基本信息科研教学论文团队新闻加入我们科研漫谈
基本信息
丁卫强，男，汉族，1979年出生于河南省，哈尔滨工业大学物理系教授、博士生导师。2001年毕业于哈尔滨工业大学物理系应用物理专业，2006年获得哈尔滨工业大学理学博士学位。2013年获得哈工大第二批青年拔尖人才选聘计划资助，聘为理学院物理系教授、博士生导师。主要从事微结构光物理与技术研究，主要包括光力与光微操控，人工光学超构材料，光子晶体，量子光学以及微纳光子器件与技术等。在Nature Photonics, Phys. Rev. Lett., Light: Science & Application, Laser Photonics Rev., Phys. Rev. A, Appl. Phys. Lett. Opt. Express, Opt. Lett. and Nanophotonics 等期刊发表SCI论文70余篇（详情参见 Researchgate, Googlescholar, or ORCID）。

工作经历
时间工作经历
2006.7~2010.9哈尔滨工业大学物理系，讲师
2010.9~2013.12哈尔滨工业大学物理系，副教授
2011.1~2012.7新加坡国立大学，博士后（Prof. Qiu Cheng-Wei）
2014.1~至今哈尔滨工业大学物理系，教授，博士生导师
2015.1~至今 哈工大物理系先进光子学研究所，所长


科研项目
周期背景中的增强光力与光操控研究，国家自然科学基金面上项目（项目负责人），2019
基于非对称表面等离激元结构的动态可调彩色显示研究，国家自然科学基金青年基金（第2参与人），2018
无梯度光场中的光学牵引力研究，国家自然科学基金面上项目（项目负责人），2015光学微齿轮的光致旋转与传动研究，国家自然科学基金青年基金（第2参与人），2015
基于石墨烯的超薄光子功能器件原理研究，哈尔滨市青年后备人才计划（项目负责人），2014微光子结构中的光力学研究，哈工大青年拔尖人才选聘计划（项目负责人），2014光场牵引力的特性与应用研究，哈工大理学创新研究发展培育计划（项目负责人），2014基于异向介质的高密度光子互联结构研究，国家自然科学基金青年基金（项目负责人），2011微纳光子系统中高效信息传输原理，哈工大青年学者基础科研能力建设（项目负责人），2010微纳光束的控制、变换与耦合，国家自然科学基金面上项目（第2参与人），2009


科研获奖


微纳光学理论基础及加工方法，黑龙江省科学技术奖（自然），二等奖，2014，排名3/5 微纳光学材料组装与微纳结构中光的传输、辐射特性研究，黑龙江省科学技术奖（自然），二等奖，2011，排名5/5


社会服务
国家自然科学基金通讯评议人 国家博士后基金通信评议人美国光学协会优秀审稿人Advanced Mat., Nano Letters, Scientific Reports，New Journal of Physics，Applied Physics Letters，Optics Express，Optics Letters，Journal of Physics D, 等国内外30余期刊审稿人 美国光学协会（Optical Society of America, OSA），会员International Journal of Optics, guest editor


研究方向

---

1. 光力与光操控 2. 光学超构材料 3. 硅基光电子器件

---

1. 光场的力学效应研究光力的研究获得2018年诺贝尔物理学奖。

光不仅具有能量而且还具有动量，因此在光与物质相互作用过程中能够发生动量交换，进而表现出力学效应，即光力。过深入研究发现，光力通常有如下几种：（1）强度梯度力：该力是由于光强度在空间非均匀分布，即存在强度梯度，从而对其中所处物体而产生的光力。梯度光场通常是由一束激光通过高数值孔径汇聚而产生，是一种保守力。大家所熟知的光镊就是依靠强度梯度力而工作的。（2）位相梯度力：由于光束相位的空间非均匀性而产生的一种光力，通常需要涡旋光束来产生。（3）散射光力：在没有强度梯度和位相梯度时通常会表现出明显的散射力，也称辐射压，例如平面波照射物体，太阳光照射地球都会产生散射力；利用该力人们制造了太阳帆作为星际旅行的工具。（4）间接作用力：光在流体中传播时（例如空气、水等液体），由于光的热效应从而会导致对流现象，进而对其中的物体产生间接作用力。在一个光力过程中，这些不同性质的力都会存在，但通常只有一种力占主导地位，而忽略其他几种。

课题组在该领域的研究方向有如下几个：（1）光学牵引力的机理及应用：研究光照射物体时产生与光传播方向相反的散射力，即光学牵引力，而非同向的光学推力。研究该力的产生条件、变化规律、以及应用。（2）紧聚焦光束对物体的操控：研究紧聚焦光束中物体颗粒的操控、旋转、拉伸形变等微操控，以及光学微转子光学马达。（3）微纳光学谐振结构中的光机耦合及其应用：由于谐振效应，微纳光子结构中的光场很强，因而能够产生很强的光梯度力。当光谐振与微结构的机械谐振耦合时，能够产生很多奇特的量子效应。（4）特殊矢量光场中的光力效应：涡旋光束，贝塞尔光束等矢量光束对物体的力学效应。



2. 光学超构材料自然界中有很多非常有用的光学材料，使得我们能够制造各种的光学仪器。但这些材料对光传输特性的控制效率很低，且控制的机理也相对较少。而光学超材料（Optical Metamaterial）的提出为人们提供了一种人为设计光学材料的途径。所谓光学超材料，就是利于人工设计的，具有深亚波长（Deep-subwavelength）的结构单元，制造出的具有特定性质的光学材料，例如负折射率材料，光学完美隐身结构，。人们发现，这些超材料可以非常的薄，只是要一层就可以完成复杂的功能，基于此又提出了光学超表面（Metasurface）的概念。不论超材料还是超表面，其本质是用自然界存在的介质，在亚波长尺度上对其进行结构设计，因此都是新的结构，我们统称为“光学超结构”。

我们组对光学超结构主要从如下几个方面进行：（1） 利用尽可能简单的超薄金属纳米结构实现完美光吸收：利用金属的表面等离子激元共振及金属微结构行程的共振效应，研究如何讲入射的光波完美吸收。（2）利用单层石墨烯结构实现对光传输特性的有效控制：石墨烯也能像金属一样产生表面等离子波的传输。同时，石墨烯的有效介电常数还能随外界参数而人为调控，因此利于石墨烯可以有效的控制对光传输特性，从而实现特定的功能。



3. 硅基微纳光电子学利于硅材料制作光子器件具有很多优点，收到了非常多的关注和研究，并发展成为了硅基光子学，以及SOI微加工技术（Silicon-On-Insulator）。硅基光子器件可以和硅基集成电子器件的有机结合起来，对实现高效率的光电子通信、信息处理等极具价值。可参阅维基百科http://en.wikipedia.org/wiki/Silicon_photonics

本课题组在硅基微纳光子学方向的研究主要有以下几点：（1） 硅基微纳结构中的偏振控制：由于硅基光子结构的高折射率对比度，使得不同偏振态的传输特性差别很大，甚至某些结构只能传输一种偏振，比如slot波导结构。因此，不同偏振之间的转换是最基本的操作之一。那么，如何在极短的长度内，高效率的旋转偏振态是非常重要的。（2） 高品质因子光学谐振腔中的光学效应：利于微加工技术，可以制作品质因子非常高的光学微腔（~10^8甚至更高）。光场的强谐振导致光子与结构振动声子之间的强耦合，可以控制振子的量子态，实现低于量子噪声的测量等丰富的量子物理效应。

讲授课程
目前承担《计算光子学》、《现代光学前沿讲座》、《导波光学》、《微光学器件原理》。以前还承担过《光信息专业实验》，《几何光学与光学设计》，《大学物理》助课，《大学物理实验》，《现代光学测量》等课程。每上一门课，都像是打开了一扇窗户，透过窗户看到外面一个全新的世界。我非常喜欢上课，希望你能喜欢我的课，也非常欢迎多提宝贵意见(邮件、电话、QQ、微信、面谈均欢迎)。这里给出课程的概况以及讲义（持续更新），希望能帮到有需要的人。

计算光子学
课程类别：光学硕士生学位课

学时学分：32学时，2学分

开课时间：研一秋季学期

课程简介：介绍光子学中常用的几种数值模拟算法，包括传输矩阵方法（TMM），光束传播算法（BPM），有限元算法（FEM），以及时域有限差分算法（FDTD）。重点讲述各种算法的基本原理，并利用Matlab程序对每种算法的基本原理进行演示。课程结束时，要求学生能够利用一种算法，对自己科研中所遇到的问题进行数值模拟。同时，在利用商业软件进行光学结构模拟时，能够更加清楚模型及程序中每一项参数的物理含义，设置方法等等。

