周可雅

基本信息 科学研究 近期成果 生活杂谈 《大学物理》教学 新建主栏目 基本信息 名称 周可雅，男，汉族，1982年生。教授，博士生导师，教学拔尖人才。教育部高等学校大物教指委全国基础物理课程青年教师发展联盟秘书长，哈工大《大学物理》课程思政示范课程负责人，哈工大《大学物理》课程知识图谱建设负责人。2010年毕业于哈尔滨工业大学物理系光学专业获博士学位，2010.10～2013.09在韩国汉阳大学从事博士后研究，2017.12-2018.12到德国卡尔斯鲁厄理工学院访学。从事微纳光学和光场调控方面的理论和应用研究，当前感兴趣的研究方向：基于光学表面等离激元共振、光学超表面、光学中的PT对称、光学微腔、非线性光学、激光物理等相关的光子功能器件设计和光操控研究。 个人主页：https://orcid.org/0000-0001-6636-3339 联系电话：136-3361-1093 教育经历 名称 2000年-2004年，就读于哈尔滨工业大学理学院物理系，获学士学位，导师：刘树田教授 2004年-2010年，就读于哈尔滨工业大学理学院物理系光学专业, 获博士学位，导师：刘树田教授 工作经历 名称 2024年01月~至今 哈工大物理学院 教授（教学拔尖人才） 2019年03月~2024年01月 哈工大物理学院 副教授 2017年12月～2018年12月 德国卡尔斯鲁厄理工学院 访问学者，合作导师：Prof. Carsten Rockstuhl https://www.tfp.kit.edu/english/rockstuhl.php 2015年12月~2019年03月 哈工大物理系 副教授 2010年10月～2013年09月 韩国汉阳大学SNPL实验室 博士后，合作导师：Prof. Jung-Ho Lee 2010年11月～2015年12月 哈工大理学院物理系 讲师 科研项目 名称 “*** *** ***”，2022.10-2024.10，国家级纵向，项目骨干（序4） “*** *** ***”，2022.11-2024.11，国家级纵向，项目骨干（序4） “***设计技术”，2021.10-2024.10 ，国家级纵向，项目负责人 “*** *** ***”，2020.11-2022.11 ，国家级纵向，项目骨干（序2） “等离激元***分析”，2019.08-2023.07 ****课题，课题骨干（序2） “基于金属表面等离激元的太阳电池中热电子输运研究”，2016.07-2017.06 哈工大理学创新研究发展培育计划，项目负责人 “基于含参数光学变换的超分辨成像技术研究”，2016.01-2019.12 国家自然科学基金面上项目，序2 “高效陷光纳米结构太阳能电池光吸收特性理论研究”，2014.07-2015.06 哈工大理学创新研究发展培育计划—“探索项目”，项目负责人 “光束在PT对称光子晶格中的线性动力学特性”，2014.01-2016.12 国家自然科学基金青年项目，项目负责人 “基于PT对称光子晶格的光孤子全光开关”，2014.01-2015.12 中科院西安光机所瞬态光学与光子技术国家重点实验室开放基金，项目负责任人 “硅基纳米线薄膜太阳电池***”, 2010.11-2013.09 ***项目，参与 “飞秒涡旋光镊的应用基础研究”，2010.1-2012.12 国家自然科学基金青年项目，序2 教学&获奖情况 名称 主讲课程 本科生课程——《大学物理(1)》（牛顿力学、流体力学、相对论力学、振动与波、电磁学） 本科生课程——《大学物理(2)》（光学、热力学与统计物理学、量子力学） 研究生课程——《高等激光物理》（光与物质相互作用的半经典理论，激光的半经典理论） 获奖情况 全国高等学校物理基础课程青年教师教学竞赛（理论课）全国决赛 一等奖（最高奖，2023.08） 全国高等学校物理基础课程青年教师教学竞赛（理论课） 东北赛区 一等奖（最高奖，2023.07） 全国高等学校物理基础课程青年教师教学竞赛（理论课）黑龙江赛区 一等奖（最高奖，2023.06） 第六届 全国高校青年教师教学竞赛（全国决赛）三等奖（2023.04） 第三届 全国高校教师教学创新大赛（黑龙江赛区）一等奖（2023.04） 第二届 黑龙江省高校课程思政教学竞赛 特等奖（理科组第1名，2022.12） 第六届 黑龙江省高校青年教师教学竞赛 理科组 一等奖（理科组第1名，2022.08） 黑龙江省高等教育教学成果奖 二等奖（序6，2022.08） 哈尔滨工业大学 教学成果奖 一等奖（序6，2022.08） 教学案例获评A级，在教育部大学物理教指委立项（2022.08） 哈尔滨工业大学“卓越杯”青年教师教学竞赛理科组一等奖（第1名，2021.12） 第二届 哈工大课程思政教学竞赛一等奖（2021.07） 第二届 哈工大课程思政教学竞赛优秀教学设计案例奖（2021.07） 哈尔滨工业大学 第八届研究生课程青年教师教学基本功竞赛二等奖（2020.12） 哈尔滨工业大学“卓越杯”青年教师教学竞赛理科组二等奖（2020.07） 团队成员 名称 团队负责人： 刘树田 教授（博士生导师） 团队成员: 刘正君 教授（博士生导师） 林 杰 教授（博士生导师） 周可雅 副教授 （博士生导师） 合作导师： 张 岩 教授（首都师范大学） 郭忠义 教授（合肥工业大学） 刘建龙 教授（哈尔滨工程大学） 王继成 副教授（江南大学） 杨 兵 副教授（南方科技大学） 课题组在读博士研究生： 2023级：王伟、吴乔华、徐悦东* 2022级：邹圣瑛* 在读硕士研究生： 2023级：陈重言、李晓薇、隋云灏*、邵磊* 2022级：王俊、张田、葛磊*、刘金铭* 指导的本科生： 赵博超 研究领域 名称 Surface Plasmonic Optics - Surface plasmon polaritons, as the precise term would be, constitute an excitation where an electromagnetic field is coupled to the density