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光学工程


光电子材料与器件主要开展光电显示、光电存储、光电转换和光电探测等领域的新材料、新器件和物理机理研究。发现了一条新的合成光电子盘状液晶分子材料前聚体的路线,将当前国际上一步法合成的产率从5-25% 提高到 65%,为实现工业化迈出了重要一步;首次制备出一类新型D-A-D吡嗪桥接苯并菲二聚体,并揭示其液晶相和分子内电荷转移特征;首次利用光诱导技术在TiO2纳米棒上制备出与其一一对应的Ag量子点,将等离激元和纳米有机结合;发现了有机无机杂化钙钛矿结构中离子迁移,使其有望成为一类新型储能材料;成功制备了聚合物/非晶硅杂化薄膜太阳能电池,并获得光电转化效率4.7%;首次在聚合物光波导实现了电场调控的放大的自发辐射,为增益可调的光波导放大器提供了可能;合成了形貌、粒径可控的上换转发光纳米材料,并应用于上转换免疫层析试剂中,在临床超敏快速定量检测试剂产业化中得到应用。

光电检测与光电传感:针对国家先进制造和高铁建设重大需求,主要开展数控机床多误差高精度快速测量、高速铁路与城市轨道交通安全检测等方面的研究。首次提出世界上唯一能直接测量五轴数控机床42项误差的方法,获得国家自然科学基金重大科研仪器研制项目、科学仪器基础研究专款项目和面上项目资助,已申请3项国际专利;研制出路基沉降全方位远程自动监测系统,应用于京沪高铁和大秦重载线路,获2012年教育部科学技术进步一等奖;首次提出了平行四边形机构测量轮对踏面擦伤与磨耗方法和双激光位移传感器动态测量踏面直径方法,目前现场测试的精度处于国际领先水平,该成果在东莞市诺丽电子科技有限公司实现产业化,使得该公司目前的轮对检测产品占我国城市轨道交通领域56%,冯其波教授团队入选东莞市创新科技团队,获得政府支持1000万元。

纳米材料及器件:主要开展微纳材料和器件制备及其相关机理的研究工作。承担和参与了“973”计划项目、国家自然基金重大科研仪器研制项目、国家自然科学基金重点、国家杰出青年基金、国防基础科研等项目和任务。首次发现单层石墨烯-二硫化钨异质结的突出特性,二硫化钨的光学性质可通过石墨烯里的载流子进行有效调制,被Nature Communications亮点报道,为《石墨烯的可控制备、物性与器件研究》(973计划)项目结题的亮点工作;在寻找具有高电子迁移率和可控带隙的超薄材料的研究中,发现黑磷有10cm2/V.S量级的室温电子迁移率,它比相同条件下硅的电子迁移率高一个数量级,被Acsnano作为研究亮点报道。

激光与全光信号处理技术:主要开展激光技术以及高速光通信、光网络中的全光信号处理技术研究。光纤激光器、全固态激光器和光子晶体光纤非线性研究得到国家自然科学基金重大科研仪器项目资助;激光驱鸟器等激光应用技术已入选张家港领军人才计划,实现了产品化。提出四元数偏振光学的概念并构建了理论框架,应用于多偏振态调制和复用光通讯系统,解决光纤传感的多重效应问题;提出基于半导体光放大器非线性效应的光控开关,实现了高速光控读写全光缓存器系统。