讲座-光学工程学科前沿课件

光学工程学科动态刘卫国2019年9月28日光学工程学科动态刘卫国内容国内光学工程学科现状光学工程学科的内涵光学工程学科发展的新机遇西安工业大学的光学工程学科内容1、国内光学工程学科现状1、国内光学工程学科现状光学工程学科分布浙江大学、北京理工大学、西安电子科技大学、南京理工大学、同济大学、复旦大学、西北工业大学、长春理工大学、华中科技大学、国防科技大学、重庆大学、上海理工大学、中国兵器科学研究院、中山大学、燕山大学、山东大学、福建师范大学、西安交通大学…共35所西安工业大学光学工程学科分布学位授予博士： 2019：85 2009：200 2019：235

硕士： 2019：280 2009：530 2019：1161学位授予2、光学工程学科内涵2、光学工程学科内涵二级学科设置光信息技术光电检测技术气动光学光电信息工程光电器件与探测技术生物光学检测与成像光电子技术光电信息系统工程生物医学光学与视觉光学光电材料光电信息处理与通信网络技术微光机电系统光电成像信息工程光电仪器及技术物理光电子学光电工程光电科学与工程信息光学技术光电技术光伏技术与应用信息光学与工程光学技术光机电一体化光通信颜色科学与图像技术光纤光学光纤通讯技术医学光子技术与仪器光信息科学与技术光学计量与测试印刷光学工程光学技术与工程光学技术与光电仪器光学仪器技术光学与系统二级学科设置光信息技术光电检测技术气动光学光电信息工程光电器光学工程学科内涵光学制造、光电材料、光电探测、信息处理激光与红外、夜视技术、短波、太赫兹微纳米光学、光子学光纤技术、光通信技术海洋与空间、环境与能源、生物光学技术瞬态光学光度与色度光学工程学科内涵光学工程学科内涵二级学科的整合：光电信息技术与工程光电子与光子学技术光学工程学科内涵光学的近代发展与诺贝尔物理奖诺贝尔物理奖激光冷却半导体激光器2000年光纤通信CCD2009年2019年2019年量子光学精密测量技术光学的近代发展与诺贝尔物理奖诺贝尔物理奖激光冷却半导体200

高锟1933年生于中国上海，人称“光纤之父”，曾任香港中文大学校长。博伊尔1924年出生于加拿大阿默斯特，史密斯1930年出生于美国纽约，两人发明CCD图像传感器时均供职于美国贝尔实验室。诺贝尔科学奖通常颁发给年龄较大的科学家，因为获奖成果都经过了几十年的检验。

高锟乔治·史密斯GeorgeE.Smith威拉德·博伊尔（WillardBoyle）2009年诺贝尔物理奖获得者高锟1933年生于中国上海，人称“光纤之父”，曾任香港中文2019年诺贝尔物理奖获得者

RoyJ.Glauber(1925-)格劳伯

HarvardUniversity

Cambridge,MA,USA

“forhiscontributiontothe

quantumtheoryofopticalcoherence

JohnL.Hall(1934-)霍尔

UniversityofColorado,JILA;NationalInstituteofStandardsandTechnologyBoulder,CO,USA

TheodorW.Hansch(1941-)亨施

Max-Planck-InstitutfürQuantenoptik

Garching,Germany;Ludwig-Maximilians-Universit?t

Munich,Germany

"fortheircontributionsto

thedevelopmentoflaser-basedprecisionspectroscopy,includingtheopticalfrequencycombtechnique2019年诺贝尔物理奖获得者RoyJ.Glau2019年诺贝尔物理学奖获得者2019年诺贝尔物理学奖由3位物理学家共享。获得者为美国科罗拉多大学的埃里克·康奈尔（EricA.Cornell）教授、美国麻省理工学院的沃尔夫冈·克特勒（WolfgangKetterle）教授和美国科罗拉多大学的卡尔·维曼（CarlE.Wieman）教授，他们的主要研究工作为原子物理领域中的"稀薄碱性原子气体的玻色爱因斯坦冷凝态的研究"和"对冷凝物的早期基础研究工作"。EricA.CornellWolfgangKetterleCarlE.Wieman一种新的物质状态:“碱金属原子稀薄气体的玻色－爱因斯坦凝聚”。

