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专题二、先进激光材料、薄膜及元器件，新型功能光纤与器件
来源：赵竣锋 发布时间：2019-11-22 10:38
特种光纤与超连续谱激光技术
廖梅松
中科院上海光机所
中科院上海光机所
摘要：可见光超连续谱在荧光寿命成像、流式细胞仪、超高分辨显微镜等领域有重要应用。通常采用1微米脉冲激光泵浦产生可见光超连续谱，转换效率较低。本工作中，我们研究了采用515nm绿光泵浦高非线性光子晶体光纤，产生可见光超连续谱的可行性和局限性。
简介：廖梅松，上海光机所高功率激光单元技术实验室主任，研究员，博导。研究方向为特种光纤器件及应用。
基于SPS烧结技术制备光功能玻璃陶瓷
王连军
东华大学
东华大学
摘要：介绍了我们课题组近几年利用SPS技术固相烧结制备光功能玻璃陶瓷的研究进展，主要是采用介孔分子筛材料为原料，利用放电等离子烧结(SPS)技术诱导介孔材料有序孔道坍塌，原位增加烧结驱动力，实现了低温快速固相烧结，有效避免了传统熔融急冷方法易产生稀土离子聚集、挥发等问题，提出了介孔材料烧结制备玻璃材料的烧结机理，成功制备了稀土离子掺杂、量子点和荧光粉复合等一系列光功能玻璃陶瓷材料，并且探索了在显示、照明等领域的应用可行性。
简介：王连军，东华大学材料学院教授，先进玻璃制造技术教育部工程研究中心主任。2002年毕业于大连理工大学，先后在斯德哥尔摩大学和中科院上海硅酸盐所做博士后研究。2010年1月从中科院上海硅酸盐所引进调入东华大学材料学院工作。现为《Chinese Chemical Letter》青年编委、《无机材料学报》编委、《硅酸盐通报》编委，担任中国硅酸盐学会测试分会理事、中国硅酸盐学会特种玻璃分会理事、中国机械工程学会工程陶瓷专业委员会理事、工信部国家新材料测试评价平台-先进无机非金属材料行业中心理事等学术兼职。在Nat. Commu.、Adv.Mater.、Adv. Funct.Mater.、Adv.Energy Mater.等期刊发表研究论文120余篇。作为项目负责人先后主持国家自然科学基金、国家重点研发计划子课题、上海科委重点项目等多项课题。2018年获得上海市自然科学二等奖1项（排名第一）。低维度，高性能：新型纳尺度光电探测器
王鹏
中国科学院上海技术物理研究所
中国科学院上海技术物理研究所
摘要：低维半导体材料表现出明显区别于经典体系的物性特征，载流子输运、光学跃迁等物理行为具有可控的量子特性，产生许多新颖的物理性质和效应，并以此形成的具有颠覆性意义的光电技术在性能指标上超越传统器件的理论极限。本次报告将围绕新一代红外探测器技术的发展需求，介绍当前红外探测器发展现状，汇报我们在新型低维光电探测器研制与新颖探测机理研究等方面进展。
个人简介：王鹏，1989年生，博士，现工作于中科院上海技物所红外物理国家重点实验室。以第一、通讯作者发表SCI论文18篇，累计影响因子IF=169.458；其中Nature Communication（IF=11.878）1篇、Advanced Materials（IF=25.809）2篇、Nano Energy（IF=15.548）1篇、Advanced Function Materials（IF=15.621）1篇、ACS Nano （IF=13.709）2篇、Small（IF=10.856）3篇。近5年合计发表SCI论文50余篇，累计引用2000余次，h因子25。上海市青年科技英才“扬帆计划”项目获得者(2019年)。主持国家自然科学基金青年基金1项、J队后勤科研重大专项子课题、上海技物所创新专项；参与JW科技委“xxx红外探测器”，JW装发部“xxx新型红外探测材料与器件”等项目。在新型探测与成像技术青年学者论坛做特邀报告；在Light Conference青年科学家论坛、中国电子学会青年学会论坛、全国激光技术与光电子学术会议、低维材料应用与标准研讨会等做邀请报告。获量子前沿协同创新中心“杰出研究生”、IEEE ICOCN 2019国际会议“青年科学家”、二维材料技术国际会议“最佳口头报告”等奖励；申请发明专利6项（已授权1项）。高性能激光薄膜器件
张锦龙
同济大学
同济大学
摘要：高性能激光薄膜器件是激光系统的基石。针对高精度激光测量系统用超低损耗激光薄膜的散射、吸收机制及控制技术开展了深入系统的研究；面向高功率激光系统对高陡度滤光薄膜的需求，研究了滤光薄膜光热损伤机制，精确制备技术。