内容概要：

01： 课程绪论。介绍计算光子学的特点、发展历程和学习意义，介绍麦克斯韦方程组及相关的理论和基础准备（课件下载）。

02：一维传输矩阵方法。一维分层光学结构透射与反射谱的传输矩阵求解，及一维周期光子晶体的能带求解（课件下载）。

03：全偏振全角度全反射多层结构的分析与设计，能带图的解读，以及各项异性介质的传输矩阵算法（课件下载）。

04：标量标量光束传播方法。二维空间中的标量光束传播方法，控制方程的推导、差分离散、透明边界条件（课件下载）。

05：宽角度标量光束传播算法。利用Pade近似处理任意宽角的光束传播方法，并利用多步求解法处理高阶差分（课件下载）。

06：虚距离光束传播算法求解波导本征值和本征态，包括基模和高阶模；以及参考折射率的选择问题（课件下载）。

07：有限元方法的基本概念：泛函、变分、内积以及边值问题的概念，有限元方法求解问题的思路和过程（课件下载）。

08：一维有限元方法求解边值问题。线性单元的划分，单元泛函的求解，系统泛函的组合，以及求解实例（课件下载）。

09：二维有限元方法求解边值问题。得劳内三角网格剖分的概念、性质和基本方法，二维有限元方法的求解流程（课件下载）

10：高阶有限元算法。一维空间中的二阶和三阶有限元，二维空间中的高阶有限元方法，不同阶计算精度的比较（课件下载）

11：麦克斯韦方程组的时域有限差分离散。差分方案、具体离散形式，以及数值稳定性和数值色散分析（课件下载）

12：时域有限差分算法中的光源设置。软源、硬源、TFSF光源等设置原理、特点以及具体设置方法（课件下载）

13：时域有限差分算法中的吸收边界条件，单向波算符方法的特点，完美匹配层边界条件的原理及方法（课件下载）

14：色散介质的FDTD算法，包括卷积积分方法和辅助微分方程法，这部分内容公式推导多且繁琐（课件下载）

15：UPML吸收边界条件，边界条件的理论，与分裂场PML的关系，差分方法，以及PML的失效（课件下载）

16：频域有限差分算法基础。离散空间中算符以及函数的矩阵表示方法，边界条件与TF/SF光源设置方法（课件下载）

导波光学
课程类别：本科生选修课

学时学分：32学时，2学分

开课时间：大三春季学期

课程简介：波导是光学系统中最重要的结构之一，在学生培养中占据非常重要的地位和作用。本课程要求学生了解导波光学的发展历史及在现代科技中的重要作用。了解导波光学的研究对象、任务和基本研究方法。掌握与导波光学有关的基本物理现象、概念和术语。学会基本公式的推导，典型光波导的求解。其中包括三层平板介质波导、多层波导、金属表面等离激元波导、光子晶体波导以及光纤等等。掌握光波导的特性参数并了解其测试技术。为理解和研究光纤通信、光传感技术、光信息处理、光计算机、光波导器件等打下坚实的基础。

内容提要：

01：课程绪论，导波光学的基本研究内容，波导的基本结构，传输特点，发展历程以及应用实例；光场的电磁理论基础总结。

02：三层平板介质光波导的光线分析，色散方程的推导及每一项的物理含义，作图法求解及色散方程，模式的截止。

03：色散方程的数值求解，色散曲线的分析和解读：N~h曲线以及omega~beta曲线

04：三层平板介质光波导的电磁理论求解，本征模的基本性质，以及多模干涉仪与波导环形腔的耦合特性。

05：平板波导的转移矩阵分析方法及其应用：转移矩阵的推导，转移矩阵的基本性质，利用转移矩阵得到色散方程。

06：多层平板介质光波导的求解及其特性分析；耦合波导的微扰分析，奇模，偶模，以及狭缝光波导的特性。

07：波导结构的参数表征，波导-棱镜耦合系统的色散方程，泄露波导的复传播常数，衰减全反射光谱的求解与结构分析。

08：矩形光波导的特性分析，玛卡提里近似分析方法，以及有效折射率分析方法；两种方法的使用条件以及求解思路。

09：金属介质的光学特性的德鲁特模型，金属-介质交界面上的表面等离激元波，色散方程的推导与求解，模式特点。

10：表面等离激元的激发，克雷奇曼方法与奥托方法；金属薄膜参数的双波长表征方法。

11：长程表面等离激元的结构与特点，金属损耗的影响，长程表面等离激元的激发方法，单次扫描法测量金属膜厚与折射率。

12：非对称金属包层介质光波导结构的基本特性，传播与损耗特性的分析。

13：对称金属包层介质光波导结构的基本特性，TM0模与TM1模的基本特性，金属波导的直接耦合和激发。

14：光纤光波导的基本特性和应用，光纤与光缆的分类，行业标准，以及命名。

15：阶跃折射率光纤光波导模式的矢量分析，色散方程推导和求解，模式的截止条件。

16：阶跃折射率光纤光波导模式的标量分析，标量模式的命名方法及其与矢量模式的对应关系。

微光学器件原理
课程类别：本科生专业选修课

学时学分：32学时，2学分

开课时间：大四秋季学期

课程简介：随着微纳技术以及光机电集成化的迅猛发展，对光学器件也提出了越来越多的新要求，包括微型化、集成化、阵列化等等。本课程就是围绕该形势下的光学器件的工作原理展开。通过本课程的学习，使学生了解典型的微光学器件的工作原理，理论分析方法，优化设计方法，以及制备技术等。主要内容包括微光学器件的数值模拟算法（RCWA，FDTD），衍射光学原件，亚波长光学器件原理，平面光波导集成器件与系统等内容。

现代光学测量原理
课程类别：光电科学信息与工程专业，专业学位课

学时学分：32学时，2学分

开课时间：大二春季学期，（2014春1-8周）

课程简介：本课程是物理系光电信息科学与技术专业、应用物理学专业本科生的专业基础课。通过对现代光学测量的基本原理、方法和技术特点的讲授，使学生了解现代光学测量技术的发展历史、现状和趋势，掌握现代光学测量技术的基本原理，建立光学测量的基本概念，熟悉常用光电检测系统和仪器，具备进行现代光学测量系统分析和设计的能力。注重向学生介绍当前光学测量技术上的最新科研成果以及相关领域的发展态势，让学生对现代光学测量研究中的一些尖端课题有一个初步了解，并使现代光学测量技术的教学与其在高科技中的应用接轨。同时还要注重培养学生的创新意识和创新能力，促进学生在知识和能力等方面的全面提高和发展。

由于要完成一个高精度的、自动化的光学测量，需要一个复杂的系统，涉及到光、机、电，及其一体化。因此，该门课的一个主要特点是设计内容非常繁杂，物理光学（干涉、衍射、全息、激光多普勒、光栅光学等）、半导体物理（半导体光学、半导体探测器）、信号分析（条纹计数判向、滤波放大、外差探测等）、系统设计等等。

几何光学与光学设计
几何光学与光学设计


Selected publications
You can also find me on Researchgate, Googlescholar, or ORCID

Weiqiang Ding, Tongtong Zhu, Leiming Zhou, Chengwei Qiu, Photonic tractor beams: a review, Advanced Photonics 2, 024001 (2019)

Chuang Li, Elijah M Sampuli, Jie Song, Yan Xia and Weiqiang Ding*, One-step engineering many-atom NOON state, New J. Phys. 20, 093019 (2018)

Xuefeng Li, Rui Feng, Weiqiang Ding*, Nearly perfect polarization rotation in optical range based on all-dielectric metamaterials, J. Opt. 20, 105102, 2018

Chuang Li, Jie Song*, Yan Xia, Weiqiang Ding*, Measurement-induced multipartite entanglement for distant four-level atoms in Markovian and non-Markovian environments, Phys. Lett. A 382, 2044–2048, 2018.

Tongtong Zhu, Yongyin Cao, Lin Wang, Zhongquan Nie, Tun Cao, Fangkui Sun, Zehui Jiang, Manuel Nieto-Vesperinas, Yongmin Liu*, Cheng-Wei Qiu*, and Weiqiang Ding*, Self-induced backaction optical pulling force, Phys. Rev. Lett. 120, 123901, 2018. (哈工大新闻网)

Yong Geng, Jiubin Tan, Yongyin Cao, Yixuan Zhao, Zhengjun Liu, and Weiqiang Ding*, Giant and tunable optical torque for micro-motors by increased force arm and resonantly enhanced force, Scientific Reports 8, 2819, 2018.

Xuefeng Li, Rui Feng and Weiqiang Ding*, Extremely high contrast asymmetric transmission with linear tunability in chiral metamaterials, J. Phys. D: Appl. Phys 51, 2018

M. R. C. Mahdy, Md. Danesh, Tianhang Zhang, Weiqiang Ding*, Hamim Mahmud Rivy, Ariful Bari Chowdhury, and M. Q. Mehmood, Plasmonic Spherical Heterodimers: Reversal of Optical Binding Force Based on the Forced Breaking of Symmetry, Scientific Reports 8, 3164, 2018.

Chuang Li, Jie Song*, Yan Xia, and Weiqiang Ding*, Driving many distant atoms into high-fidelity steady state entanglement via Lyapunov control, Optics Express 26 (2), 951-962, 2018.

Lin Wang, Yongyin Cao, Tongtong Zhu, Rui Feng, Fangkui Sun, Weiqiang Ding*, Optical trapping of nanoparticles with tunable inter-distance using a multimode slot cavity, Optics Express 25 (24), 29761-8, 2017.

Tongtong Zhu, Andrey Novitsky, Yongyin Cao, M. R. C. Mahdy, Lin Wang, Fangkui Sun, Zehui Jiang, Weiqiang Ding*, Mode conversion enables optical pulling force in photonic crystal waveguides, Applied Physics Letters 111, 061105, 2017.

