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学科建设
物理与光电学院


1. 物理与光电学院

物理与光电学院主要由理学部从事物理和光电相关教学科研老师组成。共有教职工近70人,其中教授13人,副教授30余人。包括国务院特殊津贴专家2人、北京市教学名师2人、北京市劳模1人、国家优秀青年基金获得者1人、教育部新世纪优秀人才1人、北京市长城学者1人、北京市科技新星3人、北京市青年教师教学基本功大赛一等奖获得者3人。在校全日制学生400余人。

学院现有应用物理学一个本科专业,该专业为北京市品牌专业。另外光电信息科学与工程专业已经通过校内初审。 近年来,物理与光电学院获得全国/北京市/行业学会优秀博士学位论文奖(含提名)多篇;获得省部级科研奖多项;建设了多门国家级和北京市精品课程/教材。高水平的科学研究、特色的人才培养、丰富的国际交流活动为高质量人才培养起到了强有力的支撑。

物理学和光学工程是国家一级学科博士点,多年来一直位列是世界QS学科排名前400强。第四轮学科评估中,物理学科B-(京5-6),光学工程B+(京2-4)。国家一级重点学科1个(光学工程,与激光工程研究院共建),北京市重点学科2个(光学、凝聚态物理),另外,学院还设有北京工业大学微纳信息光子技术研究所、理论物理研究所;北京市物理实验教学示范中心,普通物理实验室、应用物理实验室等教学、科研实验室。

学院科研实力雄厚,在现代代光学与光电子学、光纤通信技术、光信息处理、激光技术、纳米光学、光电薄膜材料、光纤传感与光电检测,固体表面物理,理论物理等领域取得了多项创新性成果。共承担国家自然科学重点项目1项,国家自然科学基金100余项,北京市自然科学基金等各类省部级基金100余项。

多年来,物理与光电学院教职员工一直秉持“不息为体,日新为道”校训精神,不忘初心、牢记使命,为学校、学部各项建设事业做出了卓越贡献!

2. 学院下属机构简介

1. 物理教学研究中心

中心简介

主要承担全校公共基础课《大学物理》、《大学物理实验》、《文科物理》(经济类)、专业基础课《普通物理II》和《固体物理》以及研究生课程《晶体物理基础》等课程。同时面向全校开设有通识类选修课《宇宙史话》、《物理学史》等。

《大学物理》课程以“加强创新素质教育”为主线,从“课程核心、课程拓展、学生园地”三个方位进行建设。“课程核心建设”是紧密围绕课堂教学的建设和改革,强调夯实基础,强化科学思维与方法的训练;“课程拓展建设”是围绕课程内容,加强对通识性选修课和演示实验室等建设,开拓视野,激发兴趣,培养学生的实验观察和动手实践能力;“学生园地建设”是利用课程资源,指导学生参加科技实践活动,启迪他们的创新意识,培养他们的创新能力。由课内到课外,由基础到前沿,由理论学习到动手实践,多方位培养学生的创新素质。

中心教师:王越、王吉有、邱菊、刘敏蔷、刘宇星、赵金良、段苹、高 一波、王丽香、 崔丽彬、韩守振、刘凤艳、翁钢、原安娟、崔敏、李宝胜

其他专技人员:孔乐、薛红玲、欧阳丽婷、杨旭东、刘立英、万欣、雷宇、张兵

2. 微纳信息光子技术研究所

微纳信息光子技术研究所以微纳尺度光物理学和光电子技术研究为基础,开展微纳光子结构在信息光子学、生物传感、有机光伏和有机发光器件中的应用研究。培养物理学、光学工程专业的博士、硕士研究生,承担相关专业方向的研究生和本科生的教学工作。以超快光子学为核心内容,主要研究方向包括:微纳光子结构制备,新型光场调控技术,微纳光子器件和片上集成;基于超快光子学的电子、分子动力学研究及其在光伏和发光器件研究中的应用;新型微纳传感技术与器件及其在生物、环境检测中的应用。

研究所现有固定成员10人,其中包括国家优秀青年基金获得者、教育部新世纪优秀人才支持计划入选者、国务院政府特殊津贴获得者、北京市特聘教授、北京市长城学者、北京市高层次人才计划入选者、北京市特聘专家、北京市科技新星等。研究所成员获教育自然科学二等奖、饶毓泰基础光学奖、霍英东青年教师奖、北京市青年教师教学基本功比赛一等奖等重要奖项。培养全国优秀博士学位论文1篇、中国光学学会光学优秀博士学位论文提名奖1篇。