简介：张锦龙，同济大学副教授，依托于同济大学精密光学工程技术研究所，“先进微结构材料”教育部重点实验室。主要从事高性能光学薄膜、微结构薄膜的设计、制备及表征等方面的研究，至今共主持国家自然基金4项，863项目课题1项，2017年基金委创新群体“强激光器件基础技术研究”的主要成员之一。YAG基激光陶瓷：过去，现在，和未来
章健
中国科学院上海硅酸盐研究所
中国科学院上海硅酸盐研究所
摘要：Akio Ikesue博士于上世纪90年代制备出高光学质量Nd:YAG透明陶瓷，并于1995年正式报导了Nd:YAG陶瓷的激光输出，该研究结果在全球范围内引起了高度关注。过去25年来，YAG基激光陶瓷已经从基础性研究走向实际应用，并在最大可制备口径、激活离子掺杂浓度均匀性、以及结构和功能可设计性方面显示出巨大的优势。本报告详细讨论了YAG基激光陶瓷的发展历程，对其制备过程中所面临的主要挑战进行了讨论，并综述了其在高能激光、以及重频大能量固体激光等方面应用的主要进展；在此基础上，对其未来发展进行了展望。
个人简介：章健，中国科学院上海硅酸盐研究所研究员、所透明陶瓷研究中心副主任。多年来，主要集中于透明陶瓷的制备及其光学和光子学应用方面的研究，研制的尖晶石透明陶瓷获实际应用，国际上首次实现Yb:LuAG透明陶瓷的激光输出并被Laser Focus World报导；制备出低损耗Nd:YAG复合结构激光陶瓷，实现单板条7.08 kW激光输出。发表SCI收录论文220余篇，论文引用2800余次，在相关国际会议上做邀请报告30余次，作为项目负责人承担了二十多个项目的研究。任《人工晶体学报》编委，作为会议共同主席，分别主持了第7届和第11届“国际激光陶瓷会议”。智能超材料人体热辐射调控
许贝贝
浙江大学
浙江大学
摘要：人体吸收和散发的热量绝大多数通过10um左右波长的中红外辐射形式发生。然而，无论是人体皮肤还是纺织衣物都无法自动控制中红外波段光的传播通道来管理热量的吸收和散发。我的实验将设计一系列双极结构的疏水/亲水纤维，合理设计纤维布料的编织结构，赋予纤维一定的机械特性，使得纤维之间的距离可以可逆的被温度湿度调控，并通过在纤维表面涂敷不同特性和维度的金属纳米材料，赋予了布料最高35%的人体红外热辐射调控能力。通过实验和理论模拟，我们发现这种强的红外辐射调控能力来自于涂敷在纤维表面金属纳米材料的电磁耦合特性，这种电磁耦合强度受纤维之间的距离影响。此项研究对电磁超材料的发展具有重要意义，所提出的自驱动可逆智能调控热辐射超材料概念对可穿戴设备，智能建筑等的发展都具有启发意义。
简介：许贝贝，博导。2014年于浙江大学获博士学位，2014年-2016年，在美国堪萨斯大学和天普大学从事联合博士后研究，2016年-2018年，在美国马里兰大学从事博士后研究，2019年起，任美国华盛顿大学西雅图分子工程与纳米科学研究中心研究员，于2019年9月入职浙江大学。研究方向包括光电功能材料和光电磁多相耦合材料与器件，以及智能超材料的光谱调制。在Science，Science Advances, Nature Communications等国际知名期刊上发表SCI论文30余篇，担任Nature Communications, ACS Nano, Optics Letters等期刊审稿人。光功能复合玻璃与光纤
董国平
华南理工大学
华南理工大学
摘要：复合玻璃材料结合了晶体发光性能优异和玻璃易拉制光纤的优势，成为获得高效荧光和激光输出的理想基质材料。（1）本团队开发了固-固相二次共熔技术和固-液相溶液燃烧合成技术研制了高透过、高效可调谐发光的晶体/玻璃复合材料。（2）本团队采用原位可控形成和复合技术制备了高光学质量的纳米晶复合玻璃材料，并利用开发的光纤制备新技术，克服了光纤拉制过程中纳米晶的非可控快速长大等一系列关键瓶颈问题，成功制备了荧光纳米晶复合玻璃光纤。进一步通过组分的设计和优化，在纳米晶复合玻璃光纤中成功实现了近-中红外激光的输出。相比于前驱体玻璃光纤，纳米晶复合玻璃光纤的激光性能得到了显著的提升和优化。
个人简介：董国平，华南理工大学材料科学与工程学院/发光材料与器件国家重点实验室教授，博士生导师。中国硅酸盐学会特种玻璃分会理事，中国稀土学会光电材料与器件专业委员会理事。近年来主要从事新型光功能玻璃、光纤与器件的研究，入选广东省自然科学杰出青年基金等计划。曾获中科院院长奖、广东省自然科学二等奖等学术奖励。以第一/通信作者在NP、AFM、AOM、OL/OE等刊物发表SCI论文100余篇，论文被引用4000余次，H因子38。申请国家发明专利30余项，授权20余项。在国内外学术会议做邀请报告30余次，并20余次作为国内外学术会议的组委会委员/分会主席。Silicon Nanophotonics for Light Manipulation and Photodetection