Haixia Da*, Lei Gao, Weiqiang Ding and Xiaohong Yan, Nonreciprocal Giant Magneto-Optic effects in Transition Metal Dichalcogenides without Magnetic Field, Journal of Physical Chemistry Letters 8, 3805-3812, 2017. (IF~9.4)

M. R. C. Mahdy, Tianhang Zhang, Md. Danesh, and Weiqiang Ding*, Substrate and Fano Resonance Effects on the Reversal of Optical Binding Force between Plasmonic Cube Dimers, Scientific Reports 7, 6938, 2017.

Sen Yang, Chuag Li, Tongming Liu, Haixia Da, Rui Feng, Donghua Tang, Fangkui Sun, Weiqiang Ding*, Simple and polarization independent Dammann grating based on all-dielectric nanorod array, J. Opt. 19, 095103, 2017.

Tongming Liu, Sen Yang, Donghua Tang, Haixia Da, Rui Feng, Tongtong Zhu, Fangkui Sun and Weiqiang Ding*, Polarization conversion based on an all-dielectric metasurface for optical fiber applications (Invited), J. Phys. D: Appl. Phys. 50, 334001, 2017 (Reported by the news and views website of https://jphysplus.iop.org)

Chuang Li, Sen Yang, Jie Song, Yan Xia, Weiqiang Ding*, Generation of long-living entanglement between two distant three-level atoms in non-Markovian environments References and links. Optics Express 25(10), 10961, 2017.

Andrey Novitsky*, Weiqiang Ding, Maoyan Wang, Dongliang Gao, Andrei V. Lavrinenko, Cheng-Wei Qiu: Pulling cylindrical particles using a soft-nonparaxial tractor beam. Scientific Reports 7(1), 652, 2017.

Haixia Da*, Weiqiang Ding, Xiaohong Yan: Magneto-optical manifestation of bilayer silicene. Applied Physics Letters 110 (14), 141105, 2017.

Dongliang Gao, Weiqiang Ding, Manue Nieto-Vesperinas, Xumin Ding, Mahdy Rahman, Tianhang Zhang, ChweeTeck Lim, Cheng-Wei Qiu*, Optical Manipulation from the Microscale to the Nanoscale: Fundamentals, Advances, and Prospects. Light: Science & Applications 6, e17039, 2017.（IF~14）

Zhongquan Nie, Han Lin, Xiaofei Liu, Aiping Zhai, Yanting Tian, Wenjie Wang, Dongyu Li, Weiqiang Ding, Xueru Zhang, Yinglin Song, Baohua Jia: Three-dimensional super-resolution longitudinal magnetization spot arrays. Light: Science & Applications 6, e17032, 2017.（IF~14）

M.R.C. Mahdy, M. Q. Mehmood, Weiqiang Ding, Tianhang Zhang, Zhi Ning Chen, Lorentz force and the optical pulling of multiple rayleigh particles outside the dielectric cylindrical waveguides. Ann. Phys. (Berlin) 529 (3), **, 2017.

Tongtong Zhu, M. Mahdy, Y. Cao, H. Lv, F. Sun, Z. Jiang, and W. Ding*, Optical pulling using evanescent mode in subwavelength channels, Optics Express 24, 18436-18444, 2016.

Y. Geng, T. Zhu, H. Lv, Y. Cao, F. Sun, and W. Ding*, Flexible optical manipulation of ring resonator by frequency detuning and double-port excitation, Optics Express 24(14), 15863-15871, 2016.

T. Cao, L. Mao, D. Gao, W. Ding, and C. Qiu, Fao resona Ge₂Sb₂Te₅ nanoparticles realize swtchable lateral optical foce, Nanoscale 8, 5657-56666, 2016.

Y. Cao, T. Zhu, H. Lv, and W. Ding*, Spin-controlld orbita motion in tightly focused high-order Laguerre-Gaussian beams, Optics Express 24, 3377-3384, 2016

Z. Nie, W. Ding, G. Shi, D. Li, X. Zhang, Y. Wang, and Y. Song, Achievement and steering of light-induced subwavelength longitudinal magnetization chain. Optics Express 23, 21296-21305, 2015.

R. Feng, J. Qiu, Y. Cao, L. Liu, W. Ding* and L. Chen, Wide-angle and polarization independent perfect absorber based on one-dimensional fabrication-tolerant stacked array. Optics Express 23, 21023-21031, 2015.

C. Qiu#, W. Ding# (# Equal contribution), M.R.C. Mahdy, D. Gao, T. Zhang, F. C. Cheong, A. Dogariu, Z. Wang and C. T. Lim. Photon momentum transfer in inhomogeneous dielectric mixtures and induced tractor beams. Light: Science & Applications 4, e278, 2015. （IF~14）

Z. Nie, W. Ding, D. Li, X. Zhang, Y. Wang, and Y. Song, Spherical and sub-wavelength longitudinal magnetization generated by 4π tightly focusing radially polarized vortex beams, Optics Express 23, 690-701, 2015.

R. Feng, J. Qiu, L. Liu, W. Ding* and L. Chen, Parallel LC circuit model for multi-band absorption and preliminary design of radiative cooling, Optics Express 22, A1713, 2014.

R. Feng, J. Qiu, Y. Cao, L. Liu, W. Ding*, and L. Chen, Omnidirectional and polarization insensitive nearly perfect absorber in one dimensional meta-structure, Appl. Phys. Lett. 105, 181102, 2014.

Y. Cao, W. Song, W. Ding*, F. Sun, and T. Zhu, Equilibrium orientations of oblate spheroidal particles in single tightly focused Gaussian beams, Optics Express 22, 18113, 2014.

C. Qiu, D. Palima, A. Novisky, D. Gao, W. Ding, S. Zhukovsky, and J. Gluckstad, Engineering light-matter interaction for emerging optical manipulation applications, Nanophotonics 3, 181-201, 2014.

G. Chen, L. Chen, W. Ding, R. Feng, K. Sun, Polarization Rotators in Add-Drop Filter Systems With Double-Ring Resonators, IEEE Phonton. Tech. Lett., 26, 976, 2014

C. Wan, K. Huang, T. Han, ESP Leong, W. Ding, L Zhang, T. S. Yeo, X. Yu, J. Teng, D. Y. Lei, S. A. Maier, S. Zhang, and C. Qiu, Three-dimensional light capsule enclosing perfect super-sized darkness iva anti-resolutions, Laser Photon. Rev., 8, 743-749, 2014

R. Feng, W. Ding*, L. Liu, L. Chen, J. Qiu, G. Chen, Dual-band infrared perfect absorber based on asymmetric T-shaped plasmonic array. Opt. Express 22, A335，2014

V. Kajorndejnukul#, W. Ding# (# Equal contribution), S. Sukhov, C.-W. Qiu, A. Dogariu, Linear momentum increase and negative optical forces at dielectric interface. Nature Photonics 7, 787 (2013). （IF~30）

Physics World: http://physicsworld.com/cws/article/news/2013/aug/13/tractor-beam-produced-with-unstructured-light

News of HIT: http://news.hit.edu.cn/articles/2013/09-10/**.htm

News of miit: http://www.miit.gov.cn/n**/n**/n**/n**/**.html

G. Chen, L. Chen, W. Ding*, F. Sun, R. Feng, Ultrashort slot polarization rotator with double paralleled nonlinear geometry slot crossings. Opt Lett 38, 1984 (2013).

G. Chen, L. Chen, W. Ding*, F. Sun, R. Feng, Ultra-short Silicon-On-Insulator (SOI) polarization rotator between a slot and a strip waveguide based on a nonlinear raised cosine flat-tip taper. Opt Express 21, 14888 (2013).

W. Ding, B. Luk@#%Yanchuk, C.-W. Qiu, Ultrahigh-contrast-ratio silicon Fano diode. Phys Rev A 85, 025806 (2012).

R. Su, D. Tang, W. Ding*, L. Chen, Z. Zhou, Efficient transmission of crossing dielectric slot waveguides. Opt Express 19, 4756 (2011).

K. Zhou, Z. Guo, W. Ding, S. Liu, Analysis on volume grating induced by femtosecond laser pulses. Opt Express 18, 13640 (2010).

W. Ding*, D. Tang, Y. Liu, L. Chen, X. Sun, Compact and low crosstalk waveguide crossing using impedance matched metamaterial. Appl Phys Lett 96, 111114 (2010).

W. Ding*, D. Tang, Y. Liu, L. Chen, X. Sun, Arbitrary waveguide bends using isotropic and homogeneous metamaterial. Appl Phys Lett 96, 041102 (2010).

Highlighted by Laserfoucsworld: http://www.laserfocusworld.com/articles/print/volume-46/issue-4/newsbreaks/simple-metamaterial.html

D. Tang, L. Chen, W. Ding*, Efficient beaming from photonic crystal waveguides via self-collimation effect. Appl Phys Lett 89, 131120 (2006).