2019年诺贝尔物理学奖获得者2019年诺贝2000诺贝尔物理学奖获得者2000年诺贝尔物理学奖授予三位科学家，表彰他们在移动电话及半导体研究中获得突破性进展。他们分别是俄罗斯圣彼得堡约飞物理技术学院的若尔斯阿尔费罗夫、美国加利福尼亚大学的赫伯特克勒默和德州仪器公司的杰克S基尔比。他们的工作奠定了现代信息技术的基础，特别是他们发明的快速晶体管、激光二极管和集成电路(芯片)。若尔斯阿尔费罗夫基尔比赫伯特克勒默2000诺贝尔物理学奖获得者2000年诺贝尔物理学奖授予三位2019诺贝尔物理学奖获得者2019年：美国的朱棣文、威廉·菲利普斯和法国的科恩·塔诺季，表彰他们在发展用激光冷却和陷俘原子的方法方面所做的贡献。朱棣文威廉·菲利普斯科恩·塔诺季2019诺贝尔物理学奖获得者2019年：美国的物理之光（诺贝尔物理奖之光学）2009-CharlesK.Kao,WillardS.Boyle,GeorgeE.Smith

2019-RoyJ.Glauber,JohnL.Hall,TheodorW.Hänsch

2019-EricA.Cornell,WolfgangKetterle,CarlE.Wieman

2000-ZhoresI.Alferov,HerbertKroemer,JackS.Kilby

2019-StevenChu,ClaudeCohen-Tannoudji,WilliamD.Phillips

1994-BertramN.Brockhouse,CliffordG.Shull

1989-NormanF.Ramsey,HansG.Dehmelt,WolfgangPaul

1988-LeonM.Lederman,MelvinSchwartz,JackSteinberger

1986-ErnstRuska,GerdBinnig,HeinrichRohrer

1981-NicolaasBloembergen,ArthurL.Schawlow,KaiM.Siegbahn

1978-PyotrKapitsa,ArnoPenzias,RobertWoodrowWilson

1974-MartinRyle,AntonyHewish

1971-DennisGabor

1966-AlfredKastler

1964-CharlesH.Townes,NicolayG.Basov,AleksandrM.Prokhorov

1961-RobertHofstadter,RudolfMössbauer

1955-WillisE.Lamb,PolykarpKusch

1953-FritsZernike

1950-CecilPowell

1944-IsidorIsaacRabi

1937-

ClintonDavisson,GeorgePagetThomson

1936-

VictorF.Hess,CarlD.Anderson

1930-

SirVenkataRaman

1929-

LouisdeBroglie

1927-

ArthurH.Compton,C.T.R.Wilson

1924-

ManneSiegbahn

1923-

RobertA.Millikan

1922-

NielsBohr

1921-

AlbertEinstein

1919-

JohannesStark

1918-

MaxPlanck

1917-

CharlesGloverBarkla

1915-

WilliamBragg,LawrenceBragg

1914-

MaxvonLaue

1912-

GustafDalén

1911-

WilhelmWien

1908-

GabrielLippmann

1907-

AlbertA.Michelson

1902-

HendrikA.Lorentz,PieterZeeman

