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用奮鬥點亮最閃耀的逐夢之光


——記2017年“中國大學生自強之星標兵”北理工博士生付時堯

  

  “今天很榮幸站在這裏獲得光學學術領域的崇高榮譽,我一定會再接再厲,傳承好王大珩院士的精神,在光學研究的道路上繼續前進。”這是一位青年學子的獲獎感言。2017年8月11日,他榮獲了中國光學領域最高榮譽——“王大珩光學獎”。這個略顯腼腆的男孩名叫付時堯,是500万彩票网平台光電學院電子科學與技術專業2014級博士研究生。

  博士求學期間,在導師的指導下,付時堯提出了多種新型渦旋光束和矢量光束的産生與探測、渦旋光束畸變的自適應光學校正等創新方法與技術,對具有軌道角動量的光束的前沿應用有著積極的推動作用。2018年5月14日,爲了表彰他在科研創新方面作出的突出貢獻,付時堯獲評爲2017年“中國大學生自強之星標兵”,這一榮譽全國僅有十人獲得。

  當談到自己取得的成績時,付時堯總結爲:“做科研是我的本分,我只是堅持做了自己該做的,大膽做了別人不敢做的。”

 

在創新中砥砺志向

  身穿白大褂,頭戴護目鏡,手拿精密儀器,穿梭在光束間,是付時堯從小的夢想。高中時代的付時堯就對物理非常感興趣,在高考填報志願時,他毫不猶豫地選擇了物理學中既古老又年輕的領域——光學。最終,付時堯順利考入北理工光電學院光信息科學與技術專業。本科期間,他刻苦學習並積極參與創新實踐活動,2014年又以優秀的成績保送直博,師從光電學院高春清教授。

  博士入學之初,研究方向的選擇成爲了擺在付時堯面前的第一個問題,而這個選擇也成爲了他日後取得豐富成果的起點。一方面,高春清教授一直深耕“新型全固態激光器”領域,並且已經有了非常好的學術積累;另一方面,高春清教授又帶領實驗室成員承擔了國家重點基礎研究發展計劃(973計劃)“基于光子軌道角動量的新型光通信體制”中的研究課題。這個方向是光學領域的最新前沿方向之一,雖然有難度,但更有大量的未知內容去探索。

  “我不希望做那些前人做過的研究,因爲這樣會有一種跟在前人後面走的感覺,我更希望去做一些引領性的事情。”本科時就埋下的創新種子和敢于挑戰的精神,讓付時堯在博士入學之初就義無反顧地跟隨導師,投入到了具有軌道角動量的渦旋光束及其應用這個全新領域的研究中。

  “基于光子軌道角動量的新型光通信體制”研究,其實就是讓激光束內沿直線前進的光子,變爲螺旋前進,這樣一來,光子螺旋前進産生的軌道角動量就可以被利用起來,爲激光增加了一個描述狀態的維度,也就意味著激光傳輸信息的能力,伴隨著光子的螺旋運動,發生了巨大的提升,每秒的數據傳輸量將會提升上百倍,達到100個TB的數量級。除此之外,具備軌道角動量的激光光束還能探測旋轉速度。可以說,這一核心技術的突破,使得從發射宇宙飛船到手機通訊的諸多領域受益,意義不同凡響。

  瞄准光学科技前沿让付时尧倍感兴奋,探究未知世界的渴望,让他面对困难时,丝毫没有退缩。高春清教授评价他:“敢拼,还有股聪明劲儿!”。 2016年5月,付时尧在开展文献调研时,看到一篇关于偏振调控的报道,文献介绍了如何在不同衍射级调控偏振的方法,聪明的付时尧马上“举一反三”,“我看到这篇文献,就想到既然偏振能调,那相位是不是也能调,于是就按照这个思路研究了下去”。经过大量推演,付时尧提出了一种全新的光栅设计方法,实现了不同衍射级位置相位和偏振的同时调制,在国际上首次报道了矢量涡旋光束阵列光源。

