光電論壇

2019年7月22日,受光電學院先進功能纖維實驗室主任陶光明教授邀請,香港理工大學陶肖明教授來訪武漢光電國家研究中心,參觀研究中心展廳、做客武漢光電論壇,并做了題為“纖維基和纖維集合體光電子器件多物理過程的分析表征方法”的主題報告。

首先陶光明教授對陶肖明教授做了簡短的介紹,包括其研究方向及學術貢獻,武漢光電國家研究中心副主任周軍教授進行授牌儀式後,報告正式開始。

陶肖明教授介紹了智能可穿戴研究中心的概況及團隊宗旨,然後對該團隊在纖維基光電子器件和系統方向的研究做了報告。主要包括一維纖維器件、二維織物器件、三維紡織品的研究進展及應用。起初的研究大多基于纖維表面或内部做一些材料和器件的設計,但單一功能不足以滿足應用需求,所以需要研究如何構成系統并集成到柔性載體上。在此基礎上發展的纖維基光電子器件和系統,作為颠覆性的新興科技産業,在健康醫療、物聯網、智能城市、智能交通、機器人和國防安全等領域具有廣泛的應用前景。

報告中,陶肖明教授介紹了團隊在一維纖維器件上做的工作,包括傳感用光敏高分子光纖光栅及微電子芯片紗線技術;分享了用于顯示的二維織物器件研究進展。除此之外,廣泛應用于智能可穿戴中能量采集及存儲的三維纖維基器件的優勢及目前面臨的挑戰也在報告中給出:三維纖維基器件具有透氣性好、舒适度高等優勢;現有的能量采集及存儲器件主要是将機械能、太陽能、熱能或輻射能等轉化為電能輸出,但單一的方式難以在實際應用中滿足系統需求,所以需要進一步探究纖維基雜化發電器以提高系統性能。目前該應用的市場主要集中在醫療健康方面,幫助醫生了解病患健康狀況。

報告還指出,該領域由材料、器件發展到系統、内容的過程中,需要多學科、跨領域專家團隊的共同合作,在内容應用的剛性需求方面還存在巨大挑戰。但在電子和紡織領域的結合中不斷探索,必将推動智能可穿戴行業的發展。

陶肖明教授講述完畢以後,老師與同學們熱情地與陶肖明教授進行學術交流。最後陶光明教授強調在傳統行業中對新興技術創新的要求非常高,同時功能纖維和智能紡織技術具有強大的産業驅動力,發展潛力巨大。在老師與同學們的熱烈掌聲中,報告結束。

 


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(責任編輯:胡曉莺)

75日,受武漢光電國家研究中心王健教授邀請,浙江大學劉雪明教授做客武漢光電論壇第160期。在題為《光纖孤子激光的研究進展》的報告中,他闡述了在光纖孤子激光研究方面已取得的和可能進一步開展的研究與應用。

在報告中,劉雪明教授以2005年諾貝爾獎的光頻梳、2017年諾貝爾獎的激光幹涉引力波測量以及2018年諾貝爾獎的飛秒激光啁啾脈沖放大(CPA)光學作為引子,風趣地介紹了激光技術的重要性。之後,通過介紹激光在國防軍事和工業加工中的應用,劉教授強調了光纖激光的諸多優點。

在報告中,劉雪明教授還詳細介紹了超快激光産生的動力學過程及其研究方法。他介紹了時域拉伸色散傅裡葉變換(DFT)技術的原理及其發展,并以“古為今用”來形容該技術作為超快激光産生動力學過程的研究方法。基于該方法,他進一步地分析了超快激光産生的全過程,并強調了該技術方法的重要性。随後,劉教授介紹了孤子分子,并分析了其産生的動力學過程,其中包括孤子分子的内部動力學過程、孤子分子的完整構建過程以及多孤子産生的 breathing特征。最後,劉教授總結指出了超快激光産生和孤子分子産生的動力學過程中還能夠繼續深入挖掘的方向,給廣大碩士博士生後續研究以啟迪。

劉雪明教授是浙江大學求是特聘教授,國家傑青獲得者、“百千萬人才工程”國家級人選,獲得王大珩中青年科技人員光學獎,獲得國務院政府特殊津貼。劉雪明教授長期緻力于光纖激光非線性理論及應用研究,連續五年(20142018年)入選愛思唯爾(Elsevier)年度中國高被引學者,3篇論文被評為年度中國百篇最具影響國際學術論文,1篇論文入選“2014中國光學重要成果”,1篇論文入選“2018中國光學十大進展”。

武漢光電國家研究中心王健教授主持本期論壇,并為劉雪明教授頒發了“武漢光電論壇”紀念盤。來自光電國家研究中心、光電學院等多個院系的師生參加了此次報告并踴躍交流。

 




(責任編輯:胡曉莺)

武漢光電論壇第161期


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報告題目:纖維基和纖維集合體光電子器件多物理過程的分析表征方法

Analytical Characterization Method for Multi-Physical Processes of Fiber-Based Optoelectronic Devices


時     間:2019年7月22日10:00-11:30

地     點:武漢光電國家研究中心A101

報 告 人:陶肖明  教授, 香港理工大學

邀 請 人:陶光明  教授

 

報告人簡介:

陶肖明教授1982年畢業于華東紡織工學院 (現東華大學) 獲紡織工程學士。1987年在澳大利亞新南威爾士大學獲紡織物理博士學位。從2002年起擔任香港理工大學紡織科技講座教授。2004年創立香港功能智能紡織服裝納米研究中心并任首席科學家。現兼任香港理工大學可穿戴科技研究中心主任。陶肖明教授的研究方向是智能紡織材料及其在柔性光電子器件和系統中的基礎理論、工程制造和應用。共發表了380多篇SCI學術期刊論文和7部學術專著, 是紡織學術界具有影響力的專家之一。獲32項授權發明專利,其中十餘項發明被世界多國的廠家以特許方式采用,取得顯著的經濟和社會效益。陶教授曾擔任國際紡織學會世界會長,獲得國際紡織學會的最高個人獎項“榮譽會士”獎,美國纖維學會的最高個人獎項“奠基者”獎。


Biography:

Prof. Tao is Chair Professor of Textile Technology, founding Director of Research Centre of Smart Wearable Technology, The Hong Kong Polytechnic University. She obtained a BEng in textile engineering from East China Institute of Textile Science and Technology with a 1st class prize and a PhD in textile physics from University of New South Wales in Australia. She is former World President of Textile Institute International (2007-2010). Prof. Tao is known for her pioneering research work on intelligent fibrous materials, photonic fibres and fabrics, smart wearable technology, and yarn manufacturing. Prof. Tao has conducted numerous research projects and published more than 800 scientific publications including >320 journal papers and 7 research monographs. >10 patents have been licensed for industrial applications. Prof. Tao is the recipient of  the Honorary Fellowship of Textile Institute (2011)  and the Founder’s Award by Fiber Society of USA (2013), both being the highest field award. 