戴道锌
浙江大学
浙江大学
摘要：A review is given on recent progresses of silicon nanophotonics for light manipulation and photodetection, including the following parts. The first one is for passive silicon nanophotonic devices, such as asymmetric nanophotonic waveguide structures for on-chip polarization-handling, mode-manipulation, and wavelength-filtering. The second part is for the realization of waveguide photodetectors on silicon by combining two-dimensional materials and silicon nanophotonic waveguides.
简介：浙江大学求是特聘教授、国家杰出青年科学基金获得者、浙江省高校高水平创新团队负责人，现为光电科学与工程学院副院长、教育部光子学与技术国际合作联合实验室主任。致力于硅基集成光子器件及应用研究。在Nature、Nature Comm.、Proceedings of the IEEE、Light: Science & Applications、Laser & Photonics Reviews、Optica等著名光学期刊发表190余篇，论文被引用8700余次，入选2015-2019年爱思唯尔《中国高被引学者榜单》，在美国OFC等重要会议作教程/主旨/特邀报告等80余次，任ICOCN等大会技术委员会主席/委员40余次，任Optics Letters、IEEE PTL、OQE、Photonics Research（2013-2019）等期刊Associate/Topical Editor及IEEE JSTQE、IEEE JLT客座编辑。论色散调控型红外硫系光纤的超连续谱激光输出
王训四
宁波大学
宁波大学
摘要：超宽带红外激光光源在空间探测、激光雷达制导、光电对抗等国家安全方面有重大意义，在国民经济、国家安全等领域具有重大的应用价值。基于非线性产生超连续中红外光源可提供无间断宽带光谱覆盖，且空间相干性好，亮度通常比同步辐射光源高2个数量级以上。但是，传统中红外硫系光纤的色散零点大于5微米，商用光纤激光器无法直接泵浦获得超连续谱。本报告从光纤新型材料和新型结构角度出发，探讨低色散硫卤玻璃和W型多包层等结构对光纤色散进行有效调控，完善玻璃提纯和光纤制备技术，实现新型中红外硫系光纤进行激光性能测试，促进中红外光纤超连续谱的发展应用。
个人简介：浙江省杰出青年基金获得者，从事红外光纤材料及器件应用基础研究和关键技术研发，相继主持4项国家自然科学基金项目和多项省市级科研项目；作为研究骨干（前三）参加了科技部国家重点研发计划、科技部科技重大专项项目（973）、国家自然科学基金委重大仪器专项等项目，在Laser Photonics Rev., Opt. Lett., Opt. Express. J. Lightwave Technol.等知名期刊上发表SCI 论文145 篇，其中第一或通讯作者50余篇，ESI高被引论文1篇，封面论文3 篇，总被引1305次；授权国家发明专利逾20件。获国家技术发明二等奖、浙江省和宁波市科技进步一等奖各一次。为浙江省杰出青年基金获得者（2017），“浙江省151第三层次人才”（2011），宁波市拔尖人才第二层次（2019），担任《发光学报》青年编辑和中国稀土学会光电材料与器件、浙江省光学学会等多个专业委员会的理事。螯合物气相沉积法制备稀土掺杂石英光纤的研究
侯超奇
中国科学院西安光学精密机械研究所
中国科学院西安光学精密机械研究所