研究所成员近年来承担国家自然科学基金重点项目、国家重大研究计划项目等国家级科研项目超过15项,北京市自然科学基金重点专题项目、北京市教委重点项目等省部级科研项目10余项。在Science Advances、Advanced Science、Advanced Materials、Nano Letters、JACS、Advanced Functional Materials等国际期刊上发表SCI收录期刊论文400余篇。

研究所拥有丰富的激光光源,完备的分析、测试仪器,先进的纳米光子结构制备及表征研究平台,以及特色的有机光电子学研究平台。重点设备包括多种飞秒激光振荡器、放大器、飞秒激光泵浦-探测系统,扫描电子显微镜和电子束曝光系统,时间相关光子计数系统,共聚焦、拉曼光谱和扫描近场光学显微系统,纳米材料沉积系统,磁控溅射和反应离子束刻蚀系统,全光谱范围光谱测试仪器等。

研究所与英国剑桥大学、英国曼彻斯特大学、英国圣安德鲁斯大学、德国斯图加特大学、德国吉森大学、爱尔兰都柏林大学、俄罗斯国家量子中心、美国北卡罗莱纳大学教堂山分校、日本电气通信大学等国际知名研究机构建立并保持着实质性的科研合作关系。

研究所成员:张新平、翟天瑞、刘红梅、郭金鑫、富聿岚、马赫、张一 伟、史晓玉、张树清、郭丹

3. 光信息科学与技术系

光信息科学与技术系主要承担《光学》、《信息光学》、《光学设计》、《数学物理方法》、《光纤通讯原理》等本科教学课程,同时承担着博士后、留学的国外博士生、国内博士生、硕士生的教学和培养任务。目前承担国家自然科学基金面上项目、北京市自然科学基金重点项目等多项课题。成员主要从事光信息处理、太赫兹成像、数字全息、光学相干断层成像、微波光子学等方面的研究。与爱尔兰国立都柏林大学、比利时列日大学、荷兰阿姆斯特丹自由大学等国外高校开展学生联培、紧密合作。先后在Optics Letters、Applied Physics Letters、Scientific Reports、Optics Express、Biomedical Optics Express等国际著名光学期刊发表学术论文100余篇,授权发明专利20余项。

系教师名单:王大勇、江竹青、万玉红、王云新、戎路、赵洁

其他专技人员:卢胜江

4. 光电信息科学与工程系

光电信息科学与工程系承担应用物理专业、光电信息科学与工程专业(在建)《普通物理》、《激光原理》、《光电子学》、《专业物理实验》等主干课程教学及国家大学生创新性实验计划、光电子与光通信课程设计、毕业设计等本科生指导工作。同时承担了物理学(光学)、光学工程的研究生教学及硕士生、博士生及博士后的培养工作。

光电信息科学与工程系从事光电子及光通信的科学研究,在激光技术与器件、光纤通信与传感、光电转换方面研究历史悠久,研究成果居于国内先进水平。承担多项国家级、省部级纵向科研项目及企业委托横向科研项目,获得多项先进科研成果,并将科学研究与工程结合进行技术转化,取得一定经济效益。研究成果在国内外重要学术期刊发表论文多篇,获得国家专利多项,并获得多个国家级、省部级科研奖励。

系教师名单:王丽、宋晏蓉、彭月祥、周劲峰、胡曙阳、田金荣、方晓惠、苏雪琼

5. 凝聚态物理系

系简介:

研究方向:新型材料的物性及其应用、光电信息材料物理、凝聚态物理理论。目前该系有超高真空磁控溅射系统、高真空有机薄膜蒸发系统、高真空热蒸发镀膜系统和甩膜机等薄膜制备设备,另外有红外光谱仪、紫外分光光度计、椭偏仪、拉曼光谱仪、振动样品磁强计、X射线衍射仪、半导体特性测试仪、量子效率测量系统和磁-电-光综合测试平台等薄膜物理特性测试设备,形成了比较完善的薄膜制备和特性测量实验平台。涉及的研究领域有半导体光电材料与器件、自旋电子器件、分子电子学、二维半导体材料、磁性材料及应用。凝聚态物理系承担了国家自然科学基金、北京市自然科学基金、北京市教委科技计划重点项目等多项研究项目,每年发表科研论文多篇,研究成果发表在Advanced Materials、Nano Energy、Journal of Alloys and Compounds等国内外期刊上。

系教师名单:邓金祥、杨红卫、杨凯华、高红丽、王贵生、杨倩倩、王晓蕾、孟军华、冯超、窦菲

6. 理论物理系简介

系简介

理论物理专业学科主要承担应用物理专业《理论力学》、《电动力学》、《热力学、统计物理》和《量子力学》以及其它理论物理相关课程的本科教学以及理论物理发展前沿的研究工作。目前承担多项国家自然科学基金项目、北京市自然科学基金项目和北京市教委项目,同时承担着博士后、留学的国外博士生、国内博士生、硕士生的教学和培养任务。