oscillations of the conduction electrons in a metal. They share properties of the electromagnetic field as well as from the plasmon. Basically, localized and propagating surface plasmon polaritons can be distinguished. They are either sustained at isolated metallic nanostructures or at the extended interface between a metal and a dielectric, respectively. They allow to localize energy in spatial domains much smaller than the optical wavelength, they sustain huge electromagnetic fields, and they sustain a resonant response usually in a narrow frequency domain. They are the ideal means to mediate light between a macroscopic and a nanoscopic world. We focus on the microscopic quantum structure of plasmonic oscillations and the non-equilibrium electron distributions in optically drivenconfined systems. Through carefully designed nanostructures, it would find potential applications in precise control of light polarization, phase, spatial spectrum, chirality and so on. PT Symmetric Optics and Solitons - The PT-symmetric potentials in quantum mechanics are essentially complex potentials which however exhibit a purely real spectrum of energies, with the implication that their time-dependent eigenfunctions show no decay or growth. In an interesting turn of events, it was realized recently that there is a class of optical systems where dissipative solitons arise in continuous families. These systems consist of elements with gain and loss arranged in a particular symmetric way, The symmetry here can be interpreted as an optics equivalent of the PT (parity-time) symmetry in quantum mechanics. We focus on the intriguing interactions of light and PT-symmetric systems such as coupled waveguide arrays, optical lattices, resonant cavities and so on, as well as their potential applications in optical sensors, switchers, filters, iosolators. 已发表SCI论文列表 名称 J. B. Hao, T. Ma, Z. L. Ye, C. Chen, D. H. Yang, K. Y. Zhou, Y. Q. Wang, P. Jin and J. 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Zhou, Z. Y. Guo, A. A. Muhammad and S. T. Liu "Excitation of defect modes from the extended photonic band-gap structures of 1D photonic lattices." Chinese Physics B 19(1).(2010). K. Y. Zhou, Z. Y. Guo and S. T. Liu "Position dependent splitting of bound states in periodic photonic lattices." Journal of the Optical Society of America B-Optical Physics 27(5): 1099-1103.(2010). K. Y. Zhou, Z. Y. Guo and S. T. Liu "Rotary dynamics of solitons in radially periodic optical lattices." Chinese Optics Letters 8(8): 791-794.