付時堯在新加坡參加光學領域高水平國際學術會議

  功夫不負有心人,讀博三年多來,雖然沒有出國留學,但在北理工這片沃土上,付時堯憑借在專業上的不斷鑽研碩果累累:以第一作者身份發表SCI收錄的高水平學術論文19篇,申請國家發明專利12項、已授權5項,獲得各類獎學金等學術獎勵十余次……這些學術成績已足以和國際一流大學的博士研究生媲美。

 

在拼搏中明德精工

  如果說聰明是天賦,那麽勤奮則是一種可貴的品質。談起付時堯,周圍的人往往會用一個“拼”字來形容。除了跟隨導師承擔國家973計劃項目的研究工作外,付時堯還作爲負責人申請主持了一項學校的研究生科技創新重點項目。2016年11月到2017年3月,那5個月埋頭苦幹的時光,令他記憶猶新。

  激光光束可以通過調整相位和偏振從而分別産生矢量光束和渦旋光束,但是調整相位和偏振需要不同的設備儀器,因此要想調整激光的模式就必須中途更換設備。而付時堯申請的研究生科技創新項目,就是要制作一個可以同時調節激光相位和偏振的儀器。

  雖然,付時堯帶領團隊順利制定出方案,但是在搭建儀器的過程中,還是遇到了不小的挑戰。他們先是經過反複試驗,排除了現有透鏡老化導致焦距改變的問題,隨後如何選擇能與實驗儀器匹配的新透鏡又成爲了新的困難。在沒有參考資料的情況下,付時堯必須逐一計算市面上所有透鏡規格和儀器設備間的匹配組合,從中尋找能夠滿足要求的組合。“市面上透鏡的規格大概有百余種,計算一種匹配就要用將近1天的時間,我當時心一橫,心想雖然這個工作量著實不小,但畢竟也是有數的,拼一拼能搞定。”那段時間,付時堯承星履草,經常是天一亮就來到實驗室繼續進行昨天的實驗,一直工作到十二點才回到宿舍,而回到宿舍後還要處理分析白天的實驗數據,尋找匹配方案,等到准備入睡時早就入夜已深。最終,經過刻苦鑽研,付時堯終于找到了合適的搭配組合,成功地實現了方案設計的實驗結果。

課題組合影(左三爲付時堯的導師高春清教授)

  談起得意門生,高春清教授滿是自豪地說:“對于科學的熱愛,對于創新的執著,讓付時堯一直勤勤懇懇,奔跑在他的追‘光’之路上。” 

 

在擔當中激揚青春

  作爲一名直博生,26歲的付時堯在課題組中其實並不比其他同學大很多,但是大師兄的“輩分”卻得到了導師和同學們的一致認可,而這種認可,則源自付時堯身上的那份擔當。

  讀博期間,因爲表現出色,導師安排他擔任了渦旋光束及應用課題學術小組的小組長。對付時堯來說這可並不是一份虛職,在繼續做好自己研究工作的基礎上,他協助導師指導了3位本科生、7位碩士生和1位博士生,盡職盡責的幫助,讓同學們打心眼裏認可這位大師兄。

  王彤璐是课题组中的2015级硕士,在2017年荣获了徐特立奖学金、国家奖学金和2018年北京市优秀毕业生,提及师兄付时尧,她满是感激。“师兄对我的帮助毫无保留,他是我学习涡旋光束的启蒙师傅,在我申请徐特立奖学金的时候,也为我提供诸多指导,我非常感谢他。” 2017年5月,王彤璐完成了自己硕士课题的前期调研,开始着手搭建实验光路。为了测量角速度,王彤璐需要通过光电探测器读取数据,但是由于不能准确地把中间焦点小孔中的滤波去掉,导致她始终得不到光斑形成的正弦图像,也就无法获得准确的实验数据。面对这个困难,她一度十分焦虑,便去求教师兄付时尧。“我请教了师兄不下十次,当时他也在这个问题上卡壳了。但是,让我很感动的是,他并没有因为自己不会而推脱,经过反复思考,他最终提出增加一个4- f 系统的建议,没想到我一试验,果然成功了。”