報告摘要:

纖維基光電子技術是是化學、物理學、材料工程、電子工程、光電工程和紡織工程等多學科交叉、滲透、融合而成的前沿技術。研究對象為具有傳感、伺服、通訊、記憶、自适應、自修複、自供能和學習等功能的光電子纖維和其集合體器件,可按程序感知外部激勵并作出響應。纖維基光電子技術的形成有多個途徑。通過在纖維及纖維集合體(如紗線、織物等)的表面和中間建有納米或亞微米級功能器件結構、或将微電子芯片或MEMS器件或纖維基器件與纖維集合體以非同質器件集成技術組成智能器件。光電子纖維器件與纖維材料結合形成的柔性智能材料具備柔性、大變形、輕盈、大面積、時尚、舒适、不影響人或機器的活動與功能、低維護保養、可實時在線長期使用等特點。纖維基光電子技術是颠覆性的,在人機界面、大面積光電子器件和系統、交通運輸、安全保護、智能物聯網、智能城市、醫療保健、可穿戴器件和系統等領域擁有較大優勢。同時,采用安全綠色的功能材料,成熟的機器設備和工藝可實現在常溫或較低溫度和非真空條件下規模生産。纖維基光電子器件的制造和使用中涉及多物理過程,具有宏觀大變形、細觀纖維受力複雜性、多相材料(包括固體和氣體)、多孔、多界面等特點。報告針對纖維基及纖維集合體(紡織結構)光電子器件的材料、結構、與其光、電、熱、力學性能和表征提出和探讨相關的科學問題和解決方法。



Abstract: 

Fiber-based optoelectronic technology is a new and cutting-edge technology developed in the past two decades. It is the result of infiltration and fusion of chemistry, physics, materials engineering, electronic engineering, optoelectronic engineering and textile engineering. The research object is optoelectronic fiber and its aggregate devices with sensing, actuation, communication, memory, self-adaptive, self-repairing, self-power and learning functions, which can perform the functions in a preprogramed manner. There are several ways to form fiber-based optoelectronic devices and systems. The fiber-based optoelectronic devices and systems formed by the combination of functional materials and fibers have many characteristics, such as flexibility, large deformation, light weight, large area, fashionable, comfort, and do not affect the activities and functions of people or machines, allowing long-term real time use. It has great potential advantages in engineering man-machine interfaces, large-area optoelectronic devices and systems, transportation, security, smart Internet of Things, smart cities, healthcare, wearable devices and systems. At the same time, safe green functional materials are employed, which can be processed at room temperature or under low temperature and non-vacuum conditions with mature machinery and processing technology. Multiphysics processes are involved in the manufacture and use of fiber-based optoelectronic devices, which typically involve large macroscopic deformation, mesoscopic fiber complexity, multiphase materials (including solids and gases), porous, multi-interface and so on. The unique structure and characteristics require the development of new characterization and analytical methods. In this talk, the related scientific problems and some solutions are proposed and discussed for the materials and structures of fiber-based and fiber assemblies (textile structure) optoelectronic devices, and their optical, electrical, thermal, mechanical properties and characterization.



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武漢光電論壇第160期


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報告題目:光纖孤子激光的研究進展

Research Progress of Fiber Soliton Lasers


時     間:2019年7月5日14:30-16:00

地     點:武漢光電國家研究中心A301

報 告 人:劉雪明  教授, 浙江大學

邀 請 人:光電子器件與集成功能實驗室

 

報告人簡介:

劉雪明,浙江大學求是特聘教授。國家傑青獲得者、“百千萬人才工程”國家級人選。獲得王大珩中青年科技人員光學獎,獲得國務院政府特殊津貼。連續五年(2014至2018年)入選愛思唯爾(Elsevier)年度中國高被引學者。3篇論文被評為年度中國百篇最具影響國際學術論文。1篇論文入選“2014中國光學重要成果”,1篇論文入選“2018中國光學十大進展”。


Biography:

Xueming Liu is a specially appointed professor of "QiuShi" at Zhejiang University. He was a National Science Fund for Distinguished Young Scholar. He was honored to the National Hundred, Thousand and Ten Thousand Talent Project. He was honored to the Wang Daheng Optical Award (Young & middle-aged scientific and technical personnel award). He received a special allowance from the Government of the State Council. He was elected to Most Cited Chinese Researchers by Elsevier from 2014 to 2018. Three papers were chosen as annual TOP 100 MOST CITED CHINESE PAPERS PUBLISHED IN INTERNATIONAL JOURNALS. One of his papers was selected as "Important Achievements of Chinese Optics in 2014". One of his papers was selected as "Top Ten Progress of Chinese Optics in 2018".



報告摘要:

超短高能量脈沖光纖激光器在通信、傳感、精密機械加工等領域均有重要的應用。如何提高激光脈沖的功率和能量,掌握和利用超短脈沖光纖激光的複雜非線性,開展高能量、超寬帶全光纖超短脈沖激光應用的關鍵技術研究,成為了光纖脈沖激光的重要科學問題。我們總結了近年來國内外關于鎖模光纖激光器研究的一些關鍵技術和重要成果,分析了各類激光器及所産生脈沖的優缺點,重點讨論了不同色散區内光纖激光器的典型行為特征,從理論與實驗兩方面揭示了耗散孤子的産生機理、輸出特性及其演化規律。


Abstract: 

Ultra-short high-energy pulse fiber lasers can be found important applications in the areas of optic communication, sensing, precision machining, and material processing. How to increase the power and energy of the laser pulse, control and utilize the complex nonlinearity, and develop the key technologies for the applications of high-power, high-energy, and ultra-broadband all-fiber ultra-short pulse lasers become the important scientific issues for the exploration of new phenomena and schemes as well as the breakthrough of technical systems about fiber laser pulses. We briefly review some key techniques and important progresses about mode-locked fiber lasers, discuss the merits and drawbacks of various fiber lasers and pulses, also introduce our research results in the past several years about how to improve the performance of fiber lasers. We particularly discuss the typical behaviors of fiber lasers operating in different dispersion regimes, and demonstrate both experimentally and numerically the formation mechanisms, output features, and dynamic evolutions of dissipative solitons.



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 6月28日,受武漢光電國家研究中心王健教授邀請,中國科學院物理研究所魏志義教授做客武漢光電論壇第159期。在題為《超快超強激光——創造極端物理世界》的報告中,他闡述了在超快超強激光研究方面已取得的并可能進一步開展的前沿應用。

在報告中,魏志義教授首先向我們介紹了國内外超快超強激光的技術發展曆程。随着不同類型的超短脈沖激光器以及相應技術的發展,脈沖激光的脈沖寬度逐步縮短至阿秒,脈沖激光峰值功率一路提高至拍瓦。随後他提到了獲得2018年諾貝爾獎的飛秒激光啁啾脈沖放大(CPA)光學,并以此勉勵大家我們做出的科研貢獻不會被遺忘。他同時着重介紹了其所在科研單位在超短飛秒激光脈沖産生領域的突破性工作以及創造了多項世界紀錄的極光系列拍瓦強激光裝置。

接着,魏志義教授向我們介紹阿秒激光脈沖産生技術,詳細解釋了阿秒激光的發展過程、阿秒脈沖産生和探測原理、以及其潛在的應用。同時他提到了其所在科研單位在阿秒脈沖産生和探測上的進展,雖然和國外最新進展還有一定差距,但在國内仍是第一例,有着及其重要的意義。

随後,魏志義教授介紹了超強超快激光在在化學反應動力學、生物醫學、信息學科、精密加工以及激光醫療等等領域的一些典型應用,并表示超強超快激光在各個領域的實用性也促進着該行業的發展。此後他又介紹了國内外的超強超快激光産業,并提出當前國内激光産業的發展前景是巨大的。

最後,魏志義教授做出總結,表示超強超快激光領域最好的時候還沒有到來,而且還有很廣泛的前景,并希望我們都能夠一起努力以迎接更好的未來。

魏志義教授長期緻力于超短脈沖激光技術與應用研究,在Nature Photonics, Phys Rev Lett, Opt Lett等SCI雜志上發表論文300餘篇,國際會議邀請報告70餘次。作為第一完成人獲國家技術發明獎二等獎1項、省部級科技獎3項。2001年獲中國科學院青年科學家獎,2002年獲國家傑出青年基金,2011獲胡剛複物理獎。主持了國家重大基礎研究項目(973)、國家重大科學儀器設備開發專項項目、科技部科技支撐條件項目、基金委重點、重大及國際合作等重要項目。