Optics.org: http://optics.org/article/26425

中国电线电缆网报道http://www.cwc.net.cn/news/hynews/22846.html

中国通信网报道 http://www.c114.net/news/42/a55386.html

中国光通讯网报道 http://fiber.ofweek.com/2006-12/ART-210001-8**.html

哈工大新闻网报道 http://news.hit.edu.cn/articles/2006/12-12/**.htm




邀请报告
1. 中国物理学2014年秋季年会，地方组委会委员，2014，哈尔滨

2. “光场调控传输与控制及应用基础研讨会”，邀请报告，2014，长沙

3. 第六届全国青年光学学术论坛，邀请报告，2014，太原

4. International nanophotonics and nanoenergy（INPEC）,大会报告，2015，北京

5. 全国微纳光子学学术研讨会，邀请报告2016，青岛

6. International symposium on plasmonics and nanophtonics（ISPN2017）组委会委员；2017，大连

7. 纳米光子学与纳米能源国际会议组委会主席，2017，哈尔滨

8. International symposium on plasmonics and nanophtonics，邀请报告，2017，大连

9. 等离子激元与纳米光子学国际研讨会，邀请报告，2018，杭州

10. 第19届集成光学学术大会(OFCIO2018)，邀请报告，2018，长春

11. International Symposium on Advanced Optical Manufacturing and Testing Technologies 2018 (aomtt2018)，邀请报告，2018，成都

12.纳米光子学与纳米能源国际会议（INPEC2018），邀请报告，2018，韩国首尔

13.中国物理学秋季年会2018年，邀请报告，2018，大连

教材专著
1. 《光信息实验技术》，丁卫强、杨昆、张学如、陈历学，哈尔滨工业大学出版社，2010。



团队成员


课题组现有成员


孙芳魁，副教授；光电探测与器件

曹永印，讲 师；光力

冯 睿，讲 师；微纳光子学

朱彤彤，博士生；光力

李 闯，博士生；量子腔光力学

王 琳，博士生；光力

张亚琪，硕士生；微纳光子学

李 航，硕士生；光力

张燕霞，硕士生；光电子器件

姜思远，硕士生；量子腔光力学



毕业生

沈世豪，2018年硕士毕业

付泽宇，2018年硕士毕业

刘统明，2017年硕士毕业（优秀毕业生金奖）；微结构光学；华为深圳

杨 森，2017年硕士毕业（优秀毕业生银奖）；微结构光学；美国读博

李学峰，2017年本科毕业；微结构光学；新墨西哥州立大学读博

吕海屹，2016年硕士毕业；光力；中兴，西安

耿 勇，2016年本科毕业（优秀毕业论文奖）；光力；读博，哈工大精密仪器

任泽剑，2016年本科毕业；光力；读研，香港科技大学

付泽宇，2016年本科毕业；光力；读研，哈工大物理系

李博闻，2013年本科毕业；光力；香港科技大学，攻读博士

范明东，2013年本科毕业；微纳光学；英国，攻读博士

罗 军，2014年本科毕业；光场角动量及其对物体旋转特性

李 铁，2014年本科毕业；石墨烯对微纳光子结构传输特性的影响

高 健，2010年本科毕业；中科院物理所纳米粒子所与能源材料实验室博士，上海大学任教

课题组更早的毕业生

冯 睿，博士（哈工大优秀博士论文奖）；金属纳米表面结构中的光学超吸，新加坡国立大学博士后

汪业龙，博士；^%$不%^&**告()())(*&*^@诉##$%你^#

陈国强，博士；微纳光子结构与器件。新加坡国立大学博士后

曹永印，博士；现任职于哈尔滨工业大学物理系，讲师

任海翠，博士；清华大学，博士后

汤冬华，博士；现任职于东北林业大学物理系，讲师

李 立，博士；现任职于哈尔滨工程大学，教授

李文慧，博士；现任职于燕山大学，信息科学与工程学院，副教授

问 峰，硕士；西安交通大学博士，西安交通大学讲师

赖 凌，硕士；现任职于华为，南京

何煜涛，硕士；天津航空公司，飞行员

于长秋，硕士；现哈尔滨工业大学攻读博士，杭州电子科技大学

袁 沭，硕士；中国科学院云南天文台

胡 挺，硕士；中国电子科技集团公司第三十四研究所

刘 艳，本科；中国电子科技集团公司第三十四研究所

丁卫强，博士；哈工大物理系（导师：刘树田教授、陈历学教授）

新闻动态

新闻标题热烈祝贺光力获得2018年诺贝尔物理学奖

发表时间2018-10-02

光力，我们一直在努力！

北京时间10月2日下午5时52分，2018年诺贝尔物理学奖揭晓。获奖者为美国科学家阿瑟·阿什金（Arthur Ashkin）、法国科学家热拉尔·穆鲁（Gerard Mourou）和加拿大科学家唐娜·斯特里克兰（Donna Strickland）。获奖理由是表彰3人在激光物理学领域所作出的开创性发明。

阿瑟·阿什金已经96岁，是迄今年龄最大的获奖者。唐娜·斯特里克兰是55年来首次有女性获得诺贝尔物理学奖，从而将该奖项的女性获奖者增至3人。




新闻标题祝贺李闯论文在NJP发表

发表时间2018-09-17

New J. Phys. 20 (2018) 093019 One-step engineering many-atom NOON state 对于2N个4能级原子，用文中所提出的方法，能够一步制备到NOON态上。对任意N都是一步到位，与原子的个数无关！祝贺李闯。

We propose a one-step scheme for driving many atoms into a NOON state. In this scheme, two cavities are coupled to each other through the photon-hopping interaction and each cavity contains N four-level atoms. The 2N atoms are driven into a NOON state via a phase-shift which depends on the collective atomic excitations. Interestingly, the time of generating the NOON state is independent of the atom number, i.e., it is unchanged with the increasing of the atom number. Also, our scheme is insensitive to cavity decay and can effectively suppress atomic spontaneous emission.


新闻标题欢迎2018级研究生新生入学！

发表时间2018-09-01

欢迎张燕霞和姜思远同学！希望你们在课题组能健康成长和发展。得到充分的锻炼，增长足够的能力，取得出色的成绩。



新闻标题课题组前往韩国参加纳米光子学与纳米能源国际会议

发表时间2018-08-30

2018年纳米光子学与纳米能源国际会议在韩国梨花女子大学召开，课题组3个学生和1位教师前去参会，见到很多同行牛人，收获很大！


新闻标题祝贺王琳获得INPEC2018 Best Poster奖！

发表时间2018-08-29

祝贺王琳！希望再接再厉，取得更好的成果！


新闻标题李学锋的本科工作发表2篇论文

发表时间2018-08-20

经过学锋坚持不懈的努力，本科期间的工作都正式发表了。文章短小，但很有意思。希望看到学锋更多的大作发表，加油！

J. Opt. 20 (2018) 105102, Nearly perfect polarization rotation in optical range based on all-dielectric metamaterials

J. Phys. D: Appl. Phys. 51 (2018) Extremely high contrast asymmetric transmission with linear tunability in chiral metamaterials


新闻标题课题组参加杭州ISPN2018国际会议

发表时间2018-05-28

The international Symposium On Plasmonics and Nano-photonics (iSPN2018）于2018.5.25-27在杭州天元大厦举行。课题组做了1个邀请报告，1个口头报告，5个张贴报告。大家都收获很大，开阔了视野，建立了友谊，希望以后的合作有成绩。




新闻标题丁卫强获得哈工大立德树人先进导师荣誉称号

发表时间2018-05-15
是荣誉，更是激励，希望以后能做的更好。


新闻标题祝贺朱彤彤论文在PRL发表

发表时间2018-03-22

祝贺朱彤彤关于光力的论文在PRL正式发表。该工作利用周期光子晶格中的特殊自准直模式，实现了长距离光学牵引力。有趣的是此处的光学牵引是依靠强度梯度里实现的，而不是人们通常所认为的散射光力。论文分析了这一奇特效应的物理根源，发现自诱导反作用机制在过程中起主要作用。

详情参阅：Physical Review Letters 120, 123901 (2018) Self-Induced Backaction Optical Pulling Force

论文被哈工大新闻网站报道

工业和信息化部网站报道

新浪网站报道

百度网站报道


新闻标题祝贺耿勇论文在Sci. Rep.发表

发表时间2018-02-12

怎么才能产生一个较大的光力矩？用角动量光场有点儿out了，因为角动量光场与物体的耦合效率以及光场角动量本身的大小很有限。我们发现最佳方法是同时增加光力和光力臂！利用波导耦合的环形腔，其中光力能够共振增强，而光力矩与环腔的半径一致，因此用一个大环就能产生一个很大的光力矩。把这个光力矩传递给要操控的微马达结构即可实现高效的光致转动。这是耿勇同学的奇思妙想，研究结果发表在Scientific Reports杂志上。

详情参阅论文：Giant and tunable optical torque for micro-motors by increased force arm and resonantly enhanced force


新闻标题祝贺李闯论文被OE接受发表

发表时间2018-01-04

博士生李闯题为“Driving many distant atoms into high-fidelity steady state entanglement via Lyapunov control”的论文被Opt Exp正式接受发表。利用开放和封闭系统中的李雅普控制理论，在微腔-光纤-微腔结构中提出了一种产生远距离原子之间产生W态的新方法。利用李雅普控制，不仅能够加速演化过程减小演化时间，还能提高保真度。这是2018年第一篇，希望后续的工作也有好运。

