南开大学光子学中心简介

    光子学是研究光子与物质相互作用及其应用的一门新兴学科。它主要研究光子与物质（包括光子自身、电子、原子、分子、各种原激发与生命活体等）的相互作用，在此基础上进一步发掘光子作为信息载体与能量载体的功能和相关应用。光子学学科是凝聚态光学与信息学科相结合的产物。
　　
　　光子学学科涵盖领域宽广，应用前景重大，兼有纯粹科学与应用科学的特点。光子学学科主要包括光物理，固态光子学，信息光子学，能量光子学，生物医学光子学等方面。近年来光子学的发展十分迅速，这一发展趋势十分类似于二十世纪上半叶电学向电子学的开拓。光子学的兴起标志着光学进入了一个新的发展时期，它必将对科学与社会文明的发展做出新的贡献。光子技术是21世纪的重大起动技术。
　　
　　南开大学光子学中心成立于1997年。中心根据联合、开放、流动的精神，组织我校从事光子学方面的科研人员，形成了一支在国内外有一定影响力的科研团队，推动了我校在光子学方面的研究工作。本学科点一直注重凝聚态物理与光学、光子学的交叉结合发展，已形成自己的特色，在国内处于优势地位，特别是被誉为“中国之星”的高掺镁铌酸锂晶体系列的原创性发现及其后持续的抗光折变机理的研究；近化学比铌酸锂晶体研究；掺杂铌酸锂晶体及海量数字全息光存储等方面的研究，在国际上已有一定的影响。中心近年来获得省部级以上奖项十几项，其中有国家自然科学四等奖一项，国家发明三等奖与四等奖各一项，国家教委科技进步三等奖二项；天津市科技进步一等奖一项、二等奖二项、三等奖一项；天津市自然科学一等奖一项。中心已经发展成为具有“光学硅”之称的LiNbO3晶体、多功能光子器件及微结构集成光子器件等的独具特色的研究和开发基地。
　　
　　光子学中心招收凝聚态物理专业的博士研究生、光学专业和凝聚态物理专业的硕士研究生。接收物理学科的博士后。

　　科学研究
　　
　　光子学中心继承和发扬了我校在固体光谱、激光物理与晶体物理方面的优势，深入开展光子与物质相互作用中的新现象、新效应的研究。在“光学硅”材料的制备与优化，海量存储原理与技术、光学非线性效应、生物医学光子学、光谱技术、固态激光技术等方面均取得了较好的成绩：比如近年来在准“光学硅”LiNbO3晶体材料的制备与优化，抗光折变机制，光折变非线性和光全息存储器等方面的研究在国际上已有一定的影响（高掺镁铌酸锂晶体系列被国际学术界誉为“中国之星”，论文累计已被国内外同行它引700余人次）。中心近五年来已争取得到攀登项目，‘863’计划，‘973’项目、国家杰出青年基金项目、跨世纪人才基金、国家自然科学基金和各类攻关项目等科研任务，已获得科研经费1600多万人民币以及九。五期间‘211’工程项目的支持；完成各类科研项目近50项；获得省部级以上奖项10项；‘863’专家委员会鉴定成果1项；国家专利1项；出版专著5部，发表学术论文370余篇，SCI、EI收录160余篇。目前在研科研经费超过1100万元。光子学中心与多家公司签订有产学研合作计划，为科研成果尽快转化为生产力奠定了基础。
　　
　　中心目前重点开展以下几个方面的研究：
　　
　　1.光子学物理基础研究
　　
　　在我校固体光谱与激光物理研究的传统优势上，深入研究光子与物质相互作用中的新效应、新现象，为实现光子技术的重大突破，分子光子技术的形成与发展铺平道路。具体进行以下几个方向的研究：
　　
　　（1）激发态光学非线性与非线性激发态过程；
　　
　　（2）光折变光学非线性；
　　
　　（3）纳米结构与微米结构的光子物理；
　　
　　（4）腔量子电动力学效应与微腔激光物理；
　　
　　（5）串级级联光学非线性效应；
　　
　　（6）固态物质中的超快过程。
　　
　　2.光子技术的研发
　　
　　光子学是一门应用性很强的学科，光子技术预计将成为21世纪的新兴能动技术。结合光子学技术本身的发展趋势和当前社会实际需要，我们将以下几个方面作为优先研究的突破口：
　　
　　（1）信息光子技术（光存储，光开关、光显示技术等）
　　
　　（2）生物医学光子技术（人体功能与疾病的无伤害光子诊断技术）
　　
　　（3）现场光谱技术与分子水平传感技术；
　　
　　（4）光子防伪技术；
　　
　　（5）近场光学技术。
　　
　　3.固态光子材料与器件
　　
　　光子学与光子技术的发展在很大程度上依赖于光子材料的发展。能否找到类似于对电子技术起到关键作用的硅材料那样的“光学硅”材料，无疑将是非常重要的。而光子技术最终的器件化和商品化，将会极大地推动社会对光子学学科和技术的认可和投资，从而形成良性循环。在光子学材料和器件方面我们将开展以下几个方面的研究：
　　
　　（1）无机光学硅材料的制备和优化（包括铌酸锂、钽酸锂等无机晶体）
　　
　　（2）生物光子学材料和有机光子学材料（细菌视紫红质、染料掺杂光放大、有机光存储材料等）；
　　
　　（3）有机光电子材料与有机纳米材料；
　　
　　（4）高密度海量数字存储器；
　　
　　（5）紧凑多波段可调谐固态光子源；
　　
　　（6）半导体纳米结构量子器件；
　　
　　（7）小型集成化光子器件（窄带滤波器、光限幅器、光开关等器件）；
　　
　　（8）（生物）有机光子器件：
　　
　　三、人才培养
　　
　　光子学中心现有博士生导师8人，硕士生导师16人。中心近年来为国家和社会输出100余名硕士和博士，培养博士后10余人。其中有不少已经成长为新一代青年学术带头人和教学科研骨干。典型的有南开大学物理科学学院院长许京军教授、南开大学科技处副处长田建国教授、北方交通大学理学院院长王永生教授等。目前有在学硕士研究生80余人，博士研究生40余人，博士后2人。
　　
　　四、仪器设备
　　
　　光子学中心现有实验仪器设备总值1800多万人民币，其中10万元以上的仪器设备1100多万元人民币，主要有：傅立叶变换红外光谱仪器，荧光光谱仪，显微拉曼激光器，拉曼光谱仪，可见、紫外、近红外分光光度计，光声光谱仪，调Q固体激光器，微微秒激光系统，飞秒激光系统及探测系统，低温系统，光学多道分析器，掺钛蓝宝石激光器，单晶炉及精密晶体切抛系统，氩离子激光器，高密度光存储实验系统等。同时建立了飞秒超净实验室、高密度海量数字全息存储实验室、晶体生长和加工实验室等。这些为开展光子学方面的科研工作提供了良好条件。