由理论物理学成员为主组成了学院二级科研机构理论物理研究所,成员主要从事粒子物理、原子核理论、约束场论、凝聚态物理、量子通信、天体物理、等离子体物理、超弦理论和宇宙学等方面研究。研究目前处于国内领先、国际先进水平,先后在国内外重要核心刊物发表了学术论文400余篇,取得了国际上创新的成果。

系教师名单:熊兆华、王雯宇、李爱民、孙宝玺、曾定方、刘波扬、江金 环、高向东、郭霄雨

3. 物理学科简介

主要有光学、凝聚态物理和理论物理三个学科构成。信息光电子专业现有教师17人,其中具有博士学位教师14人,实验人员2人,所有教师均从事教学科研第一线工作。另有兼职教授4人。2014年获得北京工业大学先进基层单位,2013年获北京工业大学教工先进党支部。

本专业主要研究领域是信息光学与光电子技术相结合的应用基础学科,涉及现代光学与光电子学、光纤通信技术、光信息处理、激光技术、纳米光学、光电薄膜材料、光纤传感与光电检测等技术理论。主要有四个研究方向:光信息处理与光通信器件、纳米光学与技术、新型激光器及超快过程、光纤传感与光电检测技术,均处于国内先进或领先水平。代表性成果有新型超高密度体全息存储、金属纳米结构的溶液法制备技术、金属光子晶体生物特异反应传感器系统、基于金属纳米结构的新型光子器件和光电子系统声电光器件、超快光纤激光器、可调谐激光器、PLD镀膜技术等。

凝聚态物理研究方向:新型材料的物性及其应用、光电信息材料物理、凝聚态物理理论。目前该系有超高真空磁控溅射系统、高真空有机薄膜蒸发系统、高真空热蒸发镀膜系统和甩膜机等薄膜制备设备,另外有红外光谱仪、紫外分光光度计、椭偏仪、拉曼光谱仪、振动样品磁强计、X射线衍射仪、半导体特性测试仪、量子效率测量系统和磁-电-光综合测试平台等薄膜物理特性测试设备,形成了比较完善的薄膜制备和特性测量实验平台。涉及的研究领域有半导体光电材料与器件、自旋电子器件、分子电子学、二维半导体材料、磁性材料及应用。凝聚态物理系承担了国家自然科学基金、北京市自然科学基金、北京市教委科技计划重点项目等多项研究项目,每年发表科研论文多篇,研究成果发表在Advanced Materials、Nano Energy、Applied surface science、Journal of Alloys and Compounds、Physics Letters等国内外期刊上。

理论物理专业学科主要承担应用物理专业《理论力学》、《电动力学》、《热力学、统计物理》和《量子力学》以及其它理论物理相关课程的本科教学以及理论物理发展前沿的研究工作。目前承担多项国家自然科学基金项目、北京市自然科学基金项目和北京市教委项目,同时承担着博士后、留学的国外博士生、国内博士生、硕士生的教学和培养任务。

由理论物理学成员为主组成了学院二级科研机构理论物理研究所,成员主要从事粒子物理、原子核理论、约束场论、凝聚态物理、量子通信、天体物理、等离子体物理、超弦理论和宇宙学等方面研究。研究目前处于国内领先、国际先进水平,先后在国内外重要核心刊物发表了学术论文400余篇,取得了国际上创新的成果。

        物理学科责任教授:张新平

4. 光学工程学科(共建)简介

光学工程学科属于光学工程国家一级重点学科,北京市光学重点学科。1986年获得国务院授权的博士学位授予权,在211工程“九五”期间的重点学科建设中,进入到“光学”国家重点学科行列。北京光学学会挂靠理学部物理学院。本学科在全息与光信息处理和声光信号处理方面属国内起步最早的单位之一,声电光器件在国内独树一帜,率先在国内开拓光全息存储研究领域,研究成果位于国内领先行列,并在国际上有相当影响;在纳米光学领域的研究属于国际领先水平,将金属纳米结构的溶液法制备技术、金属光子晶体生物特异反应传感器系统等进一步实用化;在超快光纤激光器、光电薄膜器件的研制方面取得一些成果。本系已完成了1项“973”国家重点基础研究项目、国家高技术研究发展计划1项(863项目)及多项国家自然科学基金项目及省部级科研基金项目;目前承担着多项国家自然科学基金项目及省部委自然基金重点项目及面上项目,研究经费充足。

