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天津大学许全:浅谈太赫兹,品味团队合作的“法”“侣”“财”“地” | 导师有话说

阅读:2015时间:2024-9-10 09:09:11

 

如何充分利用团队优势高效开展研究?如何将研究成果凝炼成高质量论文、并发表在合适的高水平期刊上?这些都是广大光学青年学者、学子共同关注的话题。近期,爱光学特别专访了天津大学许全老师,就上述问题与大家交流分享。许老师从事太赫兹领域研究,在科研团队合作方面颇有心得,同时在论文写作与期刊选择等方面富有经验,是中国激光杂志社Advanced PhotonicsAdvanced Photonics NexusPhotonics InsightsPhotonics ResearchChinese Optics Letters 的优质作者。以下是专访问答:

 

Q1

首先请您介绍一下自己课题组的研究方向和进展吧!

 

A1非常荣幸有这次机会接受中国激光杂志社的采访。首先请允许我介绍一下我的后方单位——天津大学太赫兹研究中心(后简称“中心”)。中心是国际范围内比较早开展太赫兹研究的单位之一,长期致力于太赫兹时域光谱技术和太赫兹超表面器件的研究,自成立以来承担了科技部重大科学仪器设备开发专项子课题、国家自然科学基金重大科研仪器项目、重点项目、国家海外合作基金等纵向课题几十项。特别值得一提的是,中心针对不同测试需求和基于不同原理开发了十余种太赫兹时域光谱系统,相关技术指标处于国际一流水平,支撑了包括清华大学、南京大学、西北工业大学在内的几十余家兄弟院所的研究工作。中心在研究生培养方面也成果显著,近10年累计获评中国光学学会“优秀博士论文奖”2人次、中国光学学会“王大珩光学奖——高校学生奖”4人次、中国光学工程学会“优秀博士论文(提名)奖”2人次。

我本人的研究方向是“基于超表面的太赫兹表面波器件”,也是基于中心所搭建的可近场扫描的太赫兹时域光谱系统才得以开展。这里有两个关键词“太赫兹表面波”和“超表面”。太赫兹表面波是指太赫兹频段、在两种物质界面处传播的特殊电磁波模式,具有表面束缚特性和局域场增强特性,是太赫兹科学与技术小型化的重要途经之一(详见Advanced Photonics|太赫兹表面等离子波:冉冉升起的研究领域)。超表面是二维形式的人工电磁材料,通过设计微结构的形状、尺寸、分布等,超表面可以高自由度地调控表面波的耦合、传播、散射等,为相关理论研究和实际应用提供了独特平台(详见因地制流,因敌制胜——超构光学启发表面等离激元器件|Photonics Insights综述)。我的前期研究更侧重于超表面一些,以太赫兹表面波为载体验证一些特殊的超表面设计原理,比如几何相位、表面全息、近场耦合效应、表面涡旋光束等。目前,我的研究重心逐渐向实际太赫兹应用倾斜,尝试将前期所开发的器件用于太赫兹传感和太赫兹通信中,非常欢迎对这两个方向感兴趣的同学加入我的研究团队。

Q2

太赫兹科学与技术作为目前备受关注的研究领域之一,未来可能会应用在日常生活中的哪些方面呢?

 

A2最典型的应用是太赫兹安检仪,它有两个重要优势:首先,太赫兹波可以穿透衣服、纸张、塑料、木材等,但不能穿透金属和水,这使得太赫兹波能够在不接触物品的情况下检测隐藏在衣服或包裹中的物品,特别是一些具有指纹谱特征的危险品;另外,太赫兹波的光子能量较低,与最常见的X射线安检相比,太赫兹安检对人体更安全。目前,美国、欧洲,还有国内比如上海等重要城市的机场、车站都已经开始试用或者部署太赫兹安检仪了。

不远的将来,太赫兹技术还可能被应用于以下三个方面:1)工业在线检测,比如汽车、轮船以及航空航天器等工业产品,防护涂层对提高产品的耐高温、耐腐蚀和防水等性能起着至关重要的作用,现有的金相法和电镜法都属于破坏性检测,而太赫兹时域光谱技术有望实现无损的工业在线检测;2)医疗诊断设备,太赫兹波可以检测表皮下的生物组织、含水量分布、生物大分子相互作用等信息,因此英国、日本、新加坡以及国内很多课题组都在致力于开发太赫兹医疗诊断设备,用于皮肤癌、烧伤组织、干眼病等病理性诊断;3)下一代无线通信,随着无线通信技术的快速发展,载波频率也在逐渐提高,可以预见未来载波频率会提高到太赫兹频段,以发挥其自身超大带宽及超高通信速率的优势,支持海量设备链接以及Tbit/s级的无线通信速率。

当然,目前社会上有不少打着太赫兹名号的“理疗仪”“保健品”“床垫/鞋垫/枕头”,相信大家有着清晰的鉴别能力,不会上当

Q3

您所在的天津大学太赫兹研究中心研究团队实力雄厚,是国内研究太赫兹科学与技术规模最大的团队之一。高效开展团队合作对于推进科学研究发展至关重要,您在这方面有什么心得体会吗?