華中科技大學武漢光電國家研究中心王健教授主持本期論壇,并為魏志義教授頒發了“武漢光電論壇”紀念盤。來自光電國家研究中心、光電學院、物理學院等多個院系的師生參加了此次報告并踴躍交流。


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(責任編輯:胡曉莺)

武漢光電論壇第159期


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報告題目:超快超強激光 ——創造極端物理世界

Ultrafast and Ultrahigh Intensity Laser ——Push Physics to the Extreme World


時     間:2019年6月28日10:00-12:00

地     點:武漢光電國家研究中心A101

報 告 人:魏志義  教授, 中國科學院物理研究所

邀 請 人:光電子器件與集成功能實驗室

 

報告人簡介:

魏志義,1991年中科院西安光機所博士畢業,1991年-1997年中山大學博士後、副研究員,1997年迄今在中科院物理所工作。曾先後在英國盧瑟福實驗室、香港中文大學與科技大學、荷蘭格羅甯根大學、日本電子綜合技術研究所等地訪問工作。長期緻力于超短脈沖激光技術與應用研究,在Nature Photonics, Phys Rev Lett, Opt Lett等SCI雜志上發表論文300餘篇,國際會議邀請報告70餘次。作為第一完成人獲國家技術發明獎二等獎1項、省部級科技獎3項。2001年獲中國科學院青年科學家獎,2002年獲國家傑出青年基金,2011獲胡剛複物理獎。主持了國家重大基礎研究項目(973)、國家重大科學儀器設備開發專項項目、科技部科技支撐條件項目、基金委重點、重大及國際合作等重要項目。已培養畢業博士研究生40餘名、碩士研究生7名;出站博士後5人。先後任國際純粹與應用物理聯合會(IUPAP)委員、馬普阿秒科學中心(MPC-AS)成員、亞洲強激光委員會委員(ACUIL)。2017年當選美國光學學會會士。


Biography:

Zhiyi Wei obtained PhD from Xi’an institute of optics and fine mechanics, Chinese Academy of Sciences (CAS) in 1991. From 1991 to 1997, he was a postdoctoral researcher and associate professor in Sun Yat-Sen University. He joined in the Institute of Physics, CAS since 1997 and promoted as full professor in 1999 . During 1993 to 2002, he also worked at RAL in UK, the Chinese University of Hong Kong, the Hong Kong University of Science and Technology, University of Groningen in the Netherland and Advanced Institute of Science and Technology in Japan as a visiting scholar and postdoctoral scientist. During the long career on ultrafast laser technology and applications, he has published more than 300 peer review papers in Nature Photonics, Phys Rev Lett, Opt Lett etc. more than 70 invited talks in international conferences. As the first contributor, he won 1 national second award on technology invention and 3 ministry second awards on science and technology. He also accepted the award for young scientist by CAS in 2001, national talent young scientist fund in 2002, Hu Gangfu award for experimental physics in 2011. We is the committee member of IUPAP, Max-Planck Center for attosecond and X-ray Science and Asian committee on ultrahigh Intensity laser. In view of his major contributions on ultrafast and ultrahigh intensity femtosecond laser community, he was selected as OSA fellow in 2017.     



報告摘要:

超短激光脈沖作為激光科學與技術的重要研究内容,不僅改寫了許多光學研究的新紀錄,而且也推動着大量相關前沿研究的革命性進展和科學交叉。目前利用钛寶石激光啁啾脈沖放大技術(CPA),人們所能得到的激光峰值功率已達10拍瓦的量級,為加速器物理、高能物理、核物理等學科提供了新的研究手段。法國籍科學家 G.Mourou教授和他的學生D.Strickland 副教授因發明CPA技術而共享了2018年一半的諾貝爾物理獎。此外通過飛秒激光與物質相互作用産生的高次諧波,人們在極紫外波段得到了短于50阿秒的最短脈沖世界紀錄。本報告将結合報告人研究團隊在超快超強激光研究方面的新進展,綜述介紹利用該激光已取得并可能進一步開展的前沿應用。


Abstract: 

Ultrafast intense laser has been recognized as one of the most promised field in laser science, it has not only broken many new world record in optical technology, but also made the remarkable progresses in frontier applications and disciplines cross. Up to now, ultra-intense laser with peak power up to 10 PW has been reported based on the technology chirped pulse amplification (CPA), which enable us the cutting edge platforms for particular acceleration, high energy physics etc., In 2018, G. Mourou and D. Strickland won the Noble Prize for the invention of CPA.  In addition to, the shortest laser pulse of shorter than 50as has been generated at the wavelength in XUV range based on the high harmonic generation (HHG)driven by femtosecond intense laser pulse. In this talk, I will introduce the recent development on ultrafast intense laser and new progresses in my group. The further development and potential applications will be also prospected. 




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       530日,受光電國家研究中心付玲教授邀請,美國戴頓大學光電系系主任Partha Banerjee教授做客武漢光電論壇第158期。在題為《從二維至三維互相關:光學方法與性能評估》的報告中,他闡述了從二維光學互相關至全息圖互相關的發展。

 

        首先,Banerjee教授诙諧、幽默地介紹了他的研究團隊中各位研究人員與他的合作夥伴。然後,介紹了自2015年來的與光電國家研究中心、工程科學學院的合作與聯系,以及戴頓大學與華科工程科學學院光電學院聯合培養碩士生等。

 

        在報告中,Banerjee教授通過一系列的品質參數(差别比DR,峰-相關能量平面PCE,峰-噪聲比PNR等),對比了傳統的光學相關器與基于光緻折射材料的光學相關器。他指出,基于光緻折射材料的相關器具有實時性、适應性,可提高目标被檢測到的概率,降低出錯率等優點。他闡述了基于光緻折射材料的光學相關器在飛行器、指紋識别中的應用,并分析了相應的品質參數。

 

        接着,他從指紋的應用舉例引出了多波長數字全息技術對指紋進行三維重建的工作。他說,指紋的研究已有百餘年,但是絕大部分的研究均處于對指紋的二維形貌分析。他指明,實際生活中的指紋并不是二維的,而是以三維的形式存在。他的團隊與賓州州立大學合作實現了硬物表面的指紋提取與三維重建,還原了指紋三級孔隙細節。他指出,三維指紋形貌存儲了比二維圖像更豐富的信息,在未來有着更遠大的應用前景。

 

        在報告中,Banerjee教授以多波長全息技術為引闡述了全息圖的定義。全息圖記錄了參考光與物體光的幹涉圖樣,但在圖像中還隐含了光束的相位信息,因而通過全息圖的二維互相關可以提取出三維物體的表面特征。同樣地,品質參數也可用于全息圖的互相關的分析。最後,他介紹了全息圖互相關在三維金屬制造過程中産品監測的應用前景。

 

   Partha Banerjee教授是美國光學學會(OSA)會士,國際光學工程學會(SPIE)會士,物理學會(FInstP)會士,電氣與電子工程師協會(IEEE)高級會員。他的研究興趣涉及數字與動态全息成像,光緻折射材料,光學超材料,非線性光學,以及光學捕捉。已出版5本專著,已發表超過135篇學術論文,超過150/場會議論文/報告。

 

        華中科技大學武漢光電國家研究中心付玲教授主持本期論壇,并為Partha Banerjee教授頒發了“武漢光電論壇”紀念盤。來自光電國家研究中心、光電學院、工程科學學院等多個院系的師生參加了此次報告并踴躍交流。

 

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(責任編輯:胡曉莺)

       5月29日,受武漢光電國家研究中心葉朝輝院士的邀請,新加坡國立大學楊代文教授做客武漢光電論壇第157期,在題為《從蛋白質結構和動力學到絲纖維和藥物開發》的報告中,他闡述了從蛋白質結構和動力學到絲纖維和藥物開發。