详情参阅Vol. 26, Issue 2, pp. 951-962 (2018)

Driving many distant atoms into high-fidelity steady state entanglement via Lyapunov control


新闻标题祝贺王琳论文在OE发表

发表时间2017-11-11

祝贺王琳同学纳米光镊的论文被OE正式接受发表。该工作是对纳米光镊研究的一个极大拓展：在实现纳米光镊的同时，试图精确控制两个纳米体之间的距离。虽然距离的变化范围和控制精度还有待提高，毕竟有了一些初步进展

详情参阅：Optics Express 25(24), 29761-8 (2017)
Optical trapping of nanoparticles with tunable inter-distance using a multimode slot cavity


新闻标题欢迎硕士新生李航和张亚琪入学

发表时间2017-09-01

欢迎硕士生张亚琪、李航同学加入课题组。

希望你们有更出色的科研成果；

希望你们能在哈尔滨生活愉快；

希望你们能在课题组工作开心。


新闻标题2017年国际纳米光子学与纳米能源在哈工大召开

发表时间2017-08-25

2017年国际纳米光子学与纳米能源会议与8.21~8.25在哈尔滨工业大学成功举办。会议共邀请到英国、韩国、澳大利亚、香港及大陆100多位代表出席。作为会议承办方，我们衷心感谢各位国内外给位代表和专家对会议的大力支持，感谢安实校长出现开幕式并做精彩谢发言，感谢校领导、院领导和系领导以及各位老师和同学的大力支持和密切配合。



会议网址：www.inpec2017.com

工大新闻：http://today.hit.edu.cn/news/2017/08-23/**RL1.htm


新闻标题朱彤彤论文在APL发表

发表时间2017-07-28

在波导结构中，基于定向模式跃迁实现反向的光学操控及光学牵引力，这是一篇非常漂亮的工作。

全文链接： Mode conversion enables optical pulling force in photonic crystal waveguides


新闻标题祝贺冯睿博士获得青年科学基金资助

发表时间2017-08-20

冯睿青年基金《基于非对称表面等离激元结构的动态可调彩色显示研究》获得资助，首次申请就得高度评价。我们就是要用实力说话

祝冯睿以后取得更好成果！


新闻标题热烈欢迎优秀学子参加物理系夏令营

发表时间2017-07-19

今天下午在诚意楼与来自全国的优秀夏令营学子进行了简短的交流。进教室时确实被青春靓丽的“小黄人”震撼了一下。他们会成为物理系的未来和希望。



新闻标题刘统明和杨森分获得优秀硕士毕业生金奖银奖

发表时间2017-06-30

祝贺硕士毕业生刘统明获得金奖，去深圳华为工作；杨森获得银奖，出国继续深造。祝福在以后的工作学习中取得更好成绩。




新闻标题又是一年毕业时

发表时间2017-06-30

李学峰同学今天离校，将去美国继续求学，祝福在美国学求学一切顺利，取得更多更好的研究成果。硕士生刘统明和杨森也即将离校，祝福在以后岗位上取得更好的成绩。




新闻标题丁卫强参加物理系精彩一课竞赛并获一等奖

发表时间2017-06-11

参加这次讲课比赛，从头观摩到最后，收获颇多，学到了好几个绝招：）

看到一大波讲课巨牛的年轻教师正在成长，非常高兴。但是自己讲课水平还是太嫩了点，发挥有点儿失常。

详见新闻报道：http://today.hit.edu.cn/news/2017/06-12/**RL0.htm


新闻标题李闯的第一篇量子光学的论文

发表时间2017-06-01

在非马环境中两个远距离的三能级原子之间产生长寿命的纠缠，该方案中用到了Bell态测量、含时薛定谔方程方程求解，经典驱动场。这是课题组第一篇量子光学方向的论文！

详情参阅： Optics Express 25 (10) 10961

Generation of long-living entanglement between two distant three-level atoms in non-Markovian environments


新闻标题恭喜冯睿博士荣获哈工大第18届优秀博士学位论文

发表时间2016-11-1

恭喜，这是一个非常牛的荣誉！再接再厉，取得更大成绩。




新闻标题朱彤彤论文在Optics Express发表

发表时间2016-08-03

衰减波也能有用武之地，相当于我们用光波做了一个吸管儿，即光学吸管儿

详见：Optics Express 24, 18436 2016




新闻标题祝亲爱的同学们一路顺风

发表时间2016-07-18

祝亲爱的同学们以后的工作中取得更大的成绩：@吕海屹、@王琳、@耿咏、@付泽宇、@任泽剑




新闻标题祝贺耿勇获得百优本科毕业设计（论文）奖

发表时间2016-07-10

祝贺耿勇获得2016年哈尔滨工业大学百优本科毕业设计（论文）奖


新闻标题曹永印论文在Optics Express杂志发表

发表时间2016-02-20

自旋角动量控制的轨道转动特性。其实光场自旋-轨道耦合是非常普遍的：）

全文见：Spin-controlled orbital motion in tightly focused high-order Laguerre-Gaussian beams


新闻标题耿勇同学论文在Optics Express发表

发表时间2016-07-01

课题组第一篇由本科生发表的SCI论文。在传统的光学结构中引入光力的效应，光力就能反作用于结构，从而形成光控的光学结构。

全文参见网站 Flexible optical manipulation of ring resonator by frequency detuning and double-port excitation


新闻标题冯睿论文在Optics Express发表

发表时间2015-8-20

超表面结构用于完美光吸收是其结构复杂度以及加工精度要求是一个非常大的问题。本文提出了一种大容差、宽角度且偏振无关的一维完美吸收结构。注意：虽然是偏振无关的，但这是一个一维结构哦！

详情参加： Wide-angle and polarization independent perfect absorber based on one-dimensional fabrication tolerant stacked array


新闻标题课题组论文在Light Science & Applications 杂志发表

发表时间2015-2-20

论文阐明了非均匀介质中光场动量的形式及其与物体之间动量交换时的规律，从而从更本质的角度清晰解释了界面光学牵引力效应。

详情参见连接：Photon momentum transfer in inhomogeneous dielectric mixtures and induced tractor beams


新闻标题冯睿文章在Apllied Physics Letters杂志发表

发表时间2014-11-11

利用一维金属超表面结构，实现全方向全偏振的近完美吸收。这是一个非神奇的结果！

详情参阅：Omnidirectional and polarization insensitive nearly perfect absorber in one dimensional meta-structure


新闻标题冯睿2篇文章在Optics Express发表

发表时间2014-04-08

1. Dual-band infrared perfect absorber based on asymmetric T-shaped plasmonic array(引用34次）

利用非对称T-型结构，在一个结构单元内实现了两个不同频率的共振吸收，从而实现了双带完美光吸收。非常有价值的结果，论文引用次数也比较高。

2. Parallel LC circuit model for multi-band absorption and preliminary design of radiative cooling (引用27次）

利用金属超表面结构进行吸收特性分析的时候，通常会用到LC电路模型。那么在多带吸收结构中，每个LC模型之间是怎么样的关系呢？我们发展了多带吸收结构中的LC模型，并用来设计辐射冷却结构。非常有意义的结果。


新闻标题丁卫强论文被Nature Photonics接受发表

发表时间2014-04-01

哈工大校内新闻：http://news01.hit.edu.cn/articles/2013/09-09/**.htm

Physicsworld.com报道：http://physicsworld.com/cws/article/news/2013/aug/13/tractor-beam-produced-with-unstructured-light

论文详情参见 Nature Photonics 网站




招生信息

博士招生每年招收1~2名博士生，欢迎有志于科研的优秀学子加盟要求有光学、应用物理、纳米材料等相关专业的扎实基础，积极主动，对科研感兴趣，善于独立思考硕士招生课题组每年招收2~4名硕士生，欢迎加盟要求有一定基础，品德端正，踏实努力本科生进实验室课题组热烈欢迎光电信息专业成绩优秀的大二、大三学生进入实验室！可接纳2~4名本科生，随时欢迎，满员为止。交流访问生：课题组欢迎对科研感兴趣的国内外、校内外的、本科生和研究生，来课题组交流访问同时容纳2~3名交流访问生；随时欢迎，满员为止


从没来过哈尔滨的朋友，先看这里

问：“哈工大”到底是那个学校的简称啊？答：“哈工大”是哈尔滨工业大学的简称。

哈尔滨有很多所高校，例如“哈尔滨工程大学”，通常简称为哈工程；哈尔滨理工大学，简称为哈理工。



问：哈尔滨冬天那么冷，怎么过啊？答：正常过啊！虽然室外气温很低，但这边所有的房子都有暖气，室内温度都在20度以上，甚至更高，所以室内通常是穿单衣，偶尔还有吃雪糕降温。从室内穿外衣去室外，很长时间都感觉不到冷的，除非在室外的时间太长（2个小时以上），衣服“冻透”之后，才感觉到冷。而通常，此时你已经又进入了室内，所以，永远感觉不到冷。

穿衣方面，和中原地区的冬天穿的衣服一样多，甚至更少。出行方面，所有车辆都正常行驶，室外运动和走路不受影响。因为下雪时各种推土机、 挖掘机和大卡车会连夜工作，清扫主干道上的积雪，场面壮观极了。 哈尔滨冬天还有非常有特色的雪地运动，有美丽的雪景，冰灯观赏。总之，哈尔滨冬天要比你想象中的舒适N倍。

所以，南方的同学不要怕，来了你一定会喜欢这里的学习和生活。





科研心经
科研像是一场奇妙的旅行，你不知道路上是否顺利，也不知道什么时候能到达；甚至都不知道能否能到达目的地... ...，但你一定会在途中看到不一样的风景，遇见很多有缘分的小伙伴，还能遇见更好的自己......

