新闻中心

谢尚然 | 做勇攀科学高峰的“追光者”

2023-02-01 | 杜月娇 | 来源 公号“科学中国人”2023-02-01 |

20世纪70年代,亚瑟·阿斯金(Arthur Ashkin)提出的光镊技术曾一度轰动学界,以光为器,抓取微粒的场景再一次拉近了科幻电影与现实生活之间的距离。

“利用光场产生的光学力进行捕获的过程是非接触、无损伤的,并且经过数年发展,迄今可实现的操控精度可达亚纳米至皮米量级。”

在此领域奋楫笃行十余年的青年学者、北京理工大学光电学院教授谢尚然介绍道。

▲谢尚然(清华大学电子系2003级)

水木清华,钟灵毓秀,百年学府清华是谢尚然“梦开始的地方”。

2003—201310年之间,他一直在此潜心研学,与彼时刚在我国起步的光学行业一同成长。当时,他的主研方向是光纤感知技术。

光纤,指的是一种由玻璃或塑料制成的纤维。它不仅是传输信号的“血管”,更被视作监测信号的“神经”。

攻读研究生学位期间,谢尚然在“分布式光纤传感器”的研发中取得了不错的成绩。在读博期间,他有幸前往加拿大渥太华大学鲍晓毅院士课题组访问,初次感受到了国际水平实验室的研究氛围。

出于对光纤传感工程化研究背后物理原理的好奇与兴趣,他萌生了“走出国门”的想法。

于是,博士毕业后,谢尚然便去到了世界顶尖的光科学平台之一——德国马克斯·普朗克光科学研究所开展博士后研究,并凭借自己的热情与努力,最终加入其列,出任资深研究员一职。

如果说,恩师清华大学廖延彪教授的言传身教使谢尚然深谙了“科研要从实际需求出发,且成果要落在祖国大地上”的学术精神;那么工作后,与世界顶级科学家菲利普·罗素(Philip Russell)的合作则让他见识到了汗水与天赋共同积淀出的直觉的力量——“那种对研究方向的敏感度与把控力是不可以被量化的,只能通过夜以继日的努力,铢积寸累,日将月就。

榜样的表率为谢尚然带来了源源不竭的进取力量,在进一步接触了光纤领域的前沿理论与光镊技术后,他萌生出将二者结合的想法。

“我认为用光纤,特别是空芯光纤作为平台来革新光镊技术,或许可以实现尺寸更小、操控更稳、测量更精的‘三赢’局面。”谢尚然说。

少年何妨梦摘星,想法萌芽后,谢尚然便开始着手将其“照进现实”,相关研究从海外一直持续至回国。

2021年,谢尚然加入北京理工大学光电学院,同时开始建立承载其梦想的微纳光子测控实验室。

如今,团队已初具规模,并在谢尚然的带领下,持续发展真空光镊技术,结合激光反馈冷却手段,实现对悬浮粒子平动、转动及粒子阵列的经典与量子操控。

此外,团队还聚焦于光学精密测量与微痕物质探测两大光学前沿领域。

光镊所涉及的光学力幅度一般在皮牛量级及以下,尤其适合于对极弱力学过程的高精度探测,近年来在弱力测量、加速度测量、扭矩测量、元电荷探测、微观质量测量等方面更是取得了突破性进展,测量精度有望接近甚至突破标准量子极限。

因此,谢尚然团队特别关注基于空芯光纤、微纳光纤的集成化光镊测量技术。且为响应“双碳政策”的号召,他们还创新性地实现了单颗粒的操控与观测,去除基底引入的测量偏差,最大化地复现和模拟悬浮颗粒的生存环境,提供了对微米、亚微米尺度颗粒理化性质原位表征的理想平台,此举有望对微晶体、气溶胶理化参量动态演化过程的原位测量技术提供新的可能。