       在報告中,楊代文教授首先指出,蛋白質是由氨基酸組成的生物大分子,它們在生物體内發揮各種不可缺少的功能。還有一些蛋白質可以組裝形成纖維,如蠶絲和蜘蛛絲。鑒于重要的功能,蛋白質已被深入研究,并且重組蛋白質在醫學(作為藥物,疫苗,診斷試劑和藥物靶标),工業(作為酶)和生物工程(作為材料)中都具有廣泛的應用。為了理解蛋白質如何發揮作用并進一步設計它們以實現預期目标,有必要揭示蛋白質結構 - 動力學 - 功能關系。楊代文教授還向大家展示了使用核磁共振技術獲得的蛋白質的結構和動力學以及它們與功能的關系,同時演示了如何基于結構設計蜘蛛絲狀蛋白質并且最終生産人造絲,如何根據結構和動态信息發現藥物先導化合物,以及為什麼結構信息對基于蛋白質的疫苗設計很重要。

葉朝輝院士主持本期論壇,武漢光電國家研究中心副主任朱䒟教授為楊代文教授頒發了“武漢光電論壇”紀念盤,來自光電國家研究中心、華科大光電學院、生命科學學院、中科院物數所等多個院校的師生傾聽了本次報告并踴躍交流。

楊代文教授1991年從中國科學院武漢物理與數學研究所畢業獲得博士學位,在日本和加拿大接受博士後培訓後,于1997年至2000年在加拿大多倫多大學擔任高級研究助理,2001年加入新加坡國立大學擔任助理教授,2011年晉升為終身正教授。楊代文教授及其課題組專注于核磁共振方法學,蛋白質結構和動力學研究,重組蛋白質蜘蛛絲纖維的生産,基于結構的藥物設計,以及針對傳染病的蛋白質疫苗的開發。

武漢光電論壇是武漢光電國家研究中心傾力打造的公益性高端學術系列講座,論壇主題涉及光子學基礎、能源光子學、信息光子學、生物醫學光子學、工業光子學和安全光子學六大領域。論壇主講人包括海内外院士、教授、長江學者、傑青、千人等。武漢光電論壇已成功打造成為光電專家的集中地和承載光電智慧的錦囊。


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責任編輯:王珍

5月28日,受武漢光電國家研究中心周印華教授邀請,美國佐治亞理工學院Joseph M. Pettit講席教授,佐治亞理工學院有機光電子中心主任Bernard Kippelen教授做客武漢光電論壇第156期,在題為《第四次工業革命中的有機半導體技術》的報告中,他讨論了有機半導體分子和聚合物可能帶來的革新性技術。

在報告中,Bernard Kippelen教授首先指出科技的進步促進社會經濟的發展和人們生活方式的改變,如第三次工業革命帶來信息技術相關産業的崛起。并引用世界經濟論壇創辦人Klaus Schwab提出的第四次工業革命将是硬件、軟件和生物技術的融合所組成的信息物理系統(cyber-physical systems)。智能材料的開發與應用将是其中的重要部分。有機半導體材料具有柔性、可印刷等優點,可實現多種固态光電器件,包括有機發光二極管(OLEDs),有機光電探測器(OPDs),有機光伏器件(OPVs)和有機薄膜晶體管(OTFTs)等,在未來可穿戴、數據産生、收集與傳輸等方面有重要應用前景。後面,Bernard Kippelen教授了展示有機半導體器件的加工工藝、性能以及穩定性。

Bernard Kippelen教授指出,在有機光電器件的制備中,界面層承擔了傳輸和收集載流子的作用,因而在獲得高效率有機光電子器件十分重要。Bernard Kippelen教授介紹了一種簡單的薄膜摻雜技術,通過将有機半導體薄膜浸入雜多酸溶液中,可在有限深度内對有機半導體薄膜表面進行摻雜。該方法快速、高效,可在1分鐘完成對有機半導體的摻雜,與矽摻雜相比,具有快速、低能耗的優勢。利用該摻雜方法,可以制備出具有簡化結構的高性能有機太陽能電池。另外,Kippelen教授也展示了有機半導體材料的設計可以實現高效OLED器件。

最後,Bernard Kippelen教授介紹了關于OTFTs穩定性研究進展。他介紹了一種具有無定型含氟聚合物及Al2O3:HfO2氧化物交替納米層所組成的雙層介電膜可獲得高穩定性的有機場效應晶體管,穩定性測試表明有機光電子器件可以比非晶矽器件具有更高的穩定性。

Bernard Kippelen教授從事有機光電子領域研究多年,研究興趣為有機納米薄膜中的基礎物理過程、可印刷輕質、柔性光電子器件的設計、制備與性能研究。發表過300多篇學術論文,出版過14部專著,總引用次數超過24000次,H因子78。

華中科技大學武漢光電國家研究中心周印華教授主持本期論壇,武漢光電國家研究中心副主任朱䒟教授為Bernard Kippelen教授頒發了“武漢光電論壇”紀念盤。來自光電國家研究中心、光電學院、化學學院、材料學院等多個院系的師生參加了此次報告并踴躍交流。


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(責任編輯:胡曉莺)

武漢光電論壇第158期


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報告題目:從二維至三維互相關:光學方法與性能評估

Taking Correlation from 2D to 3D: Optical Methods and Performance Evaluation



時     間:2019年5月30日15:00-17:00

地     點:武漢光電國家研究中心A101

報 告 人:Prof. Partha P. Banerjee,美國戴頓大學

邀 請 人:付  玲  教授

 

報告人簡介:

Partha P. Banerjee, 美國戴頓大學光電系現任系主任、教授。2000-2005年,曾任戴頓大學電子與計算機工程系系主任。在戴頓大學任職之前,1991-2000年,他任職于阿拉巴馬大學漢茨維爾分校,1984-1991年任職于雪城大學。研究領域主要包括:數字與動态全息成像,光緻折射材料,光學超材料,非線性光學,以及光學捕捉。Banerjee教授為美國光學學會(OSA)會士、國際光學工程學會(SPIE)會士、物理學會(FInstP)會士、電氣與電子工程師協會高級會員。他曾于1987年獲得美國國家科學基金會青年學者獎。在戴頓大學,他建立了全息成像與超材料實驗室(HAM)。他分别于2010、2016、2019年組織了關于數字全息成像的OSA國際會議,并于2012-2016擔任Applied Optics專題編輯。2014-2016年,他曾任OSA環境監測委員會主席。迄今為止,Banerjee教授已出版5本專著,超過135篇期刊論文,超過150篇/場會議論文/報告,以及一項專利。他已指導24位博士與16名碩士獲得學位。他還積極參與了華中科技大學工程科學學院、光電學院的國際合作交流,建立了學生交換、人才培養的新項目。


Biography:

Partha P. Banerjee is Professor and Chair of the Department of Electro-Optics and Photonics (EOP) at the University of Dayton (UD), and Professor of Electrical and Computer Engineering (ECE) where he was Chair from 2000-2005.  Prior to UD, he was with the University of Alabama in Huntsville from 1991-2000, and with Syracuse University from 1984-1991.  His research interests include digital and dynamic holography, photorefractives, optical metamaterials, nonlinear optics, and optical trapping.  He is Fellow of Optical Society of America (OSA), International Society of Photonics Engineers (SPIE) and the Institute of Physics (FInstP), and senior member of Institute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE).  He received the NSF Young Investigator Award in 1987.