(2010). K. Y. Zhou, Z. Y. Guo, W. Q. Ding and S. T. Liu "Analysis on volume grating induced by femotosecond laser pulses." Optics Express 18(13): 13640-13646.(2010). Y. K. Wang, K. Y. Zhou, X. R. Zhang, K. Yang, Y. X. Wang, Y. L. Song and S. T. Liu "Discrete plasmonic Talbot effect in subwavelength metal waveguide arrays." Optics Letters 35(5): 685-687.(2010). Z. Y. Guo, J. Y. Jung, K. Y. Zhou, Y. J. Xiao, S. W. Jee, S. A. Moiz and J. H. Lee "Optical properties of silicon nanowires array fabricated by metal-assisted electroless etching." Next Generation (Nano) Photonic and Cell Technologies for Solar Energy Conversion 7772.(2010). 指导学生情况 名称 2023：王伟（硕士论文题目：基于介质超表面的中红外双波长聚焦透镜研究） 2023：张佳妍（硕士论文题目：基于非线性微环谐振腔的非互易光传输研究） 2023：陈重言（本科论文题目：一种基于无透镜衍射坐标变换方法的涡旋光OAM态分辨研究） 2022：刘琦（硕士论文题目：基于非守恒耦合光学微腔的异常散射和非互易光传输研究） 2022：夏宇杰（本科论文题目：基于时空调制非守恒耦合微环谐振器的非互易光传输） 2022：王辰云（本科论文题目：基于非守恒耦合微环谐振腔的磁光非互易光传输） 2021：刘霞（硕士论文题目：PT对称耦合谐振腔光波导中的布洛赫振荡） 2021：王一飞（本科论文题目：基于深度学习的目标多维信息重建算法与实现） 2021：吴博昌（本科论文题目：面向目标识别的光学样本集构建） 2020：张阳（本科论文题目：基于PT对称超材料的偏振调控） 2018：刘洵（硕士论文题目：一类基于Tamm Plasmon的热电子探测器光电特性研究） 2016：任泽剑（本科论文题目：电荷量对球形颗粒所受光辐射压力的影响） 2015：蔚停停（硕士论文题目：光孤子在PT对称晶格势垒中的动力学特性分析） 2014：孙海鹏（硕士论文题目：PT对称光学晶格中光孤子传输特性研究） 课题组历史成员 名称 已毕业博士研究生： 2023：王铁 纪宇(导师：刘树田) 2023：温秀 李语童 周旭阳(导师：刘正君) 2022：刘璐 祁鲁 2021：王东阳（郑州大学） 2020：尹少英（哈师大） 2020：李汶佳（哈工程） 2020：崔文学（延边大学） 2017：田莉莉（鲁东大学） 2016：吴晶晶（江南大学） 宋真真（南京信息工程大学） 2015： 邵珠峰（渤海大学） 郭凯（合肥工大） 刘伟（哈工大深圳） 刘欣（济南大学） 2012：孙琼阁（航天二院） 2011：王继成（江南大学） 王月媛（哈师大）廖庆红（南昌大学） 2010：刘建龙（哈工程） 周可雅（哈工大） 郭擎（中科院空天院） 2009：王艳花（中科院） 2008：郭忠义（合肥工大） 曾然（杭州电子科技大学） 2007： 林杰（哈工大仪器学院） 刘正君（哈工大仪器学院） 陈跃刚（贵州大学） Muhammad Ashfaq Ahmad（巴基斯坦） 2006：王衢（广东工业大学） 丁卫强（哈工大物理学院） 2005：叶佳声（首都师范大学）李文慧（燕山大学） 2005年之前：朱邦和（美国） 曲士良（哈工大） 已毕业硕士研究生： 2021级：王伟（本组读博） 张佳研（创鑫激光） 2020级：刘琦（青岛芯恩） 2019级：张正佳（硕博），王怡然(本组读博)，刘霞 2018级： 2017级：韩凝（本博），赵雪冬（硕博） 2016级：于英鹏，曹孟威，赵丽娟，周春宇 2015级: 刘洵（南京，环境监测），许学新（出国读博），李汶佳（本组读博） 2014级：穆晓，苗萍（专利审查协作河南中心） 2013级：蔚停停 高翊盛 杨晓波 2012级：孙海鹏 韩杰 2011级：焦美佳， 石振东，刘云龙 2010级：吴晶晶* 耿如刚 苏婉 2009级：刘欣* 邵见兴 罗军 2008级：陈德智 刘郑涛 张晓秋 周静怡 杨秀娟 2007级：魏墅一 张艳丽 马金鹏 2006级：郭俊 康冬鹏 2005级：孙琼阁* 王瑛琦* 王健 2004级：周可雅* 刘建龙* 郭擎* 王继成* 冉玲苓 高扬 李鹏 叶春玲 朱凯午 2003级：曾然* 郭忠义* 王娇 潘德毅 杨莉莉 2002级：陈跃刚* 王艳花* 林杰* 2001级以前：于力 韩权 杨明 米全林 张岩 （注：“*”为在本课题组继续攻读博士学位） 已毕业本科生： 2023：陈重言 2022：夏宇杰 王辰云 2021：吴博昌 王一飞 2020：张阳 2016：任泽剑 2015：蒋悦 许学新 刘洵 2014：徐梓航 …… 指导2022级本科大一年度项目获校一等奖 名称 经历了立项、探索、失败、寻找替代方案、项目合作、成果展示等多个有意义的环节，很赞！ 课题组2022级硕士研究生王俊的研究成果在Optics Express发表（2023.09.08） 名称 论文提出了一种基于传递矩阵的理论模型，用于定量解释微环谐振腔（MRR）与波导耦合结构中微孔反射单元对系统透射谱的影响。数值计算和FDTD模拟表明MRU的大小和位置可用于控制Fano谐振线形。 