从看见微光,到拥抱光芒,最终影响更多人追光,谢尚然已走过岁月荏苒。

未来,他强调会继续以个体的奋斗书写光学华章,同后继人才一起,用青春价值推动行业发展。

_____________________________

谢尚然简介

谢尚然,国家级人才计划入选者(青年人才),北京理工大学光电学院准聘教授,特立青年学者,博士生导师,研究方向为光镊、精密测量、光纤传感等。分别于2007年与2013年在清华大学电子工程系获得工学学士与博士学位,博士导师为廖延彪教授,读博期间赴加拿大渥太华大学鲍晓毅教授课题组访问。20137月起加入德国马克斯-普朗克光科学研究所Philip Russell教授课题组进行博士后研究,并于201511月至20213月在该课题组担任资深研究员,期间共指导5名博士生。20214月加入北京理工大学光电学院。近年来围绕新型光纤光镊技术的物理机制、探测方法及其测量应用展开了系统深入的研究,在光操控、极弱力精密测量、量子测量、分布式传感等前沿研究领域取得了具有国际影响力的研究成果。曾主持德国政府DFG项目,参与德国政府合作研究计划,相关成果以第一作者/通讯作者发表于Science AdvancesLight: Science & ApplicationsPhysical Review LettersOpticaACS Photonics等顶级期刊,已公开欧盟发明专利1项,在国际学术会议上作邀请报告10余次。

 

相关新闻

  • 212018.09

    杨元元:一首《科学高峰任我攀》唱到如今

    杨元元,计算机系1977级系友,现任美国纽约州立大学石溪分校电气与计算机工程系SUNY杰出教授、美国国家科学基金会(NSF)计算机及通讯基础分部项目主....

  • 202016.09

    严东生:90岁还站在科学高峰上

    追忆我国先进无机材料科学与工程学科奠基人严东生院士

  • 042009.02
  • 252014.03
  • 232017.08

    吴仲华:展示工程科学之美

    今年7月27日是吴仲华先生诞辰100周年的日子。作为一位热爱祖国、热爱生活的科学家,他的许多动人事迹至今仍在广泛传播,成为鼓舞我们不断攀登科学高峰的强....

  • 032013.06

    2013年清华大学第54批博士后基金申请经验交流讲座成功举办

    为提高我校博士后申请博士后科学基金的成功率,激励博士后们勇攀科研高峰,帮助和指导在站博士后申请第54批博士后基金,2013年5月30日晚,清华大学博士后管理办公室、博士后联谊会在信息科技大楼(FIT楼)多功能厅成...

  • 102021.06

    金怡濂:以毕生精力服务国家

    “我们要倍加珍惜这一机遇,紧紧抓住这一机遇,坚持与时俱进,不断创新,开拓进取,勇攀科技高峰,以毕生精力,为实施科教兴国战略,为创造人民的幸福生活和祖国的美好未来而努力奋斗。”——金怡濂院士获2002年度国家最高科学技术奖后感言

  • 232019.12

    第三届京津冀健康医疗大数据高峰论坛暨清华校友三创对接会成功举办

    2019年12月18日,由清华大学、天津市卫生健康委员会、天津市科学技术局、天津市武清区人民政府联合主办的第三届京津冀健康医疗大数据高峰论坛暨清华校友三创对接会在天津武清成功举办。

  • 272022.12

    “一位杰出的导师,一位纯粹的学者”——南京工业大学师生纪念时钧先生诞辰110周年

    一场场跨时空对话,生动展现了南京工业大学学生的精神风貌。12月13日,是我国水泥专业、化学工程专业的创导开拓者、中国科学院院士、南京工业大学化工学院已故教授时钧先生诞辰110周年纪念日。南京工业大学发布《大先生时钧》文集,举办了时钧先生档案史料展、高峰学术论坛、纪念座谈会等系列活动。在南工大,时钧的事迹是取之不竭的精神动力,激励着师生不畏艰难勇攀科学高峰。“‘时钧班’评选对培养学生的集体意识、涵育优良...

  • 082022.08

    薛其坤院士:关于研究的三个层次

    近日,中国科学院院士、南方科技大学校长薛其坤与部分“科学探索奖”获奖人、南方科技大学青年学者,以“关于研究的三个层次”为题,分享了自己在科研道路上的心得与经验。他鼓励青年科学家要不畏挫折失败,坚定冲击科学前沿问题的理想与信念,勇攀科学高峰。薛其坤在“科学探索奖”跨学科交流活动中与青年学者做分享以下为精选的分享内容在今天这个非常温馨的学术交流氛围中,我想从自己熟悉的三个领域来分别谈谈关于研究的三...