At UD, Dr. Banerjee established the Holography and Metamaterials (HaM) lab.  He has organized the OSA international meeting on Digital Holography in 2010, 2016 and 2019, and was Topical Editor for Applied Optics from 2012-2016. He was also Chair of the OSA Environmental Monitoring Committee from 2014-2016.  To date, Dr. Banerjee has published 5 textbooks, over 135 refereed journal papers, and over 150 conference papers/ presentations, and holds 1 patent.  He has supervised 24 PhD dissertations and 16 MS theses. He also actively participated in the international cooperation of the School of Engineering Sciences (SES) and the School of Optical and Electronic Information (SOEI) of Huazhong University of Science and Technology (HUST), and established new programs for student exchange and talent cultivation.


報告摘要:

報告首先将回顧利用光緻折射材料的二維互相關。基于光緻折射光束耦合的聯合變換相關器,其性能将通過品質參數(例如:差别比、峰-相關能量平面比、峰-噪聲比等)對光緻折射增益參數、典型參考光的光束比以及信号圖像的依賴來決定。此外,三維圖像的互相關将通過它們的二維數字全息的互相關引入。用來評估二維圖像互相關的重要品質參數将應用于全息圖的互相關。品質參數将通過作為二維圖像的數字記錄全息圖以應用于物體高度的鑒定。基于獲得的結果以及對應的品質參數作為評估标準,結果展示了對物體表面高度精确識别的前景。


Abstract: 

Correlation of two dimensional (2D) images using photorefractive materials are first reviewed.  The performance of a joint transform correlator based on photorefractive beam coupling is analyzed by determining the dependence of typical figures of merit such as the discrimination ratio, peak-to-correlation plane energy ratio, peak-to-noise ratio, etc. on the photorefractive gain coefficient and beam power ratio using typical reference and signal images.  Furthermore, correlation of three dimensional (3D) images is introduced as the correlation of their 2D digital holograms.  Critical figures of merit used for assessment of 2D correlation of images are applied to the correlation of holograms.  Figures of merit are applied for object height identification using digitally recorded holograms as the 2D images. Results show  the potential for accurate object height recognition based on obtained results corresponding to figures of merit as an assessment metric.



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武漢光電論壇第157期


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報告題目:從蛋白質結構和動力學到絲纖維和藥物開發

From Protein Structure and Dynamics to Silk Fibers and Drug Development


時     間:2019年5月29日10:00-12:00

地     點:武漢光電國家研究中心A101

報 告 人:楊代文  教授, 新加坡國立大學

邀 請 人:葉朝輝  院士

 

報告人簡介:

楊代文教授1991年從中國科學院武漢物理與數學研究所畢業獲得博士學位,在日本和加拿大接受博士後培訓後,于1997年至2000年在加拿大多倫多大學擔任高級研究助理,2001年加入新加坡國立大學擔任助理教授,2011年晉升為終身正教授。楊代文教授及其課題組專注于核磁共振方法學,蛋白質結構和動力學研究,重組蛋白質蜘蛛絲纖維的生産,基于結構的藥物設計,以及針對傳染病的蛋白質疫苗的開發。


Biography:

Yang Daiwen obtained the Ph.D. degree from Wuhan Institute of Physics and Mathematics,Chinese Academy of Sciences in 1991. After receiving postdoctoral training in Japan and Canada, he worked as a senior research associate at University of Toronto from 1997 to 2000. He joined NUS as an assistant professor in 2001 and was promoted to a tenured full professor in 2011. Professor Yang’s group focuses on researches in NMR methodology, protein structure and dynamics, production of spider silk fibers from recombinant proteins, structure-based drug design, and development of protein-based vaccines against infectious diseases. 


報告摘要:

蛋白質是由氨基酸組成的生物大分子。它們在生物體内發揮各種不可缺少的功能。還有一些蛋白質可以組裝形成纖維,如蠶絲和蜘蛛絲。鑒于重要的功能,蛋白質已被深入研究,并且重組蛋白質在醫學(作為藥物,疫苗,診斷試劑和藥物靶标),工業(作為酶)和生物工程(作為材料)中都具有廣泛的應用。為了理解蛋白質如何發揮作用并進一步設計它們以實現預期目标,有必要揭示蛋白質結構 - 動力學 - 功能關系。在本演講中,我将向您們展示使用核磁共振技術獲得的蛋白質的結構和動力學以及它們與功能的關系。此外,我将演示如何基于結構設計蜘蛛絲狀蛋白質并且最終生産人造絲,如何根據結構和動态信息發現藥物先導化合物,以及為什麼結構信息對基于蛋白質的疫苗設計很重要。


Abstract: 

Proteins are biopolymers made of amino acids. They perform a variety of functions within organisms, and some proteins can assemble to form fibers such as silkworm silk and spider silk.  Given the important functions, proteins have been studied intensively and recombinant proteins have wide applications in medicine (as drugs, vaccines, diagnostic reagents, and drug targets), industry (as enzymes), and bioengineering (as materials).  In order to understand how proteins function and further engineer them for desired objectives, it is necessary to reveal their structure-dynamics-function relationship.  In this presentation, I will show you the structures and dynamics of a number of proteins as well as their relationship to function, which were obtained using nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy. Moreover, I will demonstrate how artificial silk can be produced from spider-silk-like proteins designed based on our structures, how drug lead is identified based on structural and dynamic information, and why structural information is important for protein-based vaccine design.



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武漢光電論壇第156期


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報告題目:第四次工業革命中的有機半導體技術

Organic Semiconductors in the Fourth Industrial Revolution



時     間:2019年5月28日10:00-12:00

地     點:光電國家研究中心A301

報 告 人:Prof. Bernard Kippelen,美國佐治亞理工學院

邀 請 人:周印華  教授

 

報告人簡介:

Bernard Kippelen教授是美國佐治亞理工學院電子與計算機工程學院Joseph M. Pettit講席教授。他的研究興趣從研究有機納米薄膜中的基礎物理過程(非線性光學行為,電荷傳輸,光捕獲與發射),到可印刷輕質、柔性光電子器件的設計、制備與性能分析。他是佐治亞理工學院歐洲校區創新平台Institut Lafayette (位于法國梅茨) 的共同創始人和主席,并且擔任了佐治亞理工學院有機光電子中心主任。同時,Bernard Kippelen教授也是國際光學工程學會會士(SPIE Fellow)和美國光學學會會士(OSA Fellow)。


Biography:

Bernard Kippelen is the Joseph M. Pettit Professor of Electrical and Computer Engineering at the Georgia Institute of Technology, located in Atlanta, GA, USA. His research interests range from the investigation of fundamental physical processes (nonlinear optical activity, charge transport, light harvesting and emission) in organic-based nanostructured thin films, to the design, fabrication and testing of light-weight flexible optoelectronic devices based on hybrid printable materials. He is a co-founder and co-President of the Institut Lafayette, an innovation platform located on Georgia Tech’s European campus Georgia Tech Lorraine (Metz, France), and serves as Director of the Center for Organic Photonics and Electronics on the Georgia Tech campus in Atlanta. He is the fellow of Optical Society of America (OSA) and the fellow of Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers (SPIE).