1901-

WilhelmConradRöntgen

获奖成就：光纤通讯、精细光谱技术、激光冷却、中子散射、电子光学、激光光谱学、光电子谱技术、光全息、激光、氢原子光谱、核磁共振、电子衍射、宇宙射线、光散射、电子波动性、光电效应、原子光辐射、光谱分裂、X射线衍射、黑体辐射、彩色照相、发现X射线，等40/106!摘自并补充：“从诺贝尔物理学奖看光学的发展”，李多，等，《大学物理》25，42（2019）物理之光（诺贝尔物理奖之光学）2009-Charles光科技国家重大需求信息生命科学光传感/照明制造业国防光学元件/复杂系统教学/科研光与现代生活光与现代生活空间能源材料微电子生物工程医疗环境保护遥感计量通信印刷核技术生态环境防灾农业精密加工资源保护军事信息科学遥测生命科学化学工程光科学与技术应用范围空间能源材料微电子生物工程医疗环境遥感计量通信印刷核技术生态“We'removingfromanelectronicworldtoanopticalworld”“Theonlytechnologythatcansolvethebandwidthproblemisphotonics.”

美国“今日物理”专题文章，2019“我们正从一个电子世界走向光的世界”“解决带宽问题的唯一技术是光子学”“We'removingfromanelectro中国“科学时报”(2019/4/27)全文翻译“科学美国人”专题文章“光的胜利”中国光刻机：微电子产业的“心脏”IC尺寸光刻波长光刻机：微电子产业的“心脏”IC尺寸光刻波长光通信：重要的IT产业领域光通信：重要的IT产业领域0.8nm4谐振腔146层宽带光网络的核心光学器件：窄带滤波器超窄带“光子门”0.8nm宽带光网络的核心光学器件：窄带滤波器超窄带正常细胞和肿瘤细胞红外吸收谱的比较激光清除血管内阻塞物生命与健康领域正常细胞和肿瘤细胞激光清除血生命与健康领域内窥镜激光手术刀LaserAssistedIn-SituKeratomileusis内窥镜激光手术刀LaserAssistedIn-Situ先进制造：原位精密测量先进制造：原位精密测量激光加工：切割焊接激光加工：切割焊接

信息显示领域信息显示领域探测方：对目标的识别从单一波段向微波/红外/可见光多波段发展。防探测方：对目标进行多波段隐身。

红外遥感：关系到国家航空/航天安全探测方：红外遥感：关系到国家航空/航天安全“勇气”号火星探测器中，装有全景照相机和红外探测微型热辐射分光计，用于探测火星上的岩石和土壤区域；末端工具“手臂”之一为显微镜成像仪，能以几百微米的超近距离对火星岩石纹理进行细致观察，还装有穆斯堡尔分光计和阿尔法粒子X射线分光计，进一步分析岩石构成。这是一台多功能、智能化光学成像光谱仪。

深空探测“勇气”号火星探测器中，装有全景照相机和红外探测微型热嫦娥一号工程2019年10月24日18时05分发射11月7日正式进入工作轨道嫦娥一号工程2019年10月24日18时05分发射11月7嫦娥一号携带的科学仪器嫦娥一号携带的科学仪器2019年11月26日2019年11月26日

全球军事通信网络系统全球军事通信网络系统红外光子器件不能出口到中国!

国际上对我国的限制

红外光子器件不能国际上对我国的限制

美国光科技产业结构

2019年500亿美元美国光科技产业结构2019年3、光学工程学科发展的新机遇——国家工程的实施3、光学工程学科发展的新机遇极紫外光刻光学系统极紫外光刻光学系统高分辨对地观测成像系统高分辨对地观测成像系统惯性约束核聚变—神光系统惯性约束核聚变—神光系统惯性约束核聚变—神光系统惯性约束核聚变—神光系统西安工业大学的光学工程学科西安工业大学的光学工程学科学科基地薄膜与光学制造技术教育部重点实验室薄膜与光学检测陕西省重点实验室光学先进制造技术陕西省工程技术中心中白高技术合作研究中心学科基地主要研究方向：