 

A3我很幸运能在中心攻读博士学位并留下继续从事研究工作,私底下和朋友们开玩笑也会说我们中心是“国内顶级科研豪门”。在刚进入中心的很长一段时间里,我并没有意识到在气氛良好、资金充足、国内外合作紧密的团队是多么幸福的一件事情,“只缘身在此山中”。因此,从我的角度谈,更多是在享受团队所带来的荫庇和资源,总结下来有点类似古人修行所需要的“法”“侣”“财”“地”四要素。“法”即团队的研究方向和前瞻布局,由团队负责人基于国家发展战略需求、科技发展规律、国际前沿热点来进行把握,领导团队持续创新并培育、激励、成就青年人才。“侣”包括团队中的成员和团队所维系的国内外合作者,每个人的背景阅历不同、技能特长不同、思维方式不同,群策群力才能高效解决问题。“财”包括“内财”和“外财”,分别对应团队的软硬件积累和到账科研经费,用以支撑科研工作的顺利开展和持续进行。“地”就是团队所需要的办公室和实验室,以及供水、供电、供气、超净等配套。这四要素的重要性分前后,但缺一不可,需要整个团队通力合作共同维持。

Q4

据了解,您在中国激光杂志社出版的Advanced Photonics、Advanced Photonics Nexus、Photonics Insights、Photonics Research、Chinese Optics Letters等5种高水平英文期刊上都发表了论文,积累了丰富的写作经验。能否请您总结一下写好英文研究性论文的方法?

 

A4非常感谢中国激光杂志社提供这么好的平台供我们展示成果,其中有几篇作为代表性成果助力了我的职称晋升和项目申请。关于英文论文写作,我也是在持续学习中,不敢说总结“写好”的方法,只是简单分享几条个人体会。首先,论文作为报告研究结果的载体,最重要的还是所做的事情本身,这也凸显了上一个问题中“法”的重要性。我在很多顶刊上看到过“匆忙发表”的文章,不仅行文不华丽,甚至图片排版都非常随意,分析其原因是只要讲清楚研究动机和技术方案(即why and how),编辑和审稿人就能正确捕捉到其重要性。另外,科研论文写作的句式和词组相对固定,初期可以多读业内大咖发表在顶刊上的论文,依据不同场景收集素材并加以利用。随着论文阅读量的提升还有科研工作的深入,写作者对于自己工作在领域内的横、纵向对比更加清楚,所写论文的深度和广度自然而然会有所提升,论据的展开也会更有条理性。

Q5

目前国内外有众多光学科技期刊,如何选择合适的期刊和出版社来发表自己的研究成果呢?

 

A5是的,近些年有很多新兴的光学期刊,加上传统光学期刊还有一些物理、材料、综合期刊,目前供投稿的选择确实有很多。关于如何选择,我要再次强调,论文只是报道研究成果的载体,最重要的还是所做的事情本身。对于一些传统光学或者特别偏工程应用的领域,投入大量的精力和财力可能只能带来技术指标的少许提升,领域内意义重大但很难引起广泛关注,就很难发表在高影响因子的期刊上。另外,在新兴科技期刊的冲击下,很多传统期刊在高质量稿源减少的情况下维持甚至提高发文量,导致其论文质量断崖式下降。因此,既不能单纯依据影响因子来决定某种期刊上论文的好与坏,也不能单纯依赖忽视客观发展规律的所谓“传统口碑”,要综合考虑选择“小圈子”认可的期刊来发表自己的研究成果。

 

导师简介

许全,天津大学精密仪器与光电子工程学院副研究员,从事太赫兹超构功能器件、表面等离激元调控等方面研究,在包括Advanced PhotonicsScience Advances、Optica、Laser & Photonics Reviews 在内的学术期刊发表论文100余篇,被引近5000次。以项目负责人身份主持国自然面上项目、青年项目等,以合作单位负责人身份参与国自然重点项目两项。曾获“金国藩青年学子奖学金”等奖励荣誉,目前任Research、《红外与激光工程》、Information & Functional Materials青年编委。

 

编辑 | 徐睿