報告摘要:

在這次演講中,我們将讨論可印刷有機共轭半導體分子和聚合物将如何産生革新性的技術。我們将呈現關于各種固态器件的最新進展,包括有機發光二極管(OLEDs),有機光電探測器(OPDs),有機光伏器件(OPVs)和有機薄膜晶體管(OTFTs)。講座将着重講述器件中界面的重要性,也會給出一些例子去說明如何設計界面的電學性質。我們将展示一種簡單的薄膜摻雜技術,通過将薄膜浸入雜多酸鹽溶液中,使有機半導體薄膜表面被有限深度的摻雜。這種方法将大大降低該類器件的制備成本,簡化器件結構,并且可以用于制備全印刷有機器件。為了說明該方法的簡易性和通用性,我們将讨論如何構建具有簡化結構的高性能有機太陽能電池。最後,我們将介紹近期我們關于有機薄膜晶體管(OTFTs)穩定性研究進展,表明有機光電子器件可以實現比非晶矽器件具有更高的穩定性。


Abstract: 

In this talk, we will discuss how printable organic conjugated semiconducting molecules and polymers are creating new disruptive technologies that are impacting all industries. We will present recent advances in various solid-state device platforms including, organic light-emitting diodes (OLEDs), organic photodetectors (OPDs), organic photovoltaic devices (OPVs), and organic thin-film transistors (OTFTs). We will emphasize the importance of interfaces in devices and show examples on how to engineer their electrical properties. We will present a simple processing technique for the electrical doping of organic semiconductors over a limited depth near the surface of the film that is based on immersing the film into a polyoxometalate solution. Such approached can drastically reduce the fabrication cost of such devices, simplify device architecture, and lead to all-organic devices fabricated by all-additive printing techniques. As an illustration of the simplicity and versatility of this process we will discuss how high-performance organic solar cells with simplified architecture can be implemented. Finally, we will present the results of a detailed operational lifetime study of OTFTs showing that organic photonics and electronics can yield a stability level superior to that of amorphous silicon.



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       5月6日,受武漢光電國家研究中心謝長生教授邀請,武漢虹拓新科技有限責任公司董事長、華中科技大學客座教授曹祥東做客武漢光電論壇第155期,在題為《下一代飛秒光纖激光器及其應用》的報告中,他闡述了下一代飛秒激光器在多個前沿方向的新應用。

      

       曹祥東教授從1994年獲得美國羅切斯特大學光纖博士學位後,一直從事超快激光的研究,2006年回國創業成立了中國首家光纖飛秒激光器公司,擔任科技部973、863、自然科學基金重大儀器專項課題負責人,科技部重大支撐項目PI。

 

       在報告中,曹祥東教授首先指出未來飛秒激光器雖然暫時在能量和脈寬上仍比不上傳統的固體飛秒激光器,但是摻Yb光纖飛秒激光器的重複頻率能達到108,總效率大于30%,遠優于傳統固體飛秒激光器的1Hz重複頻率及0.1%總效率,并且能夠做到集成化、小型化和低成本化,可以應用于小尺寸系統,有利于飛秒激光器的商用化。他還指出,飛秒技術的核心挑戰是非線性,尤其是想要實現緊湊光纖纖芯及長相互作用距離下的高峰值功率,并且降低克爾效應下對輸出光束質量及光纖壽命下降的問題。

 

       曹祥東教授指出,光纖飛秒激光器可以進行多種前沿方向研究,包括飛秒4D成像、全光纖超快連續成像技術(DFT)、飛秒探針、太赫茲時域光譜儀、鈣钛礦薄膜太陽能飛秒加工、飛秒激光熱電材料處理、飛秒光刻機、千瓦級高功率光纖飛秒激光器,以及結合納米超材料的10GHz超高速激光掃描等。飛秒光纖激光器也是涉及科學儀器、新能源、航空航天技術、新材料、信息、生命科學、先進制造以及核物理等多領域的新技術。其中曹祥東教授重點講解了大功率光纖飛秒激光器設計中的相幹合束技術,該技術有望應用于核廢料嬗變、粒子加速、極紫外光刻、化學藥劑中和,以及空間碎片清除等方向。

 

       目前曹祥東教授已經将光纖飛秒激光器縮小至名片尺寸,下一步有望集成到光子芯片中。另外,他還引入了人工智能技術,使得光纖飛秒激光器能夠自我設計,自動進化,實現自适應功能。

 

華中科技大學武漢光電國家研究中心謝長生教授主持本期論壇,武漢光電國家研究中心副主任朱䒟教授為曹祥東教授頒發了“武漢光電論壇”紀念盤,來自光電國家研究中心、華科大光電學院、武漢大學、武漢理工大學等多個院校的師生傾聽了本次報告并踴躍交流。


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(責任編輯:胡曉莺)

 

 

 


4月10日,受武漢光電國家研究中心肖澤文教授的邀請,東京工業大學元素戰略研究中心創始主任和榮譽教授、倫敦皇家學會的外籍院士、全球高被引科學家細野秀雄做客武漢光電論壇第154期,研究中心副主任周軍教授為其頒發了“武漢光電論壇”紀念盤,來自光電國家研究中心、光電學院、材料學院等不同院系的衆多師生參加了此次報告會。

在題為《新材料研究的魅力和影響》的報告中,細野秀雄教授指出了革新性的材料創造對于社會發展有着巨大的推進作用。

在這次講座中,細野秀雄教授首先為我們介紹了通電水泥金屬化的發現,命名為C12A7。這種技術可以使像水泥這種随處可見的物質具有像稀有元素那樣性能的材料,這樣可以減少稀有元素的使用量,從而節約資源。

然後細野教授給我們講解了其團隊發現p型透明氧化物半導體,實現最初的氧化物紫外發光二極管,并成功開發IGZO透明不定形氧化物的研究過程。IGZO是由In(铟)、Ga(镓)、Zn(鋅)、O(氧)構成的透明半導體。非晶IGZO-TFT應用于驅動大尺寸OLED TV,廣泛用作三星、夏普(供給富士通、索尼、東芝、小米等)的電視、電腦等電子産品的屏幕。

細野教授最後介紹了高臨界溫度鐵基超導體LaFeOP的發現,推翻了鐵磁性與超導不相容的舊觀念(BCS理論),這個發現改寫了教科書,基于其巨大的實用化潛力,激發了全球科學家的競争心。它成功地消除了鐵的磁力,在停滞不前的超導領域開辟了一條嶄新的道路。他詳細講解了電子在超導晶體中看作陰離子的情形。由于超導體的零電阻特性,該發現可以應用于更大容量的輸電電纜,從而實現節能傳輸。

細野教授的座右銘是“All or Something”,世界上的事物并不是全有或全無。“仔細思考,全力而為,必有所得”。在講座上,細野教授細心回答現場師生踴躍的提問,并且鼓勵年輕人們勇于探索未知的世界,勇于做自己喜歡的研究。

細野秀雄教授獲得諸多國際獎項,包括日本國際獎,Von Hippel獎(美國材料研究學會),James C. McGroddy獎(美國物理學會),Jan Raychman獎(國際信息顯示學會),湯森路透引文桂冠獎(物理學)。細野秀雄是材料科學的大家,數十年來成就甚多,其包括:透過離子注入創造新氧化物光電材料、闡明并利用玻璃中的缺陷點制造新感光材料、發明磷酸鹽微多孔結晶玻璃、發現新光學變化(以玻璃氧化的光及遊離輻射常磁性為中心)、确立無定形二氧化矽的離子注入效果、确立奈米結晶分散非線性光學材料的制造與應用等。

 

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(責任編輯:胡曉莺)

武漢光電論壇第155期

 

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報告題目:下一代飛秒光纖激光器及其應用
Next Generation Femtosecond Fiber Lasers And Applications

時      間:2019年5月6日10:00-12:00
地      點:武漢光電國家研究中心A101
報 告 人:曹祥東  教授, 武漢虹拓新技術有限責任公司
邀 請 人:謝長生  教授
 
報告人簡介:
曹祥東,國家特聘專家,美國羅徹斯特大學光學博士,密西根大學博士後,武漢虹拓新技術有限責任公司董事長,武漢光電國家研究中心兼職教授,湖北歐美同學會·湖北留學人員聯合會常務理事,“重點華僑華人創業團隊”領軍人。曾任西門子資深研究員(DMTS),北方電信、Qtera首席科學家,創立多家高科技公司。發明的100G全光信号處理技術曾榮獲CLEO的“Post-Deadline”,研發設計出世界第一個超長距離波分複用傳輸系統,超高精度色散管理技術入選2012年度OFC“光通信全球六大科技創新”。創立了中國首家光纖飛秒激光器公司,擔任科技部973、863、自然科學基金重大儀器專項課題負責人,科技部重大支撐項目PI。

Biography:
Dr. Cao obtained his Ph.D from University of Rochester, continued his Postdoctoral fellowship at the University of Michigan. He is currently an adjunct professor at WNLO. He was a distinguished member of technique staff(DMTS) at Siemens, Chief Scientist at Nortel/Qtera. He has founded/co-foundedFounder multiple high-tech start-ups. He demonstrated world’s first 100G all-optic logic gates, invented world’s first ultralong haul DWDM optical transmission system. His work of ultra-high precision dispersion management was selected as “Six Technologies to Watch” at OFC 2012. He founded China’s first femtosecond fiber laser company, served as project leader and PI for MOST 973, 863, NSF.