摘要：稀土掺杂石英光纤在光纤激光器、光放大器中有重要应用，目前商用的光纤多采用MCVD结合溶液掺杂法进行制备，但该方法工艺较为复杂，而且所制备的预制棒棒芯小，一般为1.5-2mm，导致单根预制棒所拉光纤的产率很低。本文介绍了一种螯合物气相沉积技术，该方法工艺过程简单，制备的光纤预制棒芯径大，可提高制棒的效率和单根预制棒的产率。基于上述技术，本文分别制备了掺Yb、掺Er光纤预制棒，其中掺Yb预制棒棒芯直径3.3mm，拉制的光纤在1200nm背景损耗为1.55dB/km，激光转化效率可达85.8%，达到了商用光纤的指标水平。掺Er光纤预制棒棒芯3.2mm，拉制的光纤背景损耗6.96dB/km，激光放大增益平坦度<1.5dB、噪声系数<4.5dB，目前已在光放大器中得到应用。由上述研究可以看出，螯合物气相沉积技术所制备的光纤具备良好的性能，结合其生产效率高的优势，在光纤大批量生产方面具有很好的应用前景。
简介：侯超奇，中科院西安光机所瞬态光学与光子技术国家重点实验室特种光纤材料与器件研究中心研究员。2018年入选“中科院西部青年学者”。长期从事特种光纤材料及器件的研究工作，主持JPPT、国家重点研发计划项目、国家自然科学基金项目、中科院西部之光项目及横向项目近十项，作为骨干参与863项目、总装预研、国家自然科学基金重点项目十余项。从事研究工作期间，在Optics Express、Optics Material Express、Applied Optics等国内外知名期刊发表SCI论文50余篇，申请发明专利11项。超大模场硫系玻璃微结构光纤的制备与表征
杨志勇
江苏师范大学
江苏师范大学
摘要：硫系玻璃光纤具有较低的中红外传输损耗和极高的三阶非线性光学系数，近年来在中红外激光传输和非线性光学领域备受关注。由于形成玻璃网络的化学键较弱，硫系玻璃光纤表现出较低的抗激光损伤性能。为了显著提高硫系玻璃光纤可传输的激光功率，最有效的途径是增大光纤模场的面积。在相同的功率密度下，将光纤的有效模场直径提高10倍，可使光纤传输的激光功率提高约两个数量级。本研究设计并制备了超大模场（>5000 µm2）全固态硫系玻璃微结构光纤，测试了光纤的数值孔径、传输损耗、弯曲损耗、激光传输功率等性能参数，评价了光纤的激光传输特性；采用飞秒脉冲抽运光纤，获得了3.5-7.5 µm超连续谱。
个人简介：杨志勇，江苏师范大学教授，博导。2007年毕业于中科院上海硅酸盐研究所，获工学博士学位。2007-2011年在美国亚利桑那大学材料科学与工程系做博士后、助理研究教授。2011-2014年在澳大利亚国立大学激光物理中心工作。主要从事红外传输玻璃与光纤、光学传感器、稀土掺杂非晶态材料的光致发光等方面的研究。发表SCI论文80余篇，他引1000余次；获授权发明专利14项；近5年主持承担5项国家级科研项目和2项企业重大横向课题。曾获澳大利亚国家基金委DECRA人才项目（2012-2014），2015年入选江苏省“双创计划”。中红外波段软玻璃光纤激光器最新研究进展
王鹏飞
哈尔滨工程大学
哈尔滨工程大学
摘要：3-5微米波段中红外光纤激光器因其特殊的输出波长和良好的光束质量，在光电对抗、星地通信、红外遥感、生物医疗、早期疾病无创诊断等军民两用领域有着广泛的应用前景。本报告将从不同掺杂稀土离子和低声子能量基质玻璃材料的角度，详细介绍稀土掺杂重金属氧化物玻璃、氟化物玻璃和硫化物玻璃中红外光纤激光器的工作原理和基本结构，同时介绍国内外研究人员在中红外光纤激光器研究方向上最新的研究进展。最后，将介绍本研究团队在中红外软玻璃光纤激光器方面的最新研究工作及取得的最新成果，并对中红外光纤激光器的未来发展方向和应用前景进行展望。
个人简介：王鹏飞 博士，特聘教授，博士生导师。2015年入选“海外高层次人才引进计划”青年项目（择优批次）。爱尔兰都柏林科技大学（原“都柏林理工学院”）荣誉教授。爱思唯尔（Elsevier）2019年中国高被引学者。美国光学学会（OSA）核心期刊《Applied Optics》和自然出版集团（NPG）综合期刊《Scientific Reports》编委。目前从事激光玻璃材料，中红外光纤激光器和海洋光学传感器件等方向的应用研究。在Nature Communications、Photonics Research等国际学术期刊和重要国际会议上发表学术论文300余篇，其中被SCI收录180余篇，文章累计被引用3400余次，H-index=29。申请发明专利30余项。目前主持科技部重点专项、国家自然科学基金重点项目等多个科研项目。美国光学学会高级会员、SPIE (国际光电工程学会)会员、Euroscience和欧盟玛丽居里学会终身会员。中国硅酸盐学会特种玻璃分会理事、中国光学学会纤维光学与光子集成专业委员会委员、全国专业标准化技术委员会委员。单颗粒稀土上转换纳米颗粒表面的单分子反应检测
