申藝杰,2019年獲得清華大學(xué)精密儀器系光學(xué)工程專業(yè)博士學(xué)位,2019年3月到6月期間受邀作為訪問學(xué)者于南非金山大學(xué)物理學(xué)院結(jié)構(gòu)光實(shí)驗(yàn)室(Andrew Forbes課題組)與南非CSIR國家激光中心進(jìn)行合作研究?,F(xiàn)為英國南安普頓大學(xué)高級(jí)研究員(Senior Research Fellow)瑪麗·居里學(xué)者研究員(Marie S.-Curie Research Fellow),博士生導(dǎo)師,于光電研究中心(Optoelectronics Research Centre,ORC)納米光學(xué)與超材料組(Nikolay I. Zheludev課題組)開展研究。當(dāng)前的研究領(lǐng)域?yàn)榻Y(jié)構(gòu)光操控,光學(xué)角動(dòng)量,量子糾纏,超快非線性光學(xué),納米光學(xué)與超材料。
申藝杰是2019年王大珩光學(xué)獎(jiǎng)獲得者,現(xiàn)為中國光學(xué)學(xué)會(huì)會(huì)員、中國力學(xué)學(xué)會(huì)會(huì)員、美國光學(xué)學(xué)會(huì)(OSA)特邀會(huì)員(系統(tǒng)與儀器組資深會(huì)員)、中國國家一級(jí)計(jì)算機(jī)制圖員。擔(dān)任Opt. Lett., Opt. Express, IEEE Photon. J., J. Opt.等多個(gè)國際學(xué)術(shù)期刊審稿人,英國皇家物理學(xué)會(huì)(IOP)J. Opt. 期刊學(xué)術(shù)顧問委員會(huì)成員。在國際學(xué)術(shù)會(huì)議及研究機(jī)構(gòu)做學(xué)術(shù)報(bào)告10余次,以第一作者及通訊作者在物理及光學(xué)領(lǐng)域知名期刊Light: Sci. & Appl., Optica, Phys. Rev. A, Opt. Lett., Opt. Express等發(fā)表學(xué)術(shù)論文40余篇并有超過五百次引用。
追尋 · 漫漫科研路
談及自己的科研之路,申藝杰感慨萬千。其中令他印象最深的是兩次專業(yè)方向上的“大轉(zhuǎn)彎”。申藝杰本科就讀于華南理工大學(xué)的機(jī)械工程自動(dòng)化專業(yè),后憑借優(yōu)異的成績保送到了清華大學(xué)精密儀器系激光與光子技術(shù)研究室。近些年來光學(xué)領(lǐng)域各種新發(fā)現(xiàn)的、奇異的光子性質(zhì)始終吸引著他,他也懷著對(duì)光學(xué)的滿腔熱愛,選擇了激光技術(shù)作為研究方向,一次從“機(jī)械”到“光學(xué)”領(lǐng)域的大轉(zhuǎn)彎。為了緊跟科學(xué)前沿、充分利用實(shí)驗(yàn)室優(yōu)勢,他結(jié)合自身的研究興趣,選擇研制具有各種特殊性能的新型激光器作為研究方向。
如果說這第一次“大轉(zhuǎn)彎”靠的是熱情,那么第二次靠的就是智慧了,因?yàn)檫@才是博士課題中一次的真正涅槃。經(jīng)過博士一年級(jí)基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)以及在實(shí)驗(yàn)室的磨練,與導(dǎo)師的商議討論后,申藝杰將博士研究課題正式確定為高功率飛秒激光技術(shù)。為了在實(shí)驗(yàn)指標(biāo)上完成新的突破,他瞄準(zhǔn)了一種新型的寬帶熒光晶體——Yb:CALGO。但當(dāng)他費(fèi)盡千辛萬苦終于拿到從德國采購到的晶體時(shí),國際上利用該晶體實(shí)現(xiàn)的一些新指標(biāo)已經(jīng)被搶先發(fā)表了出來。
申藝杰在清華大學(xué)精儀系激光室實(shí)驗(yàn)室
雖然想法被別人搶先驗(yàn)證和發(fā)表令申藝杰備受打擊,但他并沒有灰心。經(jīng)過持續(xù)調(diào)研和思考,申藝杰被另一個(gè)學(xué)術(shù)問題點(diǎn)亮了靈感。他發(fā)現(xiàn)高功率飛秒激光技術(shù)除了在時(shí)間上的脈沖問題備受關(guān)注,空間結(jié)構(gòu)光問題也是時(shí)下的熱點(diǎn)。特別是結(jié)合光子軌道角動(dòng)量的渦旋光束問題,該問題讓經(jīng)典光學(xué)與量子光學(xué)產(chǎn)生了聯(lián)系,具有極高的研究潛力。于是他果斷放棄原有的研究計(jì)劃,將研究方向從時(shí)間轉(zhuǎn)向空間,從脈沖結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)向渦旋結(jié)構(gòu)。壓抑不住內(nèi)心的激動(dòng),申藝杰抓緊每分每秒設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),功夫不負(fù)有心人,最終取得了成功。他首次實(shí)現(xiàn)了Yb:CALGO激光的渦旋光束,借助新晶體優(yōu)異的性能,將系統(tǒng)的軌道角動(dòng)量可調(diào)諧范圍比同類方案提高了一個(gè)量級(jí),并且使調(diào)諧方法和可控性都有了較大改良。這個(gè)重要的成果及其延伸工作很快被多份權(quán)威光學(xué)期刊陸續(xù)接收和發(fā)表,其中便包括發(fā)表在Nature旗下光學(xué)頂級(jí)期刊Light: Science & Applications的綜述文章。申藝杰的博士課題就這樣從飛秒激光轉(zhuǎn)變?yōu)闇u旋光束方向,完成了從時(shí)間向空間的華麗轉(zhuǎn)身。
在申藝杰的眼里,科研本身就可以看作一種興趣,是一個(gè)值得享受的過程?!拔沂乔迦A大學(xué)藝術(shù)團(tuán)的成員,沉浸在科研里就像享受音樂一樣。音樂與光學(xué)本身是有密切聯(lián)系和共通之處的,它們的載體——聲音和光,都是一種波動(dòng)現(xiàn)象?!泵慨?dāng)在實(shí)驗(yàn)室研究復(fù)雜激光器時(shí),申藝杰都感覺在譜寫一曲光學(xué)領(lǐng)域的華美樂章。能夠感受到這種藝術(shù)同科學(xué)間交互與美感,也是他專注科研并取得成功的良方。
申藝杰在清華軍樂隊(duì)
收獲 · 與精儀共成長
回首在精儀系學(xué)習(xí)生活的時(shí)光,在這里,申藝杰不僅收獲了豐富的知識(shí),也深刻地體會(huì)到了精益求精的精神。在申藝杰眼里,精儀系是提供機(jī)會(huì),讓他全面掌握光學(xué)、光電子以及量子等領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識(shí)的平臺(tái)。在這里,學(xué)習(xí)感興趣的研究方向使他充滿了熱情,同時(shí)也面對(duì)著很多的挑戰(zhàn)。