电子科大首次《自然》上发表论文 29岁小伙突破世界难题

成都全搜索新闻网(记者 王玲)6月13日报道 6月12日,《自然》在线刊发了电子科技大学的最新研究论文《基于石墨烯-氮化硅谐振腔的电光可调光频率梳》。论文第一作者兼通讯作者为电子科技大学光纤传感与通信教育部重点实验室青年教师姚佰承,其博士生导师饶云江教授为共同作者,电子科技大学为通讯作者单位,其中,姚佰承今年才29岁。成都全搜索新闻网记者从电子科技大学获悉,这是电子科技大学首次在《自然》正刊上发表研究成果。

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最年轻作者才29岁 这篇论文“牛”在哪儿?

在信息爆炸的时代,每天都有海量数据被遍布全球各地的设备发送和接收。如何确保这些数据流准确而有序地到达?光频梳技术的问世,让激光授时的精度和可靠性得到了质的提升,也为解决这一问题提供了新路径。

作为摘得诺贝尔物理学奖的技术,光频梳被称为“万能时钟”,因在频域上具有相等频率间隔的光学序列,形似均匀间隔的梳子而得名,已成为当代信息器件和系统的基石之一,是精确制导、航空航天、信号处理、量子计算等领域的核心器件,也是未来信息网络发展不可缺少的关键技术。

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作为一项复杂的系统工程和最前沿的研究领域,光频梳研究涉及到先进材料制备、微纳米加工、激光激发和调控等环节,美国和欧洲的顶级研究机构一直是其中的引领者。但目前现有的光频梳设备几乎都受限于它的核心部件——谐振腔。谐振腔一经制成,一般不可调控,这在一定程度上限制了光频梳的普及,使它的实用价值大打折扣。

然而,电子科技大学科研工作者们和美国加州大学洛杉矶分校(UCLA)、英国剑桥大学和新加坡微电子研究院的合作者们通力合作,攻克了这一难题。《基于石墨烯-氮化硅谐振腔的电光可调频率梳》这篇论文通过一些具体研究,实现了光频梳的大范围可调。29岁的姚佰承打了个形象的比方:“就像给电视机装个盒子,以前只能看中央一台,现在可以看上百个台了”。

“非正编”博士研究课题被多次婉拒 最终在美国组建一支中国科研队伍

成都全搜索新闻网记者获悉,从本科到博士,姚佰承均就读于电子科技大学A+学科——信息与通信工程,师从光纤传感领域著名学者、首批长江学者、IEEE/OSA/SPIE Fellow饶云江教授。2015年,在国家留学基金委全额奖学金和“光纤传感与通信”创新引智基地111计划资助下,姚佰承作为国家公派联合培养博士,带着电子科技大学的合作方案,前往美国加州大学洛杉矶分校(UCLA)开展学习研究。“石墨烯和光频梳本身都是诺奖成果,石墨烯可调,光频梳稳定,一动一静,二者结合,开出新花。”姚佰承这样介绍自己的创意,“我们做的就是让1+1>2。”

姚佰承在美国的研究之路并不是从一开始就一帆风顺,课题难度高、缺少材料、没有帮手随时都在考验着这位“非正编”的联合培养博士生。在UCLA的前三个月,姚佰承一直在寻找材料领域的合作伙伴,但都遇到了挫折。这个选题复杂而困难、核心而敏感,多个美国人主导的课题组都婉拒了这位中国年轻人的合作建议。终于,在Wong教授的支持下,姚佰承得到了UCLA材料化学和微加工权威科学家、华裔教授段镶锋课题组的大力支持。姚佰承后来谈道,“段老师的肯定和支持真是让人喜出望外。”

随后,姚佰承以超越年龄的领导力与推进力,在美国大学里,撮合起了一支中国人作为绝对主力的科研队伍:4名论文共同第一作者,3人来自中国。除了姚佰承,还有来自中国台湾的黄书伟博士和毕业于浙江大学的刘渊博士。现已回国并入选国家“千人计划”青年项目的刘渊教授回忆道,“这算是科学合作的典型范例,我们强强联合,佰承负责设计实现,我专攻纳米加工,书伟擅长系统测试。”

快速回应《自然》疑问 跨越12个时区与竞争者赛跑

这一强强联合展现出极高的工作效率。开始研究9个月之后,漂亮的可调光频梳展现在他们面前。2017年2月,联合课题组将这一发现整理下来并向《自然》投稿。但是,向来以严格著称的《自然》并没有在第一次就给中美联合课题组亮起绿灯。审稿人充分肯定了这一工作的重要性,但是他们也坚持认为,论文中提到的研究成果并不完整。

收到《自然》意见时,姚佰承已经在英国剑桥大学担任博士后研究员,论文第一稿的四位共同第一作者甚至分散在了中美英三个国家,短时间内完成这一挑战,似乎已经不太可能。同时面对这样一个重要的机会,剑桥大学、都灵大学联合课题组,瑞士联邦理工学院和美国加州理工学院等全世界的竞争者也正在向可调光频梳激光发起冲击。要想脱颖而出,就必须克服万难。这支以中国人为核心的团队,再一次展现出了超常的凝聚力。跨越12个时区意味着一个人的白天,就是另一个人的深夜,他们接力赛跑,全力推进。论文的第四位共同第一作者Vinod博士来自印度,他甚至也装上了微信,同步和中国同事们“零延迟”交流。在接下来的8个多月里,他们瞄准《自然》所期盼的“非凡”以及完整性,不断努力,最终达到审稿人的要求。

在《自然》正刊上发表论文之前,饶云江教授课题组联合电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室陈远富教授团队,已经在石墨烯光纤光学方向耕耘了八年。“国家和学校的平台越来越好了,这是我们工作走向世界的底气,”姚佰承对此深有体会。对于自己的成果,他显得十分谦虚,多次表示这绝非自己的个人成绩,“作为成电培养的学生,能做出这点成绩,得益于国家科技水平的进步、学校的支持和导师的指导,更离不开国际化的团队合作”。他希望这些成果“能够吸引更多中国年轻人对光信息科学产生更大的兴趣,这才是好事情”。

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