邓人仁
浙江大学
浙江大学
摘要：稀土掺杂上转换发光材料能吸收低能量的近红外光子并通过“上转换”过程发射更高能量的可见、紫外发光。其特殊的光学特性在生物成像、药物可控释放、环境检测、三维显示等领域都具有广阔的应用前景。利用新型核-壳结构不仅可以提高稀土离子掺杂的上转换纳米粒子的发光效率，还可调控上转换纳米粒子的能量传递特性。基于新型核壳结构上转换纳米材料设计思路，我们采用特殊的协同上转换发光机制，设计合成了具备特殊核壳结构的稀土上转换发光纳米探针，并探讨了这类纳米探针在单颗粒水平上进行单分子检测的潜在应用前景。
个人简介：邓人仁2009年本科毕业于浙江大学化学系。2014年获得新加坡国立大学博士学位。先后于新加坡国立大学化学系，英国剑桥大学卡文迪许实验室从事博士后研究工作。2016年加入浙江大学材料科学与工程学院。主要开展稀土掺杂纳米光功能材料和其他结构组元如光子晶体、有机染料分子、半导体微结构等复合基元构筑及可控合成研究，在上转换纳米材料的纳米光学特性上的高度可控技术方面，取得了若干具有开创性的原创成果。近5年以来在Nature Nanotech., Nature Mater., Nature Photon., Nature Chem., Adv. Mater.等高水平国际学术期刊上发表论文20余篇。论文总引用5000余次。中红外软玻璃光纤制备及其应用
程同蕾
东北大学
东北大学
摘要：中红外软玻璃光纤在先进红外光子器件的发展中变得越来越突出，由于其高灵敏度和多用途的遥感采集能力，使其成为了一个理想的现场检测平台；同时由于其本身固有的高非线性特性，在非线性光子器件方面的应用越来越广泛。本文阐述了软玻璃光纤的基本特性、制备方法和近年来在生物传感领域和非线性器件方面的研究进展。对稀土元素有很高的溶解度，在中红外波段有很高的透过率，高非线性效应，高折射率等特性使软玻璃光纤在生物传感领域有着广泛的应用前景，然而目前还面临一些问题需要在后续研究中进一步完善。
个人简介：程同蕾，男，1980年3月生，东北大学信息学院教授，博士生导师，研究方向为特种光纤、智能光纤传感技术及光子器件。辽宁省红外光电材料及微纳器件重点实验室主任，东北大学电子科学与技术系主任，国家“千人计划”青年项目入选者，辽宁省“百千万人才工程”人才工程入选者，辽宁省“兴辽英才计划”入选者，沈阳市高层次“领军人才”入选者，东北大学“海外百人计划”项目入选者，日本学术振兴会(JSPS)海外特别研究员基金获得者，日本丰田奖学基金研究奖赏获得者。美国光学学会、美国电子电气工程师协会、美国陶瓷学会会员，中国光学学会纤维光学专业委员会委员。申请人长期从事非线性光纤光学、特种光纤及光子器件相关领域的研究，开展了特种光纤材料合成、特种光纤制备、测试及应用的系统化研究，取得了多个世界领先的科研成果，得到业内专家的广泛认可。目前已在Optics Letters、Optics Express、Applied Physics Letters等国际期刊共发表学术论文130余篇，参加国际学术会议30余次，获授权发明专利4项。多组分玻璃光纤和器件研究进展
周时凤
华南理工大学
华南理工大学
摘要：多组分玻璃光纤与传统石英玻璃光纤相比具有微结构丰富、掺杂离子溶解度高等特点，因此在无源和有源光子学领域具有十分重要的应用背景。本报告围绕玻璃光纤的光子产生、放大、调控和探测功能展开，系统介绍了玻璃态微结构研究、多组分氧化物玻璃制备和光纤拉制方面研究进展，探索了所研制的新型玻璃与光纤在超宽带光放大和辐射探测方面的应用潜力。
简介：周时凤，博士、教授，毕业于浙江大学材料科学与工程专业，曾在日本京都大学、日本北海道大学等机构从事科研工作。主要从事光功能材料的研究。以第一/通讯作者在Adv. Mater.、J. Am. Chem. Soc.、Adv. Funct. Mater.、Adv. Sci.、Prog. Mater. Sci.等发表SCI论文50多篇，研究成果被Materials Today（今日材料）、ACerS（美国陶瓷协会）、OSA（美国光学协会）和AAAS（美国科学促进会）等专稿报道，相关成果2次入选“中国光学重要成果”。曾获国际玻璃协会Gottardi奖（国际上每年一名）、日本陶瓷协会仓田元治奖、国家“优青”、教育部“新世纪”、广东省“杰青”和日本学术振兴会Postdoctoral Fellowship等。兼任国际玻璃协会TC07：Crystallization & GCs委员。激发光调控稀土上转换发光及成像应用