PlasmaandthinfilmtechnologyOpticalfabricationandmetrologyMicro-optoelectronicsystems主要研究方向： PlasmaandThinFilmTechnologyIonbeamassistedevaporationMagnetronsputteringIonbeamsputteringFilteredarcplasmadepositionPlasmaenhancedCVD_foropticsPlasmaandThinFilmTechnologOpticalFabricationandMetrologySuper-smoothopticsMRF,IBF,PACEMicro-opticsMolding,EtchingMetrologyPSI,WLI,MTF,Confocal,Laserdamage,ultra-lowlosses,spectroscopic,ellipsometric,nano-indentionOpticalFabricationandMetrolMicro-OptoelectronicSystemsMOEMSUncooledfocalplaneIRdetector,Opticalread-outIRdetectorIRimagingsystems,BinaryopticsandsystemsMicromachiningICP-DRIE,IBE，Micro-bumping,Filp-chip,RTP，CVD,e-beam,magnetron，E-beamwriting,UVLithographyMicro-OptoelectronicSystemsMO经费来源科技部：自然科学基金、国际合作陕西省：科技厅、教育厅国防：总装备部国防科工局兵器其他军工行业其他经费来源科技部：自然科学基金、国际合作谢谢！谢谢！谢谢！供娄浪颓蓝辣袄驹靴锯澜互慌仲写绎衰斡染圾明将呆则孰盆瘸砒腥悉漠堑脊髓灰质炎(讲课2019)脊髓灰质炎(讲课2019)谢谢！供娄浪颓蓝辣袄驹靴锯澜互慌仲写绎衰斡染圾明将呆则孰盆瘸50光学工程学科动态刘卫国2019年9月28日光学工程学科动态刘卫国内容国内光学工程学科现状光学工程学科的内涵光学工程学科发展的新机遇西安工业大学的光学工程学科内容1、国内光学工程学科现状1、国内光学工程学科现状光学工程学科分布浙江大学、北京理工大学、西安电子科技大学、南京理工大学、同济大学、复旦大学、西北工业大学、长春理工大学、华中科技大学、国防科技大学、重庆大学、上海理工大学、中国兵器科学研究院、中山大学、燕山大学、山东大学、福建师范大学、西安交通大学…共35所西安工业大学光学工程学科分布学位授予博士： 2019：85 2009：200 2019：235

硕士： 2019：280 2009：530 2019：1161学位授予2、光学工程学科内涵2、光学工程学科内涵二级学科设置光信息技术光电检测技术气动光学光电信息工程光电器件与探测技术生物光学检测与成像光电子技术光电信息系统工程生物医学光学与视觉光学光电材料光电信息处理与通信网络技术微光机电系统光电成像信息工程光电仪器及技术物理光电子学光电工程光电科学与工程信息光学技术光电技术光伏技术与应用信息光学与工程光学技术光机电一体化光通信颜色科学与图像技术光纤光学光纤通讯技术医学光子技术与仪器光信息科学与技术光学计量与测试印刷光学工程光学技术与工程光学技术与光电仪器光学仪器技术光学与系统二级学科设置光信息技术光电检测技术气动光学光电信息工程光电器光学工程学科内涵光学制造、光电材料、光电探测、信息处理激光与红外、夜视技术、短波、太赫兹微纳米光学、光子学光纤技术、光通信技术海洋与空间、环境与能源、生物光学技术瞬态光学光度与色度光学工程学科内涵光学工程学科内涵二级学科的整合：光电信息技术与工程光电子与光子学技术光学工程学科内涵光学的近代发展与诺贝尔物理奖诺贝尔物理奖激光冷却半导体激光器2000年光纤通信CCD2009年2019年2019年量子光学精密测量技术光学的近代发展与诺贝尔物理奖诺贝尔物理奖激光冷却半导体200

高锟1933年生于中国上海，人称“光纤之父”，曾任香港中文大学校长。博伊尔1924年出生于加拿大阿默斯特，史密斯1930年出生于美国纽约，两人发明CCD图像传感器时均供职于美国贝尔实验室。诺贝尔科学奖通常颁发给年龄较大的科学家，因为获奖成果都经过了几十年的检验。

高锟乔治·史密斯GeorgeE.Smith威拉德·博伊尔（WillardBoyle）2009年诺贝尔物理奖获得者高锟1933年生于中国上海，人称“光纤之父”，曾任香港中文2019年诺贝尔物理奖获得者

