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——记2017年“中国大学生自强之星标兵”北理工博士生付时尧

供稿: 党委宣传部 王朝阳 学生记者 王琛 摄影: 光电学院 编辑: 王朝阳
(2018-05-26) 阅读次数:
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  “今天很荣幸站在这里获得光学学术领域的崇高荣誉,我一定会再接再厉,传承好王大珩院士的精神,在光学研究的道路上继续前进。”这是一位青年学子的获奖感言。2017年8月11日,他荣获了中国光学领域最高荣誉——“王大珩光学奖”。这个略显腼腆的男孩名叫付时尧,是北京理工大学光电学院电子科学与技术专业2014级博士研究生。

  博士求学期间,在导师的指导下,付时尧提出了多种新型涡旋光束和矢量光束的产生与探测、涡旋光束畸变的自适应光学校正等创新方法与技术,对具有轨道角动量的光束的前沿应用有着积极的推动作用。2018年5月14日,为了表彰他在科研创新方面作出的突出贡献,付时尧获评为2017年“中国大学生自强之星标兵”,这一荣誉全国仅有十人获得。

  当谈到自己取得的成绩时,付时尧总结为:“做科研是我的本分,我只是坚持做了自己该做的,大胆做了别人不敢做的。”

 

在创新中砥砺志向

  身穿白大褂,头戴护目镜,手拿精密仪器,穿梭在光束间,是付时尧从小的梦想。高中时代的付时尧就对物理非常感兴趣,在高考填报志愿时,他毫不犹豫地选择了物理学中既古老又年轻的领域——光学。最终,付时尧顺利考入北理工光电学院光信息科学与技术专业。本科期间,他刻苦学习并积极参与创新实践活动,2014年又以优秀的成绩保送直博,师从光电学院高春清教授。

  博士入学之初,研究方向的选择成为了摆在付时尧面前的第一个问题,而这个选择也成为了他日后取得丰富成果的起点。一方面,高春清教授一直深耕“新型全固态激光器”领域,并且已经有了非常好的学术积累;另一方面,高春清教授又带领实验室成员承担了国家重点基础研究发展计划(973计划)“基于光子轨道角动量的新型光通信体制”中的研究课题。这个方向是光学领域的最新前沿方向之一,虽然有难度,但更有大量的未知内容去探索。

  “我不希望做那些前人做过的研究,因为这样会有一种跟在前人后面走的感觉,我更希望去做一些引领性的事情。”本科时就埋下的创新种子和敢于挑战的精神,让付时尧在博士入学之初就义无反顾地跟随导师,投入到了具有轨道角动量的涡旋光束及其应用这个全新领域的研究中。

  “基于光子轨道角动量的新型光通信体制”研究,其实就是让激光束内沿直线前进的光子,变为螺旋前进,这样一来,光子螺旋前进产生的轨道角动量就可以被利用起来,为激光增加了一个描述状态的维度,也就意味着激光传输信息的能力,伴随着光子的螺旋运动,发生了巨大的提升,每秒的数据传输量将会提升上百倍,达到100个TB的数量级。除此之外,具备轨道角动量的激光光束还能探测旋转速度。可以说,这一核心技术的突破,使得从发射宇宙飞船到手机通讯的诸多领域受益,意义不同凡响。

  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。

付时尧在新加坡参加光学领域高水平国际学术会议

  功夫不负有心人,读博三年多来,虽然没有出国留学,但在北理工这片沃土上,付时尧凭借在专业上的不断钻研硕果累累:以第一作者身份发表SCI收录的高水平学术论文19篇,申请国家发明专利12项、已授权5项,获得各类奖学金等学术奖励十余次……这些学术成绩已足以和国际一流大学的博士研究生媲美。

 

在拼搏中明德精工

  如果说聪明是天赋,那么勤奋则是一种可贵的品质。谈起付时尧,周围的人往往会用一个“拼”字来形容。除了跟随导师承担国家973计划项目的研究工作外,付时尧还作为负责人申请主持了一项学校的研究生科技创新重点项目。2016年11月到2017年3月,那5个月埋头苦干的时光,令他记忆犹新。