詹求强
华南师范大学
华南师范大学
摘要：Lanthanide-doped photon upconversion nanoparticles (UCNPs) are capable of converting low-intensity near-infrared light to UV and visible emission through the synergistic effects of light excitation and mutual interactions between doped active ions. UCNPs have gained increasing attention for their wide applications in optical bioimaging, displays and related nanophotonics. However, there are still some ongoing challenges for further development. In this talk, some strategies of optically controlling the optical properties of UCNPs for extended applications will be introduced. The performance of imaging employing UCNPs, e.g., imaging depth, imaging speed, PL brightness and spatial resolution have been greatly improved for applications. For example, in 2015, we firstly realized optical emission depletion of common UCNPs and its potential for super-resolution optical microscopy. Recently our group has developed a novel, in-depth STED mechanism using optimized lanthanide upconversion nanoparticles. We experimentally demonstrated very efficient optical depletion for the UCNPs and successfully archived highly efficient, absolutely non-bleaching cytoskeleton STED imaging at subcellular scale. These findings have great potential in low power, photobleaching-free super-resolution microscopy.
简介：詹求强，光学工程博士，华南师范大学光学研究员。本科和博士先后毕业于山东大学和浙江大学。主要从事激光激发稀土光子上转换荧光及其在光学成像等方面的研究。曾先后在瑞典隆德大学、香港中文大学访问/工作。近几年，在华南师大以第一/通讯作者在Nature Communs., Laser Photonics Review, Adv. Funct. Mater., ACS Nano等国际学术期刊上发表文章30篇，研究成果被国内外学者在Nature期刊论文中引图，单篇原创性论文被引450余次，多篇论文入选“ESI高被引论文”。 申请/授权国家发明专利15（11）项。作为负责人，主持广东省杰出青年科学基金、国家自然科学基金（3项）、香江学者计划、广东省国际合作项目、珠江科技新星项目等20多项科研项目。担任中国生物医学工程学会生物医学光子学分会青年委员、广东省生物物理学会理事。荣获《激光生物学报》高被引论文奖、广东生物物理学会“青年创新奖”等奖励。