報告摘要:
飛秒激光器,尤其是飛秒光纖激光器,已成為科學研究和工業應用中的熱點之一。但大規模的商業應用仍面臨着一些重大挑戰。未來的數字光制造、材料科學和醫療應用對光纖激光器也提出了新的要求,如超小型化、超大功率和數字編碼/同步等。最後我們将讨論超大規模相幹合束技術。

Abstract:
Femtosecond lasers have become one of the hottest topics for both scientific and industrial applications, especially fiber based femtosecond laser. However, there are still several key challenges to overcome before large scale industrial applications become possible. More importantly future digital photonic manufacturing, material science, and medical applications require new concept of femtosecond fiber lasers such as ultra-compactness, multi-kW power, and digital coding/synchronization. Lastly future ultra-large scale coherent beam combining (CBC) will be discussed.


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武漢光電論壇第154期

 

報告題目:新材料研究的魅力和影響
Attraction and Impact of New Materials Research


時     間:2019年4月10日10:00-12:00
地     點:武漢光電國家研究中心A101
報 告 人:細野秀雄 教授,東京工業大學
邀 請 人:肖 澤 文   教授
 
報告人簡介:
細野秀雄教授是東京工業大學元素戰略研究中心的創始主任和榮譽教授、倫敦皇家學會的外籍院士和全球高被引科學家。細野秀雄教授獲得諸多國際獎項,包括日本國際獎,Von Hippel獎(美國材料研究學會),James C. McGroddy獎(美國物理學會),Jan Raychman獎(國際信息顯示學會),湯森路透引文桂冠獎(物理學)。

Biography:
Dr. Hideo Hosono is a honorary institute professor and the founding director of Materials Research Center for Element Strategy, Tokyo Institute of Technology. He is a foreign fellow of Royal Society of London, a highly cited researcher and have received many awards including Japan Prize, Von Hippel Prize (MRS), James McGroddy Prize (APS), Jan Raychman Prize (SID), Thomson-Reuter Citation Award in Physics.

報告摘要:
在這次講座中,将介紹三部分亮點研究工作及其研究目的和基本思想:(1)高臨界溫度鐵基超導體的創造:打破以往普遍認定鐵元素不利形成超導的觀點(2)透明氧化物半導體的創造及在其顯示器中的應用:非晶IGZO-TFT應用于驅動大尺寸OLED TV等;(3)室溫穩定的電子化合物的實現及用于合成氨的電子化合物催化劑:材料科學的一個主題。

Abstract:
Highlights of this research are summarized as follows:(1) Creation of high Tc Iron-based superconductors Iron with large magnetic moment was believed to be harmful for emergence of superconductivity;(2) Creation of transparent oxide semiconductors and practical implementation to displays TFTs with amorphous oxide semiconductors represented by IGZO are used to drive large-sized OLED TV et al.;(3) Realization of RT stable electride and electride catalyst for ammonia synthesis at condition Research of electride materials is a topic in materials science In this lecture, I introduce three research lights along with motivation and fundamental idea.

 

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2019年4月3日,受武漢光電國家研究中心陳學文教授邀請,德國馬克思普朗克學會光學研究所主任Vahid Sandoghdar教授做客武漢光電論壇第153期,帶來了題為“光與物質相互作用的效率:從納米量子光學到納米生物光子學”的精彩學術報告。陳學文教授主持報告會,華中科技大學副校長張新亮教授為其頒發了“武漢光電論壇”紀念盤。來自光電研究中心、物理學院、生命科學學院等不同院系的衆多師生參加了此次報告會。

在納米尺度下,光與物質的相互作用是諸如吸收、輻射、散射等基礎光學過程的核心問題,同時光與物質高效的進行相互作用,可以極大地促進片上量子信息網絡的構建。Sandoghdar教授從幹涉這一簡單的光與物質相互作用方式為切入點,介紹了近十年中,其科研團隊通過包括極低溫條件下提高有機單分子吸收截面、衍射極限尺寸聚焦激光激發,光學諧振腔加速輻射體吸收輻射循環過程等不同方法成功提高了光與輻射體的作用效率,實現了單光子和單分子接近100%效率的耦合。Sandoghdar教授還介紹了其團隊獨立提出并發展的一套基于散射原理(光與物質相互作用的另一種表現形式)的散射幹涉成像技術,這一技術不依賴于任何熒光标記,同時還具有很高的時間響應度與圖像對比度,報告中展示的一系列實驗結果顯示了這一技術在單病毒、蛋白質的标記與追蹤、細胞分裂的實時成像、脂質分泌物探測等方面的成功應用,是未來高靈敏度生物傳感器的極具潛力的選擇。

Sandoghdar教授的報告生動幽默,表達形式通俗易懂。此次報告既開闊了廣大師生的視野、也拓寬了大家的科研思維。除了作客武漢光電論壇,Sandoghdar教授還參觀了研究中心的展廳和平台,與感興趣的老師進行了面對面交流。

 

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(責任編輯:胡曉莺)

武漢光電論壇第153期

 

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報告題目:光與物質相互作用的效率:從納米量子光學到納米生物光子學
Efficiency in The Interaction of Light and Matter: From Nano-quantum Optics to Nanobiophotonics


時     間:2019年4月3日16:00-18:00
地     點:光電國家研究中心A101
報 告 人:Prof. Vahid Sandoghdar,德國馬克斯普朗克學會光學研究所
邀 請 人:陳學文  教授
 
報告人簡介:
Vahid Sandoghdar教授分别于1987年和1993年在加州大學戴維斯分校和耶魯大學獲得物理學學士學位和博士學位。在法國巴黎高等師範學院博士後研究之後,他來到德國康斯坦茨大學獨立開辟了新的研究方向——将單分子光譜學、掃描探針顯微術和量子光學相結合。2001年,他在瑞士蘇黎世聯邦理工學院物理化學實驗室獲得講席教授職位;2011年,他受聘成為新成立的位于埃爾朗根的馬克斯普朗克學會光學研究所主任, 同時獲聘德國“洪堡教授”,任教埃爾朗根-紐倫堡大學。作為發起人,他推動馬普學會、埃爾朗根-紐倫堡大學和大學醫院成立了物理與醫學研究中心,這一研究中心旨在利用物理和數學的方法解決醫學研究中的基礎性問題。
Sandoghdar教授是納米光學的奠基人之一,融合各種技術和研究領域來探究在納米尺度下光與物質相互作用的基本物理現象。他目前的研究方向涵蓋了量子光學,表面等離子激元、超高分辨率顯微術和納米生物物理學。

Biography:
Vahid Sandoghdar obtained his B.S. in physics from the University of California at Davis in 1987 and Ph.D. in physics from Yale University in 1993. After a postdoctoral stay at the Ecole Normale Supérieure in Paris he moved to the University of Konstanz in Germany, where he started a new line of research to combine single molecule spectroscopy, scanning probe microscopy and quantum optics. In 2001, he accepted a chair at the Laboratory of Physical Chemistry at ETH in Zurich, Switzerland. In 2011, he became director at the newly established Max Planck Institute for the Science of Light in Erlangen and Alexander von Humboldt Professor at the University of Erlangen-Nuremberg in Germany. He is the founder of the new Max-Planck-Zentrum für Physik und Medizin, a joint research center that aims to address questions in fundamental medical research with physical and mathematical methods.
Sandoghdar is one of the founders of the field of Nano-Optics, which merges various methods and research areas to investigate fundamental issues in the interaction between light and matter at the nanometer scale. His current research ranges from quantum optics, plasmonics and ultrahigh resolution microscopy to nanobiophysics.