Jun Wang, Jie Lin, Peng Jin, Shutian Liu, Keya Zhou *. Fano resonance in a microring resonator with a micro-reflective unit. Optics Express, 2023, 31(19), 31587-31596 全国高等学校物理基础课程青年教师教学竞赛（理论课）全国一等奖 (2023.08) 名称 哈工大教师在2023年全国高等学校物理基础课程青年教师讲课比赛中获一等奖 2023 年全国高等学校物理基础课程青年教师讲课比赛在喀什大学举办 简谐运动 (2023 最后一次讲课比赛后记) 全国高等学校物理基础课程青年教师教学竞赛（东北赛区）一等奖 (2023.07) 名称 2023年07月01日，在刚刚结束的全国高等学校物理基础课程青年教师教学讲课比赛东北赛区赛中，本人有幸抽中了“爱因斯坦的光量子假说”这一教学节段并进行了教学展示。 在这一节中，着重介绍爱因斯坦对光的另一个认识，尤其是他提出的light quanta科学思想是非常有趣的，这种qunata只能够整个地被吸收或者放出，这不就是我们光子学的理论雏形吗？ 如何对光子/光波进行调控，一直是光学领域的科研前沿，很有趣的一堂课。幸哉~~ 课题组的研究工作在SPIE会议论文集发表（EI检索）（2023.04） 名称 论文设计了一种工作于长波红外波段的超构表面螺旋波带片（LWIR-MSZP），它能够将入射的线偏振光转换为角向偏振光束，并将后者聚焦到亚衍射尺度的光斑上。设计的LWIR-MSZP工作波长为10.6μm，口径480μm，数值孔径（NA）为0.8。焦斑附近的光场半高全宽（FWHM）和焦深（DOF）分别为0.6λ和2.24λ，聚焦效率为24.04%。 参考文献：Doi: 10.1117/12.2664742 第六届全国高校青年教师教学竞赛三等奖 （2023.04.25） 名称 2023年4月20日-24日，由中华全国总工会、教育部联合主办的第六届全国高校青年教师教学竞赛决赛在清华大学成功举办。青年教师教学竞赛是参与面最广、学科门类最全、组织规模最大的全国性高水平教学类竞赛，被纳入全国总工会“十四五”全国引领性劳动和技能竞赛。本届赛事由1800多所高校的近50万名青年教师参加了校（院）、市、省等多层级比拼，高校参赛率达到60%。1501所学校的8550名选手参加了省级选拔赛，最终，来自31个省（区、市）和新疆生产建设兵团121所学校的158名选手参加决赛。 黑龙江省第二届高等学校课程思政教学竞赛（本科赛道）特等奖 名称 http://jyt.hlj.gov.cn/article/index?id=15943 按照黑龙江省教育厅《关于开展黑龙江省第二届高等学校课程思政教学竞赛的通知》和《黑龙江省第二届高等学校课程思政教学竞赛实施方案》要求，我厅组织开展了黑龙江省第二届高等学校课程思政教学竞赛（本科赛道），经校赛遴选推荐、省赛专家审核评议，拟确定特等奖5人、一等奖10人、二等奖15人、三等奖20人，现将获奖名单予以公示，公示期为2022年12月28日至2023年1月1日。 公示期内，对结果有异议者，请函报我厅反映。以单位名义反映问题，须加盖本单位公章，提供联系人姓名及联系电话；以个人名义反映问题，须在书面材料上签署真实姓名、身份证号。逾期及匿名反映不予受理。 通讯地址：哈尔滨市南岗区红军街75号黑龙江省教育厅 高等教育处联系电话：0451-53623756 课题组参与的工作在Advanced Phonotics Nexus发表并作为封底论文 名称 本项工作基于鞍型相位和叠加原理，设计并制备了实现三波长高阶涡旋光场识别与解复用的超表面器件。并通过控制波长或偏振态实现了基于超表面的三位格雷码编码，进一步拓展了超表面器件的应用。 Dahai Yang, Jie Lin, Chen Chen, Chang Li, Junbo Hao, Baiying Lv, Keya Zhou, Yiqun Wang, Peng Jin. Multiwavelength high-order optical vortex detection and demultiplexing coding using a metasurface[J]. Advanced Photonics Nexus, 2022, 1(1): 016005 教学成果 成果名称 本人撰写的“位移电流 全电流定律”教学案例获教育部大学物理教指委立项 https://mp.weixin.qq.com/s/pt8hcCTtvV3TNT9I50GXog 教学成果 成果名称 指导大一年度项目获校级二等奖 大一的孩子们，连普通物理的《光学》都没有学习，但是能够利用软件把超表面基元的各种光学响应完成初步仿真，结果分析的有模有样，很赞！！ 祝福他们在今后学习和科研的道路上越走越远！！！ 黑龙江省青教赛理科组 第一名 名称 近日，由省总工会、省教育厅联合举办的“喜迎二十大 建功新时代”第六届黑龙江省高校青年教师教学竞赛在哈尔滨商业大学举行。我校选送4名教师参赛，荣获3项一等奖、1项二等奖；我校获得优秀组织奖。 环境学院教师王威获得工科组一等奖第一名，物理学院教师周可雅获得理科组一等奖第一名，经济与管理学院教师韩美妮获得文科组一等奖第三名，马克思主义学院教师张世昌获得思想政治课专项二等奖第一名。王威和周可雅将代表黑龙江省参加全国高校青年教师教学竞赛工科组和理科组比赛。 相关报道如下： https://mp.weixin.qq.com/s/dk3r7xmEWb5ZIMxv_sUSBg https://mp.weixin.qq.com/s/Zi7DYjFvlU9jSR66_gH60A https://mp.weixin.qq.com/s/0WnEcp-6fIEr8mlfinYRUQ https://mp.weixin.qq.com/s/WBMhsLMXghBH07rz455LTQ 课题组参与的研究成果被Optics Express接收（2021.10.15） 名称 快照式通道型偏振光谱成像仪是一种具有广泛应用前景的计算光学成像技术，该方法无需扫描即可实现实时的二维光谱和偏振成像。目前该技术的多维信息重建方法基于传统的傅里叶变换算法，存在通道串扰、分辨率下降、相位校准、耗时长等固有局限性。 为了克服这些缺点，在本文中我们引入了基于神经网络（NNs）来代替傅里叶变换的重构作用。通过专门设计的发生器建立了丰富的光谱和偏振数据集。