RoyJ.Glauber(1925-)格劳伯

HarvardUniversity

Cambridge,MA,USA

“forhiscontributiontothe

quantumtheoryofopticalcoherence

JohnL.Hall(1934-)霍尔

UniversityofColorado,JILA;NationalInstituteofStandardsandTechnologyBoulder,CO,USA

TheodorW.Hansch(1941-)亨施

Max-Planck-InstitutfürQuantenoptik

Garching,Germany;Ludwig-Maximilians-Universit?t

Munich,Germany

"fortheircontributionsto

thedevelopmentoflaser-basedprecisionspectroscopy,includingtheopticalfrequencycombtechnique2019年诺贝尔物理奖获得者RoyJ.Glau2019年诺贝尔物理学奖获得者2019年诺贝尔物理学奖由3位物理学家共享。获得者为美国科罗拉多大学的埃里克·康奈尔（EricA.Cornell）教授、美国麻省理工学院的沃尔夫冈·克特勒（WolfgangKetterle）教授和美国科罗拉多大学的卡尔·维曼（CarlE.Wieman）教授，他们的主要研究工作为原子物理领域中的"稀薄碱性原子气体的玻色爱因斯坦冷凝态的研究"和"对冷凝物的早期基础研究工作"。EricA.CornellWolfgangKetterleCarlE.Wieman一种新的物质状态:“碱金属原子稀薄气体的玻色－爱因斯坦凝聚”。

2019年诺贝尔物理学奖获得者2019年诺贝2000诺贝尔物理学奖获得者2000年诺贝尔物理学奖授予三位科学家，表彰他们在移动电话及半导体研究中获得突破性进展。他们分别是俄罗斯圣彼得堡约飞物理技术学院的若尔斯阿尔费罗夫、美国加利福尼亚大学的赫伯特克勒默和德州仪器公司的杰克S基尔比。他们的工作奠定了现代信息技术的基础，特别是他们发明的快速晶体管、激光二极管和集成电路(芯片)。若尔斯阿尔费罗夫基尔比赫伯特克勒默2000诺贝尔物理学奖获得者2000年诺贝尔物理学奖授予三位2019诺贝尔物理学奖获得者2019年：美国的朱棣文、威廉·菲利普斯和法国的科恩·塔诺季，表彰他们在发展用激光冷却和陷俘原子的方法方面所做的贡献。朱棣文威廉·菲利普斯科恩·塔诺季2019诺贝尔物理学奖获得者2019年：美国的物理之光（诺贝尔物理奖之光学）2009-CharlesK.Kao,WillardS.Boyle,GeorgeE.Smith

