申藝杰,2019年獲得清華大學精密儀器系光學工程專業博士學位,2019年3月到6月期間受邀作為訪問學者于南非金山大學物理學院結構光實驗室(Andrew Forbes課題組)與南非CSIR國家激光中心進行合作研究?,F為英國南安普頓大學高級研究員(Senior Research Fellow)瑪麗·居里學者研究員(Marie S.-Curie Research Fellow),博士生導師,于光電研究中心(Optoelectronics Research Centre,ORC)納米光學與超材料組(Nikolay I. Zheludev課題組)開展研究。當前的研究領域為結構光操控,光學角動量,量子糾纏,超快非線性光學,納米光學與超材料。
申藝杰是2019年王大珩光學獎獲得者,現為中國光學學會會員、中國力學學會會員、美國光學學會(OSA)特邀會員(系統與儀器組資深會員)、中國國家一級計算機制圖員。擔任Opt. Lett., Opt. Express, IEEE Photon. J., J. Opt.等多個國際學術期刊審稿人,英國皇家物理學會(IOP)J. Opt. 期刊學術顧問委員會成員。在國際學術會議及研究機構做學術報告10余次,以第一作者及通訊作者在物理及光學領域知名期刊Light: Sci. & Appl., Optica, Phys. Rev. A, Opt. Lett., Opt. Express等發表學術論文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方向上的“大轉彎”。申藝杰本科就讀于華南理工大學的機械工程自動化專業,后憑借優異的成績保送到了清華大學精密儀器系激光與光子技術研究室。近些年來光學領域各種新發現的、奇異的光子性質始終吸引著他,他也懷著對光學的滿腔熱愛,選擇了激光技術作為研究方向,一次從“機械”到“光學”領域的大轉彎。為了緊跟科學前沿、充分利用實驗室優勢,他結合自身的研究興趣,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“大轉彎”靠的是熱情,那么第二次靠的就是智慧了,因為這才是博士課題中一次的真正涅槃。經過博士一年級基礎知識的學習以及在實驗室的磨練,與導師的商議討論后,申藝杰將博士研究課題正式確定為高功率飛秒激光技術。為了在實驗指標上完成新的突破,他瞄準了一種新型的寬帶熒光晶體——Yb:CALGO。但當他費盡千辛萬苦終于拿到從德國采購到的晶體時,國際上利用該晶體實現的一些新指標已經被搶先發表了出來。
申藝杰在清華大學精儀系激光室實驗室
雖然想法被別人搶先驗證和發表令申藝杰備受打擊,但他并沒有灰心。經過持續調研和思考,申藝杰被另一個學術問題點亮了靈感。他發現高功率飛秒激光技術除了在時間上的脈沖問題備受關注,空間結構光問題也是時下的熱點。特別是結合光子軌道角動量的渦旋光束問題,該問題讓經典光學與量子光學產生了聯系,具有極高的研究潛力。于是他果斷放棄原有的研究計劃,將研究方向從時間轉向空間,從脈沖結構轉向渦旋結構。壓抑不住內心的激動,申藝杰抓緊每分每秒設計實驗,功夫不負有心人,最終取得了成功。他首次實現了Yb:CALGO激光的渦旋光束,借助新晶體優異的性能,將系統的軌道角動量可調諧范圍比同類方案提高了一個量級,并且使調諧方法和可控性都有了較大改良。這個重要的成果及其延伸工作很快被多份權威光學期刊陸續接收和發表,其中便包括發表在Nature旗下光學頂級期刊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變為渦旋光束方向,完成了從時間向空間的華麗轉身。
在申藝杰的眼里,科研本身就可以看作一種興趣,是一個值得享受的過程?!拔沂乔迦A大學藝術團的成員,沉浸在科研里就像享受音樂一樣。音樂與光學本身是有密切聯系和共通之處的,它們的載體——聲音和光,都是一種波動現象。”每當在實驗室研究復雜激光器時,申藝杰都感覺在譜寫一曲光學領域的華美樂章。能夠感受到這種藝術同科學間交互與美感,也是他專注科研并取得成功的良方。
申藝杰在清華軍樂隊
收獲 · 與精儀共成長
回首在精儀系學習生活的時光,在這里,申藝杰不僅收獲了豐富的知識,也深刻地體會到了精益求精的精神。在申藝杰眼里,精儀系是提供機會,讓他全面掌握光學、光電子以及量子等領域的基礎知識的平臺。在這里,學習感興趣的研究方向使他充滿了熱情,同時也面對著很多的挑戰。