新手科研ABC
研究生不仅要完成规定学分的课程，还必须完成一定的科研工作才能毕业。课程学习大家都是老手，但科研对大家是新手。新手怎么开始科研生涯？下面是本人一些粗浅的看法，与大家交流。

1. 科研的特点

科研是推动科学发展和实现技术突破的主要途径，高校的第一要务-人才培养-也须借助科研实践才能真正完成。科研已经成为评价一个国家、一个研究单位、一位高校教师的核心指标，也是评价一位研究生的重要指标。因此，怎么强调科研的重要性都不为过。

科研的本质是获得新知识（新理论、新方法、新技术、新应用等等此处都统称为新知识）,并以此推动人类社会和文明的进步。也就说科研关注的是知识增量。因此科研的一个基本特征是：做前人没做过的，没做成的，做标新立异的事儿。与此伴生的是科研中允许失败，无论多少次失败只要最后一次成功了，整个科研活动就是成功的(happy)。

所以，科研过程中要经常问一问自己‘这个工作的创新性在哪儿？’。大凡能够简洁清晰说出创新之处的就是一个好的科研工作，否则需要搜肠刮肚啰里啰嗦才能凑出创新点的就不是优秀的科研工作。

虽然科研强调的是创造新知识，但科研离不开“旧知识”。首先新知识不是凭空产生的，而是基于已有的知识。所以我们关注创新的同时必须加强对已有知识和方法的学习，否则创新就无从谈起。需要注意的是，知识的学习和创新遵从不同的规律。其次我们在谈到创新时，必定是在一个特定的知识背景下去谈的。如果对已有知识了解不清，就没有能力分辨科研成果的重要性，从而有可能忽略掉重要创新结果，或者相反。

2. 新手入门

相信每一个研究生都曾经有一个美好的梦想，那就是发一堆牛论文。研究生处于从知识学习向知识创造的转变阶段，顺利渡过这个转变阶段发牛文章就不困难。那么怎么才能入门呢，下面是几个关键环节。

首先是选课题。研究生阶段的课题通常来自导师的指定，这是导师最关键的职责之一。当然自己选感兴趣课题更好。选择一个课题就相当于选择了一个科研道路，因此非常重要。这个选题最好不要太宽（比如只给一个大的研究领域），否则面对浩瀚的文献资料，学生无从下手，没法操作。这样做最大的害处是让新手产生挫败感，严重打击科研兴趣和积极性。

其次是文献学习。定下课题后就是围绕课题进行文献调研。这是掌握研究现状和学习最新研究成果的过程。在此过程中，需要掌握课题方向的基本理论和方法，掌握数值模拟软件的使用，和基本的实验技能。一个很好的做法是“重走经典之路”：选择一篇经典的论文，分析论文的创新性在哪里，推导其中的理论公式，数值模拟文中的结果，分析论文的写作方法和技巧。这样反复几篇文献之后就基本能掌握科研的主要环节。

读文献是这个过程最要的工作之一。读文献要避免两个极端：其一是淹没在文献的海洋里。从网上我们可以轻松下载几百上千篇的文献，如果不加判断和思考的去读这些文献，是不可能读完的，过渡阅读甚至会影响自己的创新。其二是渴死在文献的沙漠里。即文献读的太少，读的太少就不能认清课题发展现状，也无法掌握基本的理论和分析工具。这样做无异于闭门造车，坐井观天。对于经典的文献，学习理论基础的文献，以及高质量的综述文献，要仔细推导公式并认真细致阅读。其他的文献我们可以略读，从标题、摘要、结论和图形中抓住其中关键点即可。

很多学生都喜欢问到底我该读多少文献才够？不同课题差别很大，真的没有统一要求。如果非要定一个数量的话，对于我们这个方向的硕士研究生，重复2篇文献，精度20篇文献，略读200篇文献，我认为是比较合理的。在这个过程中，非常重要的一点是要初步形成自己对课题的独立见解和判断，这是具备独立科研能力的基本要求。

再次是科研实战。利用所学的知识和方法解决所提出的问题，完成课题制定的目标。如果文献学习是演习的话，这个过程就是实战。一般情况下完成课题需要反复不断的实验、数值模拟、结果分析等一系列过程。然后围绕所得创新性结果撰写和发表论文。论文是最高层次的科研实践环节，全面考验作者对课题方向的宏观把握能力，对课题的独到见解和判断能力，交流表达能力，写作能力，而且还考验英语水平J。

通过以上三个步奏的实践，就完成了选题、调研、分析、学习、模拟、实验、撰写和发表论文的这些过程，走完这个全过程就算准入门了。加上‘准’是因为第一次实践通常是导师领着你走完这些过程的，而不是你独立完成的。所以此后还不能放松，需要新一轮的科研实践，更加独立的完成整个过程，才能成为一个合格的研究生。

3. 如何让科研更有意义

大家肯定听说过“垃圾论文”这个说法。这是说大家发表的很多论文都是没有任何意义和价值的垃圾。这是客观真实情况，并且短时间内不会消除。我们怎么让自己的科研更有价值呢？

首先要搞清楚怎么评价科研的好坏？我认为所创造的新知识对人们认识世界和改造世界有贡献就是好科研，即有价值的都是好科研。当然，价值有大小之分，科研也自然也有高下之别，有诺贝尔奖级别的，也有修修补补的。我们应当追求更大价值的科研，虽然小价值的科研有时在所难免，但不要主动去制造垃圾论文。

具体来讲，为了让自己的科研工作更有价值，要不停的问自己几个问题：我做的是什么研究方向？这个方向的研究前沿在哪里？这个方向的关键问题有哪些？这些问题解决到什么程度了？我的科研对这些前沿和关键点有多大贡献？我的科研能够解决那些核心技术？虽然这些问题未必能够准确回答出来，但要经常思考，以此来指引我们选择有价值得课题进行研究。否则我们的研究就会沦为为了研究而研究，而不是为了解决科学和技术问题而研究。

由此可见，选题是决定科研的关键。如果指定的题目就是非前沿非关键非重要的，可以预期你的科研成果意义就有限。当然这种课题并非毫无意义，因为这样的课题难度小，对于要入门的研究生练习比较适合，其学习意义还是不能否认的。那么有意义的课题从哪里来呢？（1）从导师那里来。导师通常都是站在科研前沿，对学科发展方向和关键问题有充分了解，能够指定有价值的课题；（2）从实践中来。在很多实际生产生活以及工程应用中，会遇到一些难题，这些难题都是高质量有重要意义的课题；（3）从自己的判断中来。当你阅读大量文献、参加很多会议、和很多人交流讨论之后，你对学科发展现状和发展方向就有了全面了解和自己的判断，此时你就能找到有价值的课题。要根据价值，而不是难易程度，来选择课题。

所以，价值是科研的生命线。对认识世界和改造世界的贡献越大就越有意义，对社会经济、文明进步、国家需求等帮助越大就越有意义。

4. 影响因素

虽然大家研究生入学时都有做最好科研的初心，但毕业之时大家的科研成绩却千差万别，那么什么因素决定了一个人的科研成绩呢？我认为以下几点比较关键：

（1）学生的性格和付出。如果你懒散、拖延、不思进取、不求上进、不愿付出，可以肯定你不会有出色的科研成果。科研是重脑力劳动，要经常突破自己认知上的舒适区，不断接受新知识，积极进取的性格和不断的付出是必不可少的。对导师安排的任务，总是一拖再拖，最后还是对付交差，这样怎么能攻克难题？与此相反，如果你有积极进取的心态，扎扎实实学习新知识，读文献，做模拟，做实验，写论文，必定会有出色的科研成果。因此，当你埋怨科研成绩不好时，请先想一下你的时间和精力花在哪里了。

（2）导师的水平和态度。作为科研的领路人，导师的水平和态度对研究生的成长有重要影响。如果导师对科研有深刻的认识和理解，对研究前沿和关键问题有独到的理解，并且愿意将自己所学耐心传授于学生，那么学生就能站在很高的起点上。对于一个勤奋的学生，在入门的时候给定合适的题目，在遇到困难是能给出有价值的建议，在迷茫时能指点迷津，这样肯定会有优异的科研成绩。相反，如果导师水平凹，并且总是提一些外行又无脑的要求，那么突出的科研成绩只能是奢望。

（3）外界要求和压力。对于大部分人而言，合理的外部压力和要求能产生正面的影响。如果所有的大学课程都不考试，我相信你的学习效果肯定会变差，如果学校和导师对研究生毕业不做任何要求，我相信研究生培养质量肯定会大幅度下降。如果导师对你非常严厉，你总有一天会感激导师，因为高标准严要求能激发出你的潜力，让你有更大的收获，更好的成长。舒舒服服的，刷着手机看着电视剧度过研究生阶段，会成为你一生最大的遗憾，甚至奠定你平庸的人生。辛辛苦苦的，高标准严要求下度过研究生阶段，会成为你一生最宝贵的财富。所以，科研和其他所有工作一样：不逼一下，你都不知道自己有多优秀！

5. 小结

希望通过师生的共同努力，大家都能打好基础，练好本领，做出自己满意的成绩。

做学术，大牛给年轻学者的11条军规（转载）
摘录自 https://mp.weixin.qq.com/s/kWBRt389tPZZUoQ5ycPv1g

Michael Stryker 是UCSF 桑德勒神经病学中心的一位大牛教授，在一次午餐会上，他给年轻的学者分享了成为学术大牛的11条军规。这其中有些观点虽然与世俗不同，但却字字珠玑，句句箴言。其实这些“军规”体现了“效率优先”原则，对年轻人的生存及成长极有帮助。希望有心的年轻学者和学生谨记并严格执行。

1. 牢牢记住：对你的未来最重要的事是你发表的文章。Remember that the most important thing to your future is the papers you publish.