報告摘要:
納米尺度光與物質的相互作用是諸如吸收、輻射、散射等基礎光學過程的核心問題。在過去的二十年中,我們實現了一系列的實驗來以可控的方式研究單光子、單分子、單納米顆粒之間的相互作用。本次報告中,我将會展示我們實現的單光子和單分子接近100%效率的耦合的相關實驗研究。同時,我還會闡述一些基本物理機理是如何在量子光學中發揮重要作用的,例如,幹涉,它可以幫助我們以很高的空間和時間分辨率來探測諸如病毒,小蛋白質分子等生物納米物質。

Abstract:
Light-matter interaction at the nanometer scale lies at the heart of elementary optical processes such as absorption, emission or scattering. Over the past two decades, we have realized a series of experiments to investigate the interaction of single photons, single molecules, and single nanoparticles in a controlled fashion. In this presentation, I will report on recent studies, where we reach near-unity efficiency in the coupling of single photons to single molecules. Furthermore, I will show how the underlying mechanisms that play a central role in quantum optics, e.g. interference, help detect single biological nanoparticles such as viruses and small proteins with high spatial and temporal resolutions.


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2019年3月27日,受武漢光電國家研究中心王鳴魁教授邀請,英國諾桑比亞大學傅永慶教授做客武漢光電論壇第152期,并做了題為“納米結構智能薄膜及其傳感和驅動應用”的精彩報告。報告深受廣大師生的歡迎與好評,并為納米智能薄膜在集成傳感、微執行器、微流體和芯片上的應用開拓了新思路。

在熱烈的掌聲中傅永慶教授開始了他的報告。他首先介紹了納米結構智能薄膜的結構特性以及應用,然後再結合自己團隊的工作經曆詳細介紹了納米結構智能薄膜的應用實例。

傅永慶教授團隊利用水熱法制備出了形狀記憶聚合物,通過對形狀聚合物進行結構分析,發現形狀記憶聚合物在光、熱等外界條件的可伸縮性,最後将形狀記憶聚合物應用于生物醫學中的生物支架,傷口繃帶以及光學光栅。另外,傅永慶教授團隊基于水熱納米線,納米棒和納米花,制備出納米金屬氧化物氣體傳感器。最後,傅永慶教授團隊基于微流體學和芯片上實驗室應用的壓電薄膜材料,利用聲波對血液中細胞進行排序,可應用于血液檢測。在介紹完智能薄膜的成果之後,現場氣氛活躍,師生踴躍提問。對于提問者的問題,傅教授一一詳細解答,提問者都受益頗多。

傅永慶教授就職于英國諾桑比亞大學,在微納米材料技術,壓電MEMS器件,智能材料研究,特别是在薄膜表面聲波微流體及芯片及薄膜形狀記憶合金和聚合物研究等領域有很高的國際聲望。目前已發表著作兩部, SCI期刊論文數為308篇。同時傅永慶教授并受邀請做重要國際學術會議主題報告超過20次。傅永慶教授是國際薄膜協會歐洲區主席、英國物理學會會員、美國機械工程學會會員、國際電子電氣工程協會會員。

華中科技大學武漢光電國家研究中心王鳴魁教授主持本期論壇,武漢光電國家研究中心朱䒟教授為傅永慶教授頒發了“武漢光電論壇”紀念盤,來自光電國家研究中心、物理學院和化學學院、材料學院等多個學院的師生傾聽了本次報告并踴躍交流。

 

(責任編輯:胡曉莺)

武漢光電論壇第152期

 

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報告題目:納米結構智能薄膜及其傳感和驅動應用
Nanostructured Smart Thin Films and Its Sensing and Actuation Applications

時     間:2019年3月27日10:00-12:00
地     點:光電國家研究中心A101
報 告 人:傅永慶  教授, Northumbria University
邀 請 人:王鳴魁  教授
 
報告人簡介:
傅永慶教授就職于英國諾桑比亞大學,在微納米材料技術,壓電MEMS器件,智能材料研究,特别是在薄膜表面聲波微流體及芯片及薄膜形狀記憶合金和聚合物研究等領域有很高的國際聲望。目前已發表著作兩部, SCI期刊論文數為308篇 (SCI H-index為38,SCI 總引用次數>5800次)。部分文章發表在相關領域的頂級期刊上,如Progress in Materials Science, Nature Communications, Nano Letters, Advanced Drug Delivery Review 等,并受邀請做重要國際學術會議主題報告超過20次。傅永慶教授是國際薄膜協會歐洲區主席、英國物理學會會員、美國機械工程學會會員、國際電子電氣工程協會會員,擔任Editorial Board member for Scientific Reports (Nature Group)編委,Associate editor for Nanoscience and Nanotechnology Letter (SCI Journal)副主編等職務。

Biography:
Richard (YongQing) Fu is a professor in the Faculty of Engineering and Environment, University of Northumbria at Newcastle, UK. He was a Reader in Thin Film Centre in University of West of Scotland, Glasgow, UK, and a lecturer in Heriot-Watt University, Edinburgh, UK. He obtained his PhD degree from Nanyang Technological University, Singapore, and then worked as a Research Fellow in Singapore-Massachusetts Institute of Technology Alliance, and a Research Associate in University of Cambridge.
He has extensive experience in smart thin film/materials, biomedical microdevices, energy materials, lab-on-chip, micromechanics, MEMS, nanotechnology, sensors and microfluidics. He has established a worldwide reputation from his pioneer research work on shape memory films, piezoelectric thin films, nanostructured composite/films for applications in MEMS, sensing and renewable energy applications。He published over 350 science citation index (SCI) journal papers (including Nat. Comm., Prog. Mater Sci, Nano Energy, Nano Lett., Chem. Mater., J Mater Chem A, Advanced Drug Delivery Review, etc.) 2 books, 20 book chapters, and over 120 conference papers. His current SCI H-index is 44 with over 8000 citations, and his Google scholar H-index is 53 (up to Oct 2018).

報告摘要:
本次講座将重點讨論具有微工程和納米結構智能材料在集成傳感器、微執行器、微流體和芯片上實驗室應用的最新工作。這些智能材料的選擇實例包括:形狀記憶合金薄膜和微執行器以及可用于顯微外科應用的納米複合形狀記憶聚合物;可用于微流體學和芯片上實驗室應用的壓電薄膜材料;以及用于傳感和可再生能源的納米結構氧化物器件。

Abstract:
This talk will focus on recent work of micro-engineering and nanostructuring of smart materials for integrated sensors, microactuators, microfluidic and lab-on-chip applications. The selected examples for these smart materials include shape memory alloy films and microactuators and nanocomposite shape memory polymer which can be used for microsurgery applications; piezoelectric thin film materials which can be explored for mcirofluidics and lab-on-chips applications ; and a few examples of nanostructured oxides devices for sensing and renewable energy applications.


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