  付時堯的責任與擔當,給師弟、師妹們留下了深刻的印象,也讓他們備受感染。2017年11月,博士生翟焱望和碩士生殷慈,在實驗中的編程和排查誤碼率環節遇到了問題。付時堯主動承擔起了幫助師弟、師妹的任務,他認認真真、追求極致的態度,讓大家非常佩服。殷慈回憶道:“當時,付師兄幫助我們一種算法一種算法的調試,我還記得改寫的第一個程序特別長,花費時間也特別多,很多同學都失去了耐心,剛開始我們是4個人一起調試,後來很多同學熬不住回寢室了,淩晨3點的時候,付師兄在微信群裏發了一句‘調好了,我回去睡了’,我們才知道,是他一個人堅持到了最後。”翟焱望補充說:“除了編程這一項外,誤碼率的排查、光路的搭建等一系列步驟,付師兄也認真負責地幫助我們,不允許有半點瑕疵。問題不‘日日清’,他睡不著覺。”

  “學霸”一枚的付時堯也並不是“兩耳不聞窗外事”的“書呆子”。科研以外,他的生活同樣精彩。

  作爲光電學院博士物電班黨支部書記,付時堯的工作幹的也是有聲有色,他針對博士研究生分屬不同實驗室、集中起來較爲困難等特點,在支部裏開設微黨課、組織微交流,將網絡微交流打造爲黨支部的工作特色。

付時堯擔任2013年北京園博會志願者

  “付時堯時間管理做的極佳,工作是多線程的。雖然是‘學霸’,但他參與社會實踐與志願公益活動也是非常積極。”付時堯的輔導員韓笑說道。北京國際長走大會、鳥巢“吸引”志願活動、北京園博會志願活動,還有學院裏的一些活動,付時堯常會主動報名,他堅信,一個人的成長是多方面的,多參加社會活動也是不斷完善自己的過程。

  

  紮實地學點知識,深刻地想點問題。守著一份沈穩,他潛心科研,上下求索,成績斐然。“骐骥一躍,不能十步;驽馬十駕,功在不舍。”付時堯有志向,敢創新,有追求,勇拼搏,有擔當,講責任,有理想,不言棄!

  

  人物檔案:

  付时尧,北京理工大学光电学院2014级博士研究生,已获得的荣誉包括:2017年“中国大学生自强之星标兵”,2017年工信部工信创新奖学金特等奖,2016年第十三届王大珩光学奖,2016年北理工优秀博士论文育苗基金,2016、2017年连续两年博士生国家奖学金,2016年工信部工信创新奖学金二等奖,2016、2017年连续两年周立伟奖学金,2016年徐特立奖学金一等奖,2015年华瑞世纪奖学金,2015、2016年第二届、三届光电学院研究生学术论坛一等奖,2014年-2017年连续四年一等学业奖学金,2016年第六届大学生科技创新作品与专利成果展示推介会创新金奖,2016年第六届“青春北理”北京理工大学年度十大榜样之科研创新榜样,2016年北京市优秀团员。以第一作者身份发表SCI收录的高水平学术论文19篇,其中有10篇论文发表在国际光学领域的顶级刊物上;2017年在光学领域一流国际会议做学术报告;2017年参加中国光学学会年会并做邀请报告;申请国家发明专利12项,授权5项。除此之外,付时尧还是美国光学学会(OSA)会员,担任Optica、 Photonics Research,Optics letters,Optics Express和《光学学报》《中国激光》等国际国内光学领域高水平学术期刊的审稿人,出色的审稿质量得到好评。

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