2. 按下面这个原则来评估所有出差行程——这是否比花同样的时间在一个新实验或新文章上更有价值？

Evaluate all travel in the following terms: is this going to be more valuable than spending the same amount of time on a new experiment or new paper?A lot of young people, particularly young women, get invited to fun places. It seems like an honor, and it is seductive, and people away always seem to appreciate you more that do your local colleagues. But a 3-day trip takes a lot out of you, and if it delays a paper by a week it is almost never worth it. No one will remember which trips you took in 5 years time. A few (2 or 3 per year) invited seminars to important meetings or good places is all you need on your CV for promotion

Some travel can be really useful, however, when you learn new things that are useful to your research long before they are published, so the decision of whether to accept an invitation is often not clear.But the decision in your early years should always be on the most selfish basis, of the benefit to your research careers and can afford to slough off sometimes.

You can be envious of all the fun that senior people take, but they are at different points in their careers and can afford to slough off sometimes.

很多年轻人，特别是年轻女性，受邀去各种好玩的地方。这看上去很荣耀，也十分诱人，外面的人也总是比你的同事们更欣赏你。但是为期3天的旅程会占用你的时间，要是这耽误了写文章就完全不值当了。没人会记得你在5年里去过什么地方。在推荐自己的简历上列出少数几次（2-3次/年）重要会议的获邀报告就足够了。

然而，某些行程可能确实有用，你能在那里掌握对你的研究有启发且远早于被发表的时间点的新信息，所以是否接受一次邀请通常难以决定。但是，在你研究生涯早期的决定都应该总是基于“最自私”的出发点——是否有益于你的研究。

你可以羡慕那些资深人士参加的有趣行程，但是他们处于自身工作的不同时间节点，而且有时候经得起把工作放弃的代价。

3. 虽然发一些小文章不是一个好策略，但任何时候，当你有一个真正的发现，都要频繁地去发表文章。While the least publishable unit is a poor strategy, publish frequently, whenever you make a real discovery.

Don@#%t wait for the Nature, Science or Cell paper. Give those places a shot, if you like, but it is much more important for you (and better for your students) to publish good, sound work. Too many assistant professors are self-destructive in waiting to publish a magnum opus, and the longer you delay, the better it has to be just if the delay. It is a vicious circle.

不要为了 Nature、 Science 或 Cell 文章而等待。如果你愿意，也可以一试，但是对于你和学生来说，更重要的是能发表出好的、完整的文章。太多的助理教授为了等着发表一篇大作而耽误前程，而且折腾的时间越长，文章就需要更完美。这是个恶性循环。

4. 在课堂教学上下功夫，因为这也会在晋升时被重点评估，但你一定只能在此上面付出适度而不是大量的精力。当下课时学生们为你起立鼓掌，甚至当你看见这些年轻人的眼睛因你而闪亮时，教学会带给你迅速而强烈的回报。但科研工作中的回报来得更漫长更艰辛，所以不要沉迷于教学带来的甜头而忘了科研的重要性。

Putting real effort into classroom teaching since it is evaluated seriously at the time of promotion, but do only a modest amount of it very well, and not take on a large amount. Teaching can be immediately and intensely rewarding, when the class claps at the end or even stands up and claps, or even when you just see those bright young eyes light up. The rewards of your scientific work come slower and harder, so don@#%t get addicted to the candy of teaching and devote yourself to it at the expense of research.

5. 限制再限制参加行政或社会服务性工作。Be even more restrained at taking on service activities.

Ad-hoc@#%ing at a study section once only before tenure may be valuable in cluing you in to the bizarre criteria that can be used to evaluate your grant applications, but do not do more. Departmental and university service, and national service organizations (like reviewing for HHMI), should be done only in moderation at most one thing each, and only if it does not take much time. For much of the past 30 years there has seemed to be a conspiracy to destroy the careers than the young men would be appointed. These activities are worthwhile, and someone should do them, but let it be someone else. Your career depends on the research you do,not on whether the community though that you were a bright young man or woman who could be so useful to one of your communities.

在获评终身教授之前，在项目评审组里只待一次或许是值得的，这可能会让你掌握对评估你的基金申请有用的奇葩标准。只能适度参与院系、学校和全国性机构（如HHMI）的服务性工作，最多参与一项，且不能占用太多时间。在过去30年的大部分时间里，相比年轻男性，年轻女科学家更早在她们的工作中被指派参与Sloan、Searle、HHMI研究员评审委员会或高级别大学委员会等组织的服务性工作，这似乎是摧毁她们研究工作的陷阱。这些活动是有价值的， 需要有人去做，但让别人去做。你的职业生涯依靠的是你做的研究，并不是靠任何委员会觉得你是一个聪明有用的年轻人。

6. 评审稿件也是如此。少做一点这样的事情，不要害怕拒绝别人。Same for reviewing manuscripts. Do a small amount well,and have no fear about refusing.

7. 坦诚对待你的学生。Be honest with your student.

Do not keep them in your lab if you think that they can@#%t hack it or are more needy (personally or scientifically) than you have time to satisfy. My own biggest two regrets about students are people whom I took out of pity, because their original advisors left or had difficulties. They took 4 times as much of my energy as the other students, ad h huge amount of my lab@#%s money, and at the end there was little to show for it for either them or me.

Also, trust your instincts on dealing with laboratory personalities. An MCP almost destroyed the happy and productive laboratory environment. Fortunately, the women in the lab at the time were strong enough to take care of themselves without murdering him, and he soon finished up and left.I had followed my instincts, I would not have taken him on.

I have absolutely no regrets about the two students whom I kicked out of my lab. Though they were many tears at that time, both were grateful to me some years later.

如果你觉得某些学生不能容忍，或者你需要花更多时间才能满足他们个人或科学上的要求，就不要把他们留在你的实验室里。关于学生，我自己最后悔的两件事是出于同情心而收留了离开先前的导师或有其他困难的学生。我在他们身上花了相当于别的学生身上4倍的精力，以及一大笔实验室经费，但不管是对他们或是对我，到最后都成果甚微。

同时，要相信你在处理实验室人际关系上的直觉。一个大男子主义的人几乎曾毁掉我们实验室的快乐和高产氛围。所幸那时实验室里的女性足够强大，能控制好自己而没有试图“干掉”他，他很快也就结束研究离开了。如果我能遵从自己的直觉，就不会收这个人。

我完全不后悔把两个学生请出我的实验室。尽管他们当时声泪俱下，但多年以后两人都很感激我。

8. 在评估雇员时，要更坦诚。Be even more honest in evaluating your employees.

A great technician is a huge asset to lab (andI was blessed with one for many years), but do not let a technician or other employee someone get past a probation period without reconciling yourself to the likelihood that you will have them for life andnever be able toget someone better to replace them. Bad employees have difficulties getting another job and so they stay. It is very hard to dismiss them, and your department may not be willing to put in the effort.一位出色的技术员是实验室的财富（我很庆幸能与这样的一个人共事了很多年），但是如果你不能确信自己能与他们共事一辈子，以及再也找不到更好的人来取代他们，就不要让技术员或其他雇员通过试用期。不好的员工很难找到其他工作，所以他们会留下来。要解雇他们很难，而且你所在的院系可能也不会愿意付出努力帮忙。

9. 别让写文章变成一个陷阱。Don@#%t let paper writing become a trap.

Scientific manuscripts need note be literary creations. Their only necessary quality is clarity-concision and wit are purely optional. If it taking you and your student more than a week to write a paper after the figures are made, then reserve a couple of days to sit down with them in your office and write the paper together, line by line.It is a discipline that gets the manuscript done in less than a week, and in my experience, the product is usually very good. Sitting down like this is also a great time view primary data and at least sanity-check all the analyses with the person other than you who was involved the experiments. Passing papers back and forth between you and the student or postdoc can drag on forever with little or no benefit. All this stage of your career, getting published is the most important use of your time.