2019-RoyJ.Glauber,JohnL.Hall,TheodorW.Hänsch

2019-EricA.Cornell,WolfgangKetterle,CarlE.Wieman

2000-ZhoresI.Alferov,HerbertKroemer,JackS.Kilby

2019-StevenChu,ClaudeCohen-Tannoudji,WilliamD.Phillips

1994-BertramN.Brockhouse,CliffordG.Shull

1989-NormanF.Ramsey,HansG.Dehmelt,WolfgangPaul

1988-LeonM.Lederman,MelvinSchwartz,JackSteinberger

1986-ErnstRuska,GerdBinnig,HeinrichRohrer

1981-NicolaasBloembergen,ArthurL.Schawlow,KaiM.Siegbahn

1978-PyotrKapitsa,ArnoPenzias,RobertWoodrowWilson

1974-MartinRyle,AntonyHewish

1971-DennisGabor

1966-AlfredKastler

1964-CharlesH.Townes,NicolayG.Basov,AleksandrM.Prokhorov

1961-RobertHofstadter,RudolfMössbauer

1955-WillisE.Lamb,PolykarpKusch

1953-FritsZernike

1950-CecilPowell

1944-IsidorIsaacRabi

1937-

ClintonDavisson,GeorgePagetThomson

1936-

VictorF.Hess,CarlD.Anderson

1930-

SirVenkataRaman

1929-

LouisdeBroglie

1927-

ArthurH.Compton,C.T.R.Wilson

1924-

ManneSiegbahn

1923-

RobertA.Millikan

1922-

NielsBohr

1921-

AlbertEinstein

1919-

JohannesStark

1918-

MaxPlanck

1917-

CharlesGloverBarkla

1915-

WilliamBragg,LawrenceBragg

1914-

MaxvonLaue

1912-

GustafDalén

1911-

WilhelmWien

1908-

GabrielLippmann

1907-

AlbertA.Michelson

1902-

HendrikA.Lorentz,PieterZeeman

1901-

WilhelmConradRöntgen

获奖成就：光纤通讯、精细光谱技术、激光冷却、中子散射、电子光学、激光光谱学、光电子谱技术、光全息、激光、氢原子光谱、核磁共振、电子衍射、宇宙射线、光散射、电子波动性、光电效应、原子光辐射、光谱分裂、X射线衍射、黑体辐射、彩色照相、发现X射线，等40/106!摘自并补充：“从诺贝尔物理学奖看光学的发展”，李多，等，《大学物理》25，42（2019）物理之光（诺贝尔物理奖之光学）2009-Charles光科技国家重大需求信息生命科学光传感/照明制造业国防光学元件/复杂系统教学/科研光与现代生活光与现代生活空间能源材料微电子生物工程医疗环境保护遥感计量通信印刷核技术生态环境防灾农业精密加工资源保护军事信息科学遥测生命科学化学工程光科学与技术应用范围空间能源材料微电子生物工程医疗环境遥感计量通信印刷核技术生态“We'removingfromanelectronicworldtoanopticalworld”“Theonlytechnologythatcansolvethebandwidthproblemisphotonics.”

美国“今日物理”专题文章，2019“我们正从一个电子世界走向光的世界”“解决带宽问题的唯一技术是光子学”“We'removingfromanelectro中国“科学时报”(2019/4/27)全文翻译“科学美国人”专题文章“光的胜利”中国光刻机：微电子产业的“心脏”IC尺寸光刻波长光刻机：微电子产业的“心脏”IC尺寸光刻波长光通信：重要的IT产业领域光通信：重要的IT产业领域0.8nm4谐振腔146层宽带光网络的核心光学器件：窄带滤波器超窄带“光子门”0.8nm宽带光网络的核心光学器件：窄带滤波器超窄带正常细胞和肿瘤细胞红外吸收谱的比较激光清除血管内阻塞物生命与健康领域正常细胞和肿瘤细胞激光清除血生命与健康领域内窥镜激光手术刀LaserAssistedIn-SituKeratomileusis内窥镜激光手术刀LaserAssistedIn-Situ先进制造：原位精密测量先进制造：原位精密测量激光加工：切割焊接激光加工：切割焊接

信息显示领域信息显示领域探测方：对目标的识别从单一波段向微波/红外/可见光多波段发展。防探测方：对目标进行多波段隐身。

红外遥感：关系到国家航空/航天安全探测方：红外遥感：关系到国家航空/航天安全“勇气”号火星探测器中，装有全景照相机和红外探测微型热辐射分光计，用于探测火星上的岩石和土壤区域；末端工具“手臂”之一为显微镜成像仪，能以几百微米的超近距离对火星岩石纹理进行细致观察，还装有穆斯堡尔分光计和阿尔法粒子X射线分光计，进一步分析岩石构成。这是一台多功能、智能化光学成像光谱仪。

深空探测“勇气”号火星探测器中，装有全景照相机和红外探测微型热嫦娥一号工程2019年10月24日18时05分发射11月7日正式进入工作轨道嫦娥一号工程2019年10月24日18时05分发射11月7嫦娥一号携带的科学仪器嫦娥一号携带的科学仪器2019年11月26日