5. 应用物理学本科专业

学院积极探索实行导师制和小班习题课等,加强师生交流和对学生的引导,提高教育教学质量。进一步完善本科生的教学计划、课程设置,强化新生研讨课程和双语课程。鼓励并大力支持学生积极参与科技活动,如参加学科竞赛,参与导师的科研项目,校级星火基金项目等,提高学生应用所学知识的能力、团队合作意识、创新意识等。近几年两个本科专业学生多人在北京市物理竞赛,数学竞赛,物理实验竞赛,全国及全美数学建模竞赛,北京市电子设计大赛中取得好成绩。

◆培养目标:培养具有良好科学素养、掌握科学思维方法,具有扎实的物理学基础,掌握光通信与光电子技术基本理论和方法,具有良好的数学基础,以及英语和计算机应用能力,具有较强实践能力和创新意识,在科学研究、教育部门或企业从事应用物理学以及相关交叉学科领域中的应用研究、技术开发以及管理工作的高素质应用型创新人才。部分毕业生能够在物理一级学科下的理论物理、凝聚态物理和光学专业进一步深造。

◆主要课程:课程体系由公共基础课程、学科基础课程、专业限选和专业任选课程,以及实践教学课程组成。学科基础课程设有:普通物理、光学、数学物理方法、理论力学、热力学与统计物理、量子力学、电动力学、激光原理、通信原理、固体物理、电路与电子技术、数字电子技术、C语言程序设计基础等;专业课程主要有:光电子学、信息光学、光纤通信原理、光纤通信网络、计算机原理与接口技术、数据通信网络、纳米光学与技术、计算物理、现代物理导论、光电薄膜与器件、物理测试技术和新生研讨课等;实践教学课程有:普通物理实验、近代物理实验、专业物理实验、电工电子基础训练、认识实习、工作实习、课程设计、创新性实验研究,应用物理项目设计基础和毕业设计等。学生能够根据自己在理论物理、凝聚态物理、光通信与光电子技术三个方向的专业兴趣与发展需求选修专业课程,满足学生个性化发展需求。实践教学环节着力培养学生的基本专业技能,综合分析和解决实际问题的能力,知识应用创新能力和社会实践能力,适应社会及北京市对信息产业发展的人才需求。

◆就业方向:1. 国内攻读研究生:近年来毕业生考取研究生人数逐年增多,近两届毕业生中有30%在北京大学、中科院、北京理工大学、北京邮电大学、北京工业大学等高校或科研单位攻读光学、理论物理、凝聚态等专业研究生;2.出国攻读研究生:每年有近10%毕业生出国留学,在欧美一些国家高校攻读理论物理、光学和计算机等专业方向的研究生;3. 供职各类高科技公司:从事通信、计算机、激光、电子设备等产品的研制和开发工作;4. 供职科研院所:从事基础、应用研究及开发、计算机软件编制、科技情报管理等工作;5. 供职行政机关和事业单位:从事光电通信、计算机应用,金融领域和科技管理等工作。

6. 光电信息科学与工程专业(筹)

筹建的光电信息科学与工程专业紧密围绕国家和北京市对该领域专业人才的迫切需求,结合北京市科技创新中心建设目标,立足于培养面向“基于光信息科学光电子技术科学方向的技术研发、系统设计人才,具有信息获取、传输、应用方面”的高素质创新型人才,为推动首都光电信息技术向“设计中心”和“管控中心”转型做贡献。

◆培养目标:光电信息科学与工程专业的课程体系强化“以光电信息为主”和“多学科交叉应用为基础”的知识体系,培养学生的光电信息技术创新能力、交叉应用能力,使学生毕业后主要从事光电信息领域的总体设计研发和技术管理工作。

◆主要课程:

(1)核心课程方面,强化光学、电学、信息技术方面的基础知识,要求学生掌握光电信息方面的专业知识,开设课程包括应用光学、物理光学、信息光学、激光原理、电磁场理论、信号与系统、模拟电子技术、数字电子技术、通信原理。

(2)特色课程中融入光电信息基础、交叉科学应用等思想,开设课程有晶体光学、光纤通信原理、光电子学、光电检测技术及应用、计算机原理与接口技术、量子光学导论、量子力学等。

(3)实践环节重视项目化课程建设,培养学生“综合设计”与“光电信息系统设计与应用”的意识与能力。主要课程包括:信息光学课程设计、光通信技术课程设计、激光系统课程设计、虚拟仪器与编程语言、光电工程项目设计基础综合训练等。

◆就业方向:1. 计划有30%-40%的学生毕业后攻读国内的研究生,攻读光学工程、光电技术及计算机等专业方向;2. 计划约10%毕业生出国留学,攻读相关专业的研究生;3. 供职各类高科技公司、科研院所从事产品的研制、开发,科技创新项目等工作;4. 供职行政机关和事业单位:从事光电通信、计算机应用,金融领域和科技管理等工作。