北京工业大学学科介绍：光学工程

北京工业大学学科介绍：光学工程

  光学工程学科发展可以追溯至上个世纪90 年代初，是国内最早开展激光加工技术及系统研究的单位之一。1985年获得光学博士学位授予权；1995年建立国家产学研激光技术中心；2000年获得光学工程博士学位授予权；2006年成为北京市先进制造学科群的牵头学科；2010年经教育部批准，光学工程成为国家一级重点学科； 2018年获批首个地方院校“跨尺度激光成型制造技术”教育部重点实验室（B 类）；2019年获批首批北京市高校高精尖学科。

  定位与目标：

  定位：始终瞄准国际光学工程前沿，以激光技术在先进制造、信息技术、生物医疗等应用领域的基础研究和解决产业、国防的重大应用需求为主要任务，以培养高层次应用型创新人才和学术创新人才为主要目标，传承发展了四个学科方向：激光与光电子技术、智能激光制造科学与技术、微纳光学与应用（与理学部共建）、生物光子学（与理学部共建）。

  目标：在2025年第六轮全国学科评估中，学科在确保B＋基础上向A－冲击；建成一支结构合理、创新能力强的学科队伍，在激光与光电子技术、智能激光先进制造、微纳光学与应用、生物光子学等领域取得重大突破，产生一批服务国家和北京重大需求、具有国际先进水平的科研成果，培养一批光学工程领域高层次创新人才。

  学科方向：

  激光与光电子技术、智能激光制造科学与技术、微纳光学与应用、生物光子学。

  （1） 激光与光电子技术

  围绕国防战略工程及高端重大装备需求，在高功率激光、超短脉冲激光、激光核心元器件等领域取得一系列成果，重点发展：（1）大功率半导体激光技术与系统，包括高功率半导体激光器芯片制备技术、高功率半导体激光器芯片封装技术、高功率半导体激光器系统集成技术；（2）高功率光纤激光技术与系统，包括新型光纤设计与制备技术、中红外激光技术、非线性光纤光学、光纤传输系统；（3）大功率固体激光技术与系统，包括新型固体激光器、高能量脉冲激光技术、键合激光晶体制备技术；（4）超短脉冲激光技术与系统，开展新材料、新结构、新功能特种光纤的研究，自主研制石英基与软玻璃基的光子晶体光纤、高非线性光纤、大模场直径光纤、中红外光纤和紫外导光光纤等，自主研制具有特殊功能的全光纤化器件，并与光纤激光器、生物光子学、光纤传感、光纤通信等领域交叉开展应用研究；（5）集成光电子学：高速铌酸锂薄膜电光调制器、高速直调激光器、高速光电探测器及基于铌酸锂薄膜的光电混合集成器件，针对量子通讯、微波光子学、光纤传感等应用领域的高速光电混合集成芯片机理、工艺及其相关应用。

  （2）智能激光制造科学与技术

  围绕高端装备及国家重大工程需求，在宏观、微观及跨时间/空间尺度制造等领域形成学科特色和优势，重点发展：（1）智能激光制造、原位监测、激光复合制造新方法、新技术、新工艺及新应用等；（2）以锂离子电池为代表的新能源器件的“材料－结构－功能”一体化设计与激光制造；从能源利用出发，以轻量化设计为目标的新材料和新结构的高效、可靠激光连接；（3）探索超快激光能量场作用新机制，聚焦难加工材料的超快激光跨尺度高精制造，建立典型材料复杂构件激光可控制造的理论控制模型；（4）面向国家重大工程应用、大健康产业开展先进激光增材制造技术原理、工艺、材料和装备的基础与应用研究，突出激光智能制造共融医疗技术与装备。

  （3）微纳光学与应用

  围绕微纳米光学加工、生物医学和有机光电子学中的关键科学问题，面向环境监测、可操控集成器件、生物成像检测、医疗诊断应用的原创性、应用基础问题研究和关键技术攻关，重点发展：（1）超快激光时间分辨光谱学及其在材料学、化学、有机光电子学领域中的应用研究；（2）多功能光纤端集成微纳传感器件、微纳光源器件和高灵敏度探测器件设计及应用研究；（3）金属/非金属纳米光子结构在生物传感器件、有机光伏和有机光源器件中的应用研究；（4）新型二维材料高灵敏度光电探测器件及高效硅基太阳能电池设计及应用研究。

  （4）生物光子学

  开展以微纳制造为支撑、微纳光学光场调控技术为研究重点、临床医疗光学诊断为应用领域的基础研究工作，在生物兼容微纳光学器件制备及表征做出一系列具有重大突破的基础研究成果，重点发展：（1）太赫兹成像：太赫兹照明光场调控和物光波前调制、倏逝波表征和超分辨成像、三维层析快速无损检测等方面的研究与应用。（2）脑神经光子学与脑微器件：神经元激光直接激活、微纳光遗传、激光对生物和仿生复合体系作用、大规模集成神经微器件。（3）无标记生物检测技术：基于二维材料和反谐振光子晶体光纤、回音壁模式光学微腔的高灵敏度的生物探测系统。（4）荧光三维超分辨率显微成像：在非相干数字全息成像、荧光自干涉数字全息显微成像方法的研究方面开展深入的研究，推进荧光自干涉全息技术在生物学领域的应用。（5）微流控芯片与生物检测：开发激光自混合干涉微流控芯片生物探测系统和高时空分辨率的生物颗粒细胞分析系统。

  优势与特色：

  学科优势布局高功率超快激光技术、先进材料激光焊接技术、激光3D打印技术、超快激光高精微纳制造技术、新型特种光纤制备技术、微纳及生物光子学六大领域。形成多学科交叉、产学研合作、服务国防建设、高质量研究生培养的学科特色。目前正在承担国家级重大、重点、国防项目十余项，年均纵向经费1600 万元以上；校企合作、专利转化项目百余项，年均横向项目达到1500 万元以上。研究生培养以培养在光学工程、先进制造、信息、新材料等领域从事科学研究、高新技术开发、实践能力强的高层次应用型创新人才和具有国际视野的高层次学术创新人才为目标，学科共获全国优博学位论文奖（含提名）3人次，行业优博学位论文奖（含提名）3人次，王大珩光学奖（学生）9人次。毕业生多数工作于国家企事业单位、研究院所、高等院校、高新技术民营企业等，部分毕业生已成长为教授、研究员、高级工程师、重大项目负责人等。研究生第一志愿录取率截至2020年达到100%，招生专业涉及机械、材料、物理、化学、生物、信息光电子等6 大专业。累计出版教材光学工程教材19本，3本教材被评为北京高等教育精品教材；累计获得国家科技进步奖1项，军队、省部级科技进步奖9项。