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1、光学工程学科动态,刘卫国2011年9月28日,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,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,学位授予博士：2008：852009：2002010：235硕士：2008：2802009：5302010：1161,2、光学工程学科内涵,光学工程学科内涵光学制造
2、、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,光学的近代发展与诺贝尔物理奖,诺贝尔物理奖,1997年,2005年,量子光学精密测量技术,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G
3、eorge E.Smith,威拉德博伊尔（Willard Boyle）,2009年诺贝尔物理奖获得者,2005年诺贝尔物理奖获得者,Roy J.Glauber(1925-)格劳伯Harvard University Cambridge,MA,USA“for his contribution to the quantum theory of optical coherence,John L.Hall(1934-)霍尔University of Colorado,JILA;National Institute of Standards and Technology Boulder,CO,USA,T
4、heodor W.Hansch(1941-)亨施Max-Planck-Institut fr Quantenoptik Garching,Germany;Ludwig-Maximilians-Universit?t Munich,Germany for their contributions to the development of laser-based precision spectroscopy,including the optical frequency comb technique,2001年诺贝尔物理学奖获得者,2001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
5、学的埃里克康奈尔（Eric A.Cornell）教授、美国麻省理工学院的沃尔夫冈克特勒（Wolfgang Ketterle）教授和美国科罗拉多大学的卡尔维曼（Carl E.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。,Eric A.Cornell,Wolfgang Ketterle,Carl E.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”。,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
6、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,1997诺贝尔物理学奖获得者,1997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,物理之光（诺贝尔物理奖之光学）,2009-Charles K.Kao,Willard S.Boyle,George E.Smith 2005-Roy J.Glauber,John L.H
7、all,Theodor W.Hnsch 2001-Eric A.Cornell,Wolfgang Ketterle,Carl E.Wieman 2000-Zhores I.Alferov,Herbert Kroemer,Jack S.Kilby 1997-Steven Chu,Claude Cohen-Tannoudji,William D.Phillips 1994-Bertram N.Brockhouse,Clifford G.Shull 1989-Norman F.Ramsey,Hans G.Dehmelt,Wolfgang Paul 1988-Leon M.Lederman,Melvi
8、n Schwartz,Jack Steinberger 1986-Ernst Ruska,Gerd Binnig,Heinrich Rohrer 1981-Nicolaas Bloembergen,Arthur L.Schawlow,Kai M.Siegbahn 1978-Pyotr Kapitsa,Arno Penzias,Robert Woodrow Wilson 1974-Martin Ryle,Antony Hewish 1971-Dennis Gabor 1966-Alfred Kastler 1964-Charles H.Townes,Nicolay G.Basov,Aleksan
9、dr M.Prokhorov 1961-Robert Hofstadter,Rudolf Mssbauer 1955-Willis E.Lamb,Polykarp Kusch 1953-Frits Zernike 1950-Cecil Powell 1944-Isidor Isaac Rabi,1937-Clinton Davisson,George Paget Thomson 1936-Victor F.Hess,Carl D.Anderson 1930-Sir Venkata Raman 1929-Louis de Broglie 1927-Arthur H.Compton,C.T.R.W
10、ilson 1924-Manne Siegbahn 1923-Robert A.Millikan 1922-Niels Bohr 1921-Albert Einstein 1919-Johannes Stark 1918-Max Planck 1917-Charles Glover Barkla 1915-William Bragg,Lawrence Bragg 1914-Max von Laue 1912-Gustaf Daln 1911-Wilhelm Wien 1908-Gabriel Lippmann 1907-Albert A.Michelson 1902-Hendrik A.Lor
11、entz,Pieter Zeeman 1901-Wilhelm Conrad Rntgen,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（2006）,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,能源,材料,微电子,生物工程,医疗,环境保护,遥感,计量,通
12、信,印刷,核技术,生态环境,防灾,农业,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,“Were moving from an electronic world to an optical world”“The only technology that can solve the bandwidth problem is photonics.”,美国“今日物理”专题文章，2001,“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”,中国“科学时报”(2001/4/27)全文翻译“科学美国人”专题文章“光的胜利”,光刻机：微电子产业的“心脏”,IC
13、 尺寸,光刻波长,光通信：重要的IT产业领域,0.8nm 4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”,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,内窥镜,激光手术刀,Laser Assisted In-Situ Keratomileusis,先进制造：原位精密测量,激光加工：切割 焊接,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,“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
14、“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,嫦娥一号工程,2007年10月24日18时05分 发射,11月7日正式进入工作轨道,嫦娥一号携带的科学仪器,2007年11月26日,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,美国光科技产业结构,2002年500亿美元,3、光学工程学科发展的新机遇国家工程的实施,极紫外光刻光学系统,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,西安工业大学的光学工程
15、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,主要研究方向：Plasma and thin film technologyOptical fabrication and metrologyMicro-optoelectronic systems,2011/09/29,44,微光学元件制造与应用,Plasma and Thin Film Technology,Ion beam assisted evaporationMagnetron sputteringIon beam sputteringFiltere
16、d arc plasma depositionPlasma enhanced CVD_ for optics,2011/09/29,45,微光学元件制造与应用,Optical Fabrication and Metrology,Super-smooth opticsMRF,IBF,PACEMicro-opticsMolding,Etching MetrologyPSI,WLI,MTF,Confocal,Laser damage,ultra-low losses,spectroscopic,ellipsometric,nano-indention,2011/09/29,46,微光学元件制造与应用
17、,Micro-Optoelectronic Systems,MOEMSUncooled focal plane IR detector,Optical read-out IR detectorIR imaging systems,Binary optics and systemsMicromachiningICP-DRIE,IBE，Micro-bumping,Filp-chip,RTP，CVD,e-beam,magnetron，E-beam writing,UV Lithography,2011/09/29,47,微光学元件制造与应用,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,谢谢！,