所建立的神经网络可以通过最小化损耗函数有效地学习前向转换过程，从而实现包含光谱、偏振和空间信息的稳定输出。实验证明，该技术具有较高的光谱和偏振精度，证明了该技术的实用性和可靠性。 该论文的第一完成人是哈工大仪器学院博士研究生吕晓波，第三作者是哈工大物理学院2021届本科毕业生王一飞同学（已保送至哈工大仪器学院读研），通讯作者是哈工大仪器学院微纳光学课题组金鹏教授。 论文链接： https://www.osapublishing.org/oe/fulltext.cfm?uri=oe-29-22-35556&id=460553 课题组2020级硕士研究生刘琦的研究成果被Optics Letters接收 （2021.9.30） 名称 论文针对一种基于微环谐振腔的光学非守恒耦合特性进行了研究，提出了使用有源单元驱动微环谐振腔的非守恒耦合方案。基于该耦合机制有可能在微环谐振腔中实现奇异散射现象，即产生零损耗的光学共振超模。在满足指定参数条件下，该奇异散射可以通过调整有源单元的相位延迟实现操控。该成果在基于光学耦合微腔的片上光学信息处理方面有潜在应用价值。 论文链接： https://www.osapublishing.org/ol/fulltext.cfm?uri=ol-46-20-5284 课题组博士研究生韩凝的研究成果在Optics Express发表 （2021.9.29） 名称 论文针对光子旋电超材料中能带的拓扑性进行了研究。分析了带隙表面波在磁场作用下的拓扑保护性质，并从理论上证明了该带隙表面波相对于材料色散的传输鲁棒性。论文中提出的光子旋电材料能够通过设计“回旋超材料”和“磁等离子超材料”层叠结构实现。该研究成果在实现高耦合效率及多路复用表面态器件方面具有潜在的应用价值。 论文链接： https://www.osapublishing.org/oe/fulltext.cfm?uri=oe-29-21-33097 为什么研究微纳光学那么有趣？ 名称 物质世界与电磁场相互“通信”的方式是通过电荷和电流分布的非均匀性实现的。事实上，近年来光学和纳米光学的成功主要得益于纳米科学和材料科学的进步，这使得我们能够拥有许多新型电荷源和电流源，从而对光与物质的相互作用进行前所未有的操控。如果仅仅研究考虑麦克斯韦方程组的电磁相互作用，那么电动力学可能已经变成一门十分枯燥的学科。 纳米光学很好地结合了光学和纳米科学两个活跃的研究领域。通过光我们能够获悉周围世界的相关信息，而对光的操控则构成了许多典型光学应用的支柱，例如基于光纤的通信或光的收集与捕获。而纳米科学则处理原子尺度上物质的可控制造和操纵，它推动了数字革命并不可逆转地改变了我们的日常生活，例如计算机、手机等商业产品。光学与纳米科学的结合则有望将两个如此活跃的领域结合在一起，然而这并不是那么容易的。衍射极限表明：光并不能被压缩到尺寸小于波长的体积中，这个尺度往往在微米量级而不是纳米量级。 —— 摘选自Ulrich Hohenester, Nano and Quantum Optics, Springer Nature Switzerland (2020) “Apparently, the inhomogeneities of charge and current distributions ρ, J are the means of how the material world “communicates”with the electromagnetic fields. In fact, one of the main reasons why optics and nanooptics have seen such a tremendous boost in recent years is the progress in nano and material science. This has brought up numerous novel charge and current sources that allow for an unprecedented control of light–matter interaction. Was it just for the electromagnetic part ofMaxwell’s equations, the field of electrodynamics would have probably turned into a completely boring discipline by now.” “Nano optics combines the research areas of optics and nanoscience. Through light we acquire information about the world around us, and the controlled manipulation of light forms the backbone of numerous optics applications, such as fiber-based communication or light harvesting. Nanoscience, on the other hand, deals with the controlled manufacturing and manipulation of matter at the atomic scale, and has driven the digital revolution that has irrevocably shaped our everyday life, for instance, in the form of computers or mobile phones. A combination of these areas is expected to bring together the best of two worlds. Yet, optics and nanoscience don’t come together easily. The diffraction limit dictates that light cannot be squeezed into volumes with dimensions smaller than the wavelength, which are on the order of micrometers rather than nanometers.” —— cited from "Ulrich Hohenester, Nano and Quantum Optics, Springer Nature Switzerland (2020)" Yuri Kivshar院士谈科研（节选） 名称 Yuri Kivshar教授于2021年接受了Advanced Photonics的采访。