科学文章不是文学创作。它们唯一必要的品质是清晰，简洁和机智只是可选项。如果配图都已经准备好了，你和学生还要花不止一周的时间来写一篇文章，不如腾出几天在办公室里坐下来和学生一起逐字逐行来写这篇文章。在一周内写完文稿是一条铁律，以我的经验来看成品往往不错。这样坐在一起写文章，也能和参与实验的其他人一起评估最初的数据，至少完整检查一遍所有分析。

让文章在你和学生或博士后之间传来传去只会拖延时间，没有太大甚至没有任何好处。在你职业生涯的这一阶段，让文章得以发表，是你的时间最重要的用途。

10. 基金申请策略。Grant strategy

Doing something important rather than whoring after what you thing is the most fundable is what you should aim for.However, you may need to bootleg the thing that you think is the most important thing you want to do and get funding for something else that will keep your lab going along a related but better appreciated line. You can try a couple of times, but if something is poorly received, even if you know it is great, give up and propose something else.You can still do the poorly received thing, so long as you have some product at the end.

When a grant does not score high enough to be funded, talk to your Program Officer as soon as possible after the review.He or she can be your most helpful friend because they can tell you what the study section seemed really to care about. The SCR person is generally useless. When the review come back, it is generally best to remove portions of the application that reviewers do not like and to say that you will do everything that they suggest on the parts that they criticize but thought had merit. Often the review of the reviewer are really stupid, and you know better, but you have nothing to gain by arguing with them. You need the money from a successful grant application, and changing your proposal to make it most likely to be funded is the way to get it.You can still do something you want to do-These are grant, no contracts with deliverables. No one will ever care about (or probably even read) what you propose to do in detail; at renewal time they will only take note of published papers that convey your accomplishments.

在你的计划中，可能考虑做一些重要的事而不去考虑哪些事情最容易得到资助。然而，你可能要偷偷做你认为最重要最想做的事，而得到资助的往往是另外与之相关但是更吸引人能让你的实验室运作下去的事。

你可以多试几次，但即便你知道它是很好的主意，却很难被接受，放弃它并想点别的着。你仍然可以干很难被接受的事情，只要最终你能得到成果。

当一项基金申请没有被评到足够高的分数以获得资助，在评审意见回来后尽快与你们的项目官员交谈。他们会告诉你评审组的真实意图，此时他/她是你最有用的朋友。而CSR的人通常没什么用处。

评审意见回来以后，通常最好去掉评委们不喜欢的部分，并承诺你会做好他们有批判但认为还是有闪光的的部分。通常评委们的观点会很愚蠢，你懂得更多，但与之争吵你得不到任何好处。

你需要从一份成功的基金申请中获得经费，将你的想法修改到最可能被资助的状态是得到资助的最佳途径。你仍然可以做你想做的事，这是研究经费，不是合同交付。没有人会真正关心（甚至阅读过）你计划要做的具体内容，在再次评审的时间点，他们只会留意发表出去的能展现你的成绩的文章。

11. 尽可能多地待在实验室，别窝在办公室。Be in your lab and stay out of your office.

You were hired because you were good scientists.You may not a good manager. So do science with your own hands, and you will attract and inspire the best student. They will make your lab great.

你们被雇用是因为你们是优秀的科学家。你可能不是一个好的管理者。所以，用你的双手做科学，你会吸引并激励优秀的学生。他们会让你的实验室变得不凡。

研究生科研注意事项
研究生阶段是人生最宝贵的时光，是创造力最强的时期。怎么才能在最宝贵的时间做出最有价值的科研成绩呢。以下是几个注意事项（注意：不是指南只是注意事项:）供大家参考：

1. 科研有明显的阈值效应： 与激光器发光一样，外界输入的泵浦能量太小（在阈值以下）时，是没有激光输出的。科研也是，不要以为每天只用一点儿时间和精力也能积累出科研成果，那是不可能的！这样的话时间再长也只能产出噪声。每天的学习都远在阈值之上：高质量的学习、解决拦路的问题、推动课题有实质行进展，这样才会有高质量的激光输出。

2. 工作效率非常关键：如果只是形式上很努力，从早到晚也呆在实验室，也看文献，也做模拟，也做实验，但就是没有成果。此时要深刻反省一下，你的努力到底是真的还是假的？科研需要全身心的投入，深度的思考，系统的分析。漫无目的的游荡，或者只是机械的完成任务，而不深入系统的思考，不可能出好成绩。高效率工作能让你悄无声息、举重若轻地取得学习和生活上的成功。

3. 做一个有力的执行者：思维活跃，idea不断，讲起来滔滔不绝，但最后却成绩平平，甚至很差。这个时候就要想想自己完整做了什么工作？其实，蹦出个idea而不去论证和实施，甚至得到个粗略的结果，都是比较容易的事情。要把一个工作做完整，idea，模拟，实验，分析，写作，投稿，修改直到正式发表，不做完整就别停下，而不是浅尝辄止。很大程度上，是你的执行力强弱决定了你的科研成绩。

4. 生活不要太安逸：劳逸结合是应该大力提倡的，但不能只看重逸而忽略劳。如果你的研究生阶段的学习生活轻松惬意：早上睡到自然醒，到实验室又刷着手机看着新闻，中午再来两小时的午休，晚上还想娱乐一下。那么你距离被淘汰已经很近了，至少和卓越优秀无缘了。此时你必须提醒自己了，这样能做出突出的科研成绩吗？这样能赶得上科研的发展吗？这样毕业后能有好的工作吗？青春正确的使用方法是拿它来奋斗和拼搏，而不是轻易浪费和挥霍。

新年里给学生的两点建议【转发】
转发科学网王德华老师的博客，新年里给学生的两点建议，说的很中肯，值得思考。

新年伊始，万象更新。

人们在新年，都会说吉利的话，说祝愿的话。

我也是这么想的，也是这么做的。但在给学生们祝福的时候，又忍不住多说了几句。说出来了，就觉得说错了。估计学生们都讨厌透了。

新年第一天，就这么不讨人喜欢。自己做了点反思。也借机记录一下，日后看看今天的想法是否有道理。

我给学生们祝福的话：

“祝福各位新年新气象！不忘初心，砥砺前行！”

“幸福都是奋斗出来的！”

我又多嘴多说了两点。

第一点：

博士毕业或结束博士后的工作后，如果想继续从事科研工作，尽量到有条件的从事科研的单位去，到有科研氛围的单位去。这样有利于延续自己的科研工作。

我前一篇博文已经说过了，平台很重要，科研氛围也很重要。

没有科研条件，巧妇难为无米之炊。没有科研的氛围，一个致力于科研的年轻人会被看作怪物，不入流。

道理很简单，但是不少年轻人在真正面临找工作时，往往会为了一时的稳定，急于想找一个单位落脚，就会不再顾及这些很重要的事情了，尤其是在培养单位催促办手续，博士生求职遇到多次碰壁以后。

随着研究生数量的增多，找一份自己满意的工作会遇到越来越多的困难。

所以是继续寻找机会呢，还是匆匆签约，确实是很为难的事情。

往年有的毕业生在征求我的建议时，我也不能给出一个确定的答复，只能是模模糊糊，指东打西，说些不着调的空话，学生听得云里雾里的。我唠叨的那些空话就是建议学生尽量到学术声誉好的单位去，到适合自己的单位去，到能够发挥自己才华的单位去，到科研条件好的单位去，到有发展的单位去。

学生往往会苦笑。飞速发展的社会，对于现在的年轻人是很残酷的。看似很多的机会，到了跟前，就会发现那些机会突然都跑得无影无踪。

那么，已经到了科研条件和科研氛围都不理想的单位咋办呢？

我还是觉得尽量想办法坚持自己的科研工作，尽量不受周围环境的影响。可以从简单做起来，可以与自己毕业的实验室进行一些合作。只要思想上有这种意识，只要自己能够坚持，就会坚持下去的。战胜自己的心理很重要，很多时候就在“就这样吧”的心态中度过了。如果自己不坚持，事情就变得简单多了。大家怎么样，我就怎么样。结果确实也就那样了。

这也确实是违背自己的初衷了。不忘初心，看来真的很难很难。

第二点：

年轻时，一定要加倍努力，集中精力，踏下心来，把科研做好，尽量多做，多发表学术论文，做到在单位里不掉队，并且尽量向前赶，如果能进入或保持在前三分之一，就会有机会的。即使现在没有，以后也会有的。

在心理上千万不要有、也不能有坐等的思想，指望以后会有什么机会。如果在年轻的时候，不努力去做出点样子来，以后恐怕是没有多少机会的。机会往往是自己争取来的，而不是等来的。

读研究生期间是这样，走向社会工作更是这样。做到不掉队，尽力往前赶。

年轻人的潜力是很大的，精力也是旺盛的，创造力也是最好的，也是最有梦想和追求的年龄，要想做成一件事情是可能的，也是有基础的。但年轻阶段，也是很容易受到周围环境的影响，心理上也比较脆弱，很容易放弃。还有一点很重要的，年轻人正处在上有老下有小，工资待遇低，生活压力最大的年龄。但一个事实是，一个人最有才华的年龄并不是很长，应该尽量做到不去浪费。

所以，年轻人在生活（家庭）和事业之间，需要很多很多的调和，需要解决很多矛盾和冲突，这些都需要智慧，需要能力，更需要各方面的帮助和支持。

现实就是现实，没有想象得那么好，也没有想象得那么坏。

写到这里不想再写了。我觉得现在的两句话很不错：

不忘初心，砥砺前行。

幸福都是奋斗出来的。