  激光光束可以通过调整相位和偏振从而分别产生矢量光束和涡旋光束,但是调整相位和偏振需要不同的设备仪器,因此要想调整激光的模式就必须中途更换设备。而付时尧申请的研究生科技创新项目,就是要制作一个可以同时调节激光相位和偏振的仪器。

  虽然,付时尧带领团队顺利制定出方案,但是在搭建仪器的过程中,还是遇到了不小的挑战。他们先是经过反复试验,排除了现有透镜老化导致焦距改变的问题,随后如何选择能与实验仪器匹配的新透镜又成为了新的困难。在没有参考资料的情况下,付时尧必须逐一计算市面上所有透镜规格和仪器设备间的匹配组合,从中寻找能够满足要求的组合。“市面上透镜的规格大概有百余种,计算一种匹配就要用将近1天的时间,我当时心一横,心想虽然这个工作量着实不小,但毕竟也是有数的,拼一拼能搞定。”那段时间,付时尧承星履草,经常是天一亮就来到实验室继续进行昨天的实验,一直工作到十二点才回到宿舍,而回到宿舍后还要处理分析白天的实验数据,寻找匹配方案,等到准备入睡时早就入夜已深。最终,经过刻苦钻研,付时尧终于找到了合适的搭配组合,成功地实现了方案设计的实验结果。

课题组合影(左三为付时尧的导师高春清教授)

  谈起得意门生,高春清教授满是自豪地说:“对于科学的热爱,对于创新的执着,让付时尧一直勤勤恳恳,奔跑在他的追‘光’之路上。” 

 

在担当中激扬青春

  作为一名直博生,26岁的付时尧在课题组中其实并不比其他同学大很多,但是大师兄的“辈分”却得到了导师和同学们的一致认可,而这种认可,则源自付时尧身上的那份担当。

  读博期间,因为表现出色,导师安排他担任了涡旋光束及应用课题学术小组的小组长。对付时尧来说这可并不是一份虚职,在继续做好自己研究工作的基础上,他协助导师指导了3位本科生、7位硕士生和1位博士生,尽职尽责的帮助,让同学们打心眼里认可这位大师兄。

  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。”

  付时尧的责任与担当,给师弟、师妹们留下了深刻的印象,也让他们备受感染。2017年11月,博士生翟焱望和硕士生殷慈,在实验中的编程和排查误码率环节遇到了问题。付时尧主动承担起了帮助师弟、师妹的任务,他认认真真、追求极致的态度,让大家非常佩服。殷慈回忆道:“当时,付师兄帮助我们一种算法一种算法的调试,我还记得改写的第一个程序特别长,花费时间也特别多,很多同学都失去了耐心,刚开始我们是4个人一起调试,后来很多同学熬不住回寝室了,凌晨3点的时候,付师兄在微信群里发了一句‘调好了,我回去睡了’,我们才知道,是他一个人坚持到了最后。”翟焱望补充说:“除了编程这一项外,误码率的排查、光路的搭建等一系列步骤,付师兄也认真负责地帮助我们,不允许有半点瑕疵。问题不‘日日清’,他睡不着觉。”

  “学霸”一枚的付时尧也并不是“两耳不闻窗外事”的“书呆子”。科研以外,他的生活同样精彩。

  作为光电学院博士物电班党支部书记,付时尧的工作干的也是有声有色,他针对博士研究生分属不同实验室、集中起来较为困难等特点,在支部里开设微党课、组织微交流,将网络微交流打造为党支部的工作特色。

付时尧担任2013年北京园博会志愿者

  “付时尧时间管理做的极佳,工作是多线程的。虽然是‘学霸’,但他参与社会实践与志愿公益活动也是非常积极。”付时尧的辅导员韩笑说道。北京国际长走大会、鸟巢“吸引”志愿活动、北京园博会志愿活动,还有学院里的一些活动,付时尧常会主动报名,他坚信,一个人的成长是多方面的,多参加社会活动也是不断完善自己的过程。

  

  扎实地学点知识,深刻地想点问题。守着一份沉稳,他潜心科研,上下求索,成绩斐然。“骐骥一跃,不能十步;驽马十驾,功在不舍。”付时尧有志向,敢创新,有追求,勇拼搏,有担当,讲责任,有理想,不言弃!

  

  人物档案:

  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。


(审核:蔺伟 邹锐)

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