在这个采访中，Yuri Kivshar教授分享了他的科研初衷和心路历程，以及对非线性光学、纳米光子学的独到见解。笔者相信这对于即将进入或已经开始研究生学习的同学们会有一些启发，因此分享如下。 原文参见： https://mp.weixin.qq.com/s/gacJdEQ6XvcbEOeAH8b1AQ Q1: 是什么激发了您对非线性物理学的兴趣？ A1: 我出生在乌克兰的第二大城市哈尔科夫市，本科就读于乌克兰哈尔科夫国立大学理论物理系，列夫·朗道（1908-1968）于1932-1937年间担任过该系的系主任。正是在此期间，朗道与自己的学生叶夫根尼·栗弗席兹（1915-1985）开始撰写《理论物理学教程》这套名著。叶夫根尼·栗弗席兹有个弟弟叫伊利亚·栗弗席兹（1917-1982），也是朗道的学生，在固体物理、金属的电子理论、无序体系和聚合物理论等方面做出了卓越贡献。我的博士生导师是苏联院士Arnold Kosevich（1928-2006），他是伊利亚·栗弗席兹的学生，有传闻说Kosevich是《理论物理学课程》第七卷《弹性理论》的主要撰写者。 我小时候喜欢数学，甚至考虑过当数学家。但当我发现真正的数学家必须证明定理时，就放弃了以数学为职业的想法。后来我发现物理更为有趣，因为物理学家研究的是真实的事物，其中理论物理学结合了数学和物理学，相比其他物理学科更能吸引我。从大学四年级开始，我便跟随Kosevich教授做研究。那时，他正在研究Frenkel-Kontorova模型，这是固体物理中最简单的晶体位错模型之一；这个模型可以进一步简化为Sine-Gordon方程，而Sine-Gordon方程具有孤子（soliton）解。而孤子是非线性偏微分方程的精确解析解，并且能够在实验中实现，它的种种性质让我十分着迷。 Q3: 您是如何在非线性光学领域从事孤子研究的？ A3: 固体物理是一个非常难的学科，在研究中需要考虑热效应、各种噪声、不同类型的多声子激发以及大量的统计数据，很难形成清晰而简洁的理论，需要依赖大量的近似和复杂的方程，并且往往很难在理论计算和实验测量之间建立直接的联系。这些繁杂的问题让我觉得很无趣，我想要研究一些更令人兴奋的题目。而光学则与之形成鲜明对比，几乎所有的光学现象都可以用麦克斯韦方程来描述；在描述非线性光学现象时，可以使用由麦克斯韦方程推导出的非线性薛定谔方程。非线性薛定谔方程非常强大，即使它的简化形式也能很好地描述众多复杂的非线性光学现象。 1989年，我遇到了几位来自莫斯科的学者，他们与（现为）俄罗斯科学院普通物理研究所的Evgeni Dianov（1937-2019）教授一起研究光纤光学。经过讨论后，我们意识到我在孤子上的工作可能有助于理解光纤中的某些非线性光学现象，因此我们开始着手研究由非线性薛定谔方程描述的光孤子的各种性质。我也由此进入了非线性光学这一领域。 Q5: 那么您如何选择一个新的研究领域？ A5: 我每次换到另一个领域似乎都源于一些看似偶然的事件。我非常幸运，在自己的职业生涯中总是能够遇到一些异常优秀的学者，与他们的讨论或多或少影响到我的研究方向。我在乌克兰哈尔科夫国立大学获得博士学位后，在低温物理研究所工作了两年。1989年，我离开苏联前往西班牙，然后作为洪堡学者又从西班牙移居到德国。后来，我接受澳大利亚国立大学Allan Snyder的邀请，与他一起工作。Snyder正在研究空间孤子。那时我已经对光纤中的光孤子有很多了解，这种光孤子属于时域脉冲孤子；当脉冲孤子太短时，需要考虑更为复杂的效应，例如受激拉曼散射和高阶色散等。但是空间孤子则更为简单，在Snyder的建议下，我开始转为研究空间孤子。不久，我将空间孤子研究扩展到了离散系统和光学晶格中。 自1993年以来，我就一直在澳大利亚国立大学任职。有一次美国衣阿华州立大学的Costas Soukoulis到澳大利亚访问，向我介绍了光子晶体这一领域。我立即意识到光子晶体中的非线性光学现象非常值得研究，并且我在离散系统上的研究经验让我比较容易进入到这一研究领域，就这样我转向了非线性光子晶体的研究。 关于我如何进入超材料这一研究领域，背后也有一个非常有趣的故事。我每年会去美国开几次学术会议。大约15年前，在美国物理学会组织的三月会议上，我再次遇到了Costas Soukoulis。他告诉我，有人声称材料的折射率可以为负值，但他不相信。他在会场走廊上抓住我，让我跟他一起去听了美国杜克大学David Smith有关负折射率和超材料的报告，这也是我第一次听说超材料。我很兴奋，开始将我的研究扩展到这个领域。我广泛的研究背景非常有助于我进入新的研究领域。 Q7: 您是如何开展关于连续谱中束缚态（Bound state in the continuum）这一题目的研究的？ A7: 这一成果确实是出乎意料的，这来自于一个有趣的实验：我们试图研究由超材料到光子晶体之间的过渡过程。这非常困难，需要测量许多不同尺度的光学结构。我们与俄罗斯ITMO大学的合作者使用非常简单的结构进行了实验。我们在水管中倒水，用50个水管排列出一个周期性的结构。水的介电常数很大，并且会随温度的变化在70到90之间改变。因此，我们可以通过加热水轻松地对水的介电常数进行调节。实验完成后我们将结果发表在了Nature Communications上。 