术

 


八、审核意见

 

1、实验室负责人意见

 

实验室承诺所填内容属实,数据准确可靠。

 

 

 

数据审核人:          

实验室主任:          

(单位公章)

       

 

2、依托单位意见

依托单位年度考核意见:

 

     通过考核,下一步我校将继续在人财物方面对该实验室给予支持。

 

 

依托单位负责人签字:              

(单位公章)

       

 

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