这是一个非常有趣的实验，我们使用简单的实验结构实际上建造了一个巨大的宏观光子晶体。在实验过程中，我们提出了另外一个问题：如果只有一个水管会发生什么？单个水管的行为类似于高折射率谐振器。在不同的实验中，一个学生非常偶然地采用了不同的注水方式，这导致管子中的水位不同，结果发现所对应的散射图样变得完全不同。我们将所有测量绘制在色散曲线上，从而发现了强耦合的特征。 这就是我们发现连续谱中束缚状态的过程，很偶然，也很好玩。在2019年，我们在Advanced Photonics上发表了一篇高被引的理论文章Bound states in the continuum and Fano resonances in the strong mode coupling regime，后来在Science上发表了在光学波段的实验结果。 Q9: 超材料结构的设计和优化通常需要大量的计算工作。您如何设计这些结构以产生预期的结果？ A9: 我的兴趣基本上是基于谐振和耦合效应，通过深层物理学知识来理解和解释这些系统的特性。最近几年听说许多学者跨入机器学习和人工智能领域，但我不会使用这种设计和优化方法。机器学习是一种非常复杂的计算算法，我更依赖于物理直觉。从基础物理学知识出发，我们可以预测出许多数值计算后发现的结果。 Q11: 您是以理论家的身份开始的学术生涯，现在您的课题组既从事理论研究又从事实验工作。您是如何进行这种转换的？ A11: 在博士期间，我通过了朗道的理论物理学最低考试。在移居澳大利亚之前，我一直从事理论研究。当进入光子晶体领域时，我决定应该而且可以做一些实验研究。当然，术业有专攻，这必须要找到动手能力强的人。我有一个非常优秀的学生，Ilya Shadrivov，现在他已经是我所在大学的教授。他来自于俄罗斯，刚加入我的课题组攻读博士学位时，我分配给他的任务主要是理论方面的工作。有一次他回俄罗斯休假，我和另一位同事因工作需要进入了他的办公室。在他的办公室里，我看到一个非常精美的硬木咖啡桌。我的同事告诉我，这个咖啡桌是Ilya自己利用业余时间做的。我意识到Ilya动手能力很强，当他从俄罗斯休假回来后，我告诉他应该转去做实验。在那之后，他开始做一些微波波段的实验，然后慢慢地从微波波段转向光波波段。 Q13: 在YouTube上发布的一次采访中，您说自己一直在工作，没有空闲时间。真是这样吗？ A13: 确实如此，我一直在工作，因为科研真的很有趣，让人痴迷。我非常喜欢与学生和合作者进行讨论和交流，我几乎每天都会发现一些有趣的东西，让人无比兴奋。 Q15: 在采访的最后，您还有什么话要对中国读者说吗？ A15:为实现中华民族伟大复兴的中国梦而奋斗！ “把问题底层原理搞清楚”就是基础研究（节选） 名称 序：物理学是一切自然科学的基础，而物理学的研究往往被称为“基础研究”。哈工大是传统的工科强校，在这样一个环境下，如何开展“基础研究”？什么样的研究是基础研究？开展基础研究的意义和价值何在？如何开展基础研究才能“目标明确、方向对路”？ 希望下面的文字能够对大家有所帮助。 以下文字节选自网络： 总的来说，过去几十年主要有两种对基础研究的定义： 其一，Vannevar Bush在线性模型下定义基础研究和应用研究，这种模式就把基础研究看作是一个知识储备池，是技术进步的源泉。 在这种定义下，基础研究的作用是产生知识，不需要考虑和具体技术的关系，因此在实施层面，“广撒网”可能是最有效的产生多样化知识的方式。 其二，Donald E. Stokes通过四个象限来定义不同的研究类型，Stokes把基础研究分为纯粹基础研究（玻尔象限）与“由应用驱动的”基础研究（巴斯德象限）。 在实施层面，波尔象限和线性模型下的基础研究基本一致。 而巴斯德象限中，要用尖端的基础科学研究来解决迫切、强烈且巨大的现实需求；在实践时，通过解决实际问题“倒逼”科研人员把一些应用问题的底层原理搞清楚。 其实波尔象限与巴斯德象限在具体科研实践时其实是一样的，就是“把问题的底层原理搞清楚”，只是问题的来源有所不同而已。 波尔象限的问题来源主要来自学科自身，如为什么会有量子纠缠现象；而巴斯德象限的问题来源主要来自现实应用，如牛奶如何保鲜。 从“把问题的底层原理搞清楚”这个角度来看，只要能提出一些未解的问题，那就有潜力做出好的基础研究工作。 以上文字节选自网易，全文链接请查阅：https://www.163.com/dy/article/GM1J6J6G0552C1O5.html 把研究生"扔到河里"，游过去的，就成为博士 (节选) 名称 以下内容节选自 https://mp.weixin.qq.com/s/F2DUpkdo4ZAQJczBu0_JXw 则柯（即作者本人——编者注）在1981-1983初次到普林斯顿大学进修的时候，当时的系主任项武忠教授还在津津乐道列夫谢茨建立的传统：普林斯顿数学系把研究生"扔到河里"，游过去的，就成为博士。 普林斯顿总是有最好的教授，最好的访问学者，他们授业解惑，可以说是有问必答，但是决不关心考试。如果你自己不思进取，没有人会逼迫你。 普林斯顿总是开最先进的课，每周好几次请世界一流的数学家讲演自己的最新发现。她提供最好的环境，是不是能够利用这个环境，是研究生自己的事情。 至于列夫谢茨，教授们都有点儿夸大地说，正因为他从来没有在课堂上完整地做完一个正确的证明，他的学生不得不把他的漏洞补上，从而练就了本事。 如果教授在课堂上讲的都已经十分正确十分完备，而学生能够把教授所讲背得滚瓜烂熟，那不叫本事。懂得高等教育的人都知道，如果每一步都要讲解得十分完备，你根本不可能在大学讲授一门像样的课程。 本文来源：《书城》 作者：王则柯，中山大学岭南学院教授 转载本文请联系原作者获取授权，同时请注明本文来源、 硕士生导师的选择原则和相处建议（转） 名称 本文摘选自 科学网—硕士生导师的选择原则和相处建议 - 陆吉健的博文 (sciencenet.cn) 一、硕士生导师的选择原则 （一）为人处世好 研究生阶段，相对于本科生阶段而言，有了一位会比较长时间相处的导师。在我看来，除了学业学习之外，其实还有为人处世的学习，也就是智商之外的情商。这方面，一般要通过学长才能比较快的了解到，当然也可以从网络途径是查阅导师可能的一些随笔文章和评论作为佐证，另外也可以从跟导师的联系交往中来做判断。 （二）科研能力强 读研究生的主要目的，除了拿到研究生学历，另一方面也是提升自己的科研实力，为毕业后快速进入工作角色，甚至更加长远高质量的发展做准备。而研究生的科研能力是在导师的指导下形成的。如果导师的科研能力不行，完全靠研究生自己摸索的话，要想在某方面有所建树就会比较困难。另外，在经济技术一体化的今天，导师的科研能力不行很可能意味着导师的科研经费少，科研经费少就无法保证一些科研探索实践的顺利进行。所以报考前应该尽量对导师的科研项目和科研经费有一些了解。看看导师的科研经费是否充足，科研课题是否比较多，是否比较前沿。 （三）科研方向佳 导师科研方向佳，主要是要和与自己的兴趣、专业追求相符合，其次是符合时代发展需求。所以，要尽可能从自己的兴趣出发，深入了解导师的研究方向，选择那些科研方向与自己兴趣一致的导师。这可以通过导师近期发表的论文以及最近研究的课题来了解。 此外，务必注意以下几点：看自己是喜欢理论还是喜欢实践。如果自己喜欢理论研究，在选择导师时就应该偏向于做理论方面的导师，最好找一个教授级别的老师；而感觉自己适合偏重实践方面，在选择导师时也应有所偏向，最好找实践项目多一些的导师，至于导师级别倒不是很重要。还要看自己今后有没有出国和读博的打算。想出国的话最好选一个有海归背景的导师，想读博的话最好选一个教授级别的导师。如果想毕业后就业，导师选择就相对没那么重要。 至于选择年轻还是年老的导师，就要看个人的喜好了。往往年长的导师有更多的指导经验和科研经费，而年轻的导师经验相对不足，但在科研上他们会有更高的要求和更大的闯劲。 二、与硕士生导师的相处建议 （一）彼此尊重和信任 我们大多数人都是普通人，不是天才。更何况天才，也需要引导。无论何时，无论何种境况，硕士生和导师都要彼此尊重和信任。彼此助力，共同成长。而且，无论哪个导师能达到他们的社会地位，都是有自己独特的成功法则的，导师的眼界和人生阅历还是有可学习之处的。 （二）从依赖到独立 考研本就是你自己做的决定，这意味着从此你走上了一条自己选择的路。从此以后你要靠自己了，没有人会逼着你交作业，没有人会督促你做这做那，这一点比大学本科的时候更为突出。至少本科的时候，还有点名达到考勤记录。而且，要知道，和你同龄的人，说不定已在为人父母，面临更具挑战性的生活问题与责任。 （三）长短期综合谋划 学术梯队和企业、学校一样，是按贡献排序的。能做出业绩必然会得到表扬和关注，这是竞技场、训练营。导师也是人，要生存，而且要为团队生存负责，压力也很大，会有一定师门规矩。这些也是辅助硕士生的长短期综合发展规划。 （四）心态稳而耐力足 科研探索，存在很大不确定性。导师也很难一下子就给你非常有前途、也非常好操作的科研方向。导师也很难随时重视你，如果真想争得重视与骄傲，那就要多看文献、多积极和导师等交流探讨。研究生需要自己承受科研探索的寂寞，做学术本就是一条不能躁的路。 物理学思维的艺术(转) 名称 人们常常是在非常困难的情况下思考问题、发现原理，逐步建立起系统化的理论。这种困难不仅仅是缺乏系统化的理论的帮助，也可能是缺乏合适的概念思考问题，以前具有的概念甚至可能造成妨碍，还可能是没有合适的数学工具描述现象，更可能是没有足够的实验技术手段探测现象。对科学发展而言，更加重要的一点是如何在非常困难的情况下在未知领域思考问题、得到答案。在有这么多困难的情况下开展探索、找到合适的问题、获得问题的答案，这需要高超的思维艺术。 物理学正是在未知领域探索的科学，物理学丰富的历史为这种思维艺术提供了丰富的范例。物理学家常常需要在缺乏合适概念的情况下思考问题，在不知道逻辑和数学如何发挥作用的情况下找到答案，并且发明适合描述未知世界的新概念和新语言。物理学思维的艺术就在于，我们需要在面对这类困难的情况下找到合适的方法获得答案，甚至在不知道答案为什么是正确的情况下得到正确的答案，然后再考虑如何完善打造出逻辑严密的理论体系。这是辉煌的智力成就，是高超的思维艺术。此外，正是在这种首先获得的少量可靠线索的指引之下，辨析概念和打造理论体系的努力才不会陷于概念的丛林之中而找不到正确的前进方向。这样才可能在还有许多问题没有被透彻理解的情况下就建立起可靠的理论体系，这也正是在物理学历史上多次发生的情况。 本文选自《物理》2021年第10期 作者：廖 玮(华东理工大学物理学院) 《大学物理》教学心得分享 名称 2023年2月份开始，申请了微信公众号“可爱的大学物理”。 经过一学期的积累，里面有整个春季学期的授课PPT和教学心得。此处分享30余篇有代表性推文如下： 物理学家的浪漫融化在他写的书里 纪念我二战高考前的那一年 从初高中物理教材视角看大学物理 我在2024哈尔滨冬令营上的经验分享视频 2024年哈尔滨冬令营——我的反思 振动与波之缘5：受迫振动 振动与波之缘4：波的干涉，驻波 振动与波之缘3：多普勒效应 振动与波之缘2：平面简谐波的波函数 振动与波之缘1：简谐运动 (2023 最后一次讲课比赛后记) 爱因斯坦的光量子假说 (又一场讲课比赛后记) 2023春《大学物理》期末考试小结 2023春《大学物理》小组研讨 2023春《大学物理》研究型报告 2023春《大学物理》刷题诚美好，只是近黄昏 2023春《大学物理》电磁第一部分阶段调研 2023春《大学物理》阶段4的学情调研与教学反思 2023春《大学物理》阶段3的学情调研与教学反思 2023春《大学物理》阶段2的学情调研与教学反思 2023春《大学物理》阶段1的学情调研与教学反思 2023春《大学物理》写在省高校创新大赛之后 2023春《大学物理》期中考试答疑"趣事" 2023春《大学物理》狭义相对论 第3讲 后记——课程思政 2023春《大学物理》刚体部分 第4讲 教学反思 2023春《大学物理》有一份贼哇塞的笔记 2023春《大学物理》有一颗很惨很惨的球 2023春《大学物理》质点力学部分难点答疑 2023春《大学物理》功能问题 2023春《大学物理》 —— 可爱的大学生 2023春《大学物理》绪论——闲话大学物理