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薄 方 教授

光学

个人资料

  • 部门: 物理学院
  • 性别:
  • 出生年月: 1979-12-18
  • 专业技术职务:
  • 研究标签:
  • 毕业院校: 南开大学
  • 学位: 博士
  • 学历:
  • 联系电话:
  • 电子邮箱: bofang@nankai.edu.cn
  • 办公地址: 八里台校区五教204
  • 通讯地址: 天津市南开区卫津路94号
  • 邮编: 300071
  • 传真:

教育经历

2002—2007年,南开大学,凝聚态物理专业,理学博士。

1998—2002年,南开大学,应用光学和经济学专业,理学和经济学学士;


工作经历

2017-今,南开大学物理科学学院,副院长

2015-今,南开大学泰达应用物理研究院,教授

2013-2014年,美国圣路易斯华盛顿大学,访问学者

2009-2015年,南开大学泰达应用物理学院,副教授

2007-2009年,南开大学泰达应用物理学院,讲师

个人简介

薄方,南开大学,教授,物理科学学院副院长。2002年,南开大学,理学和经济学学士;2007年,南开大学,理学博士。2013年至2014年,美国圣路易斯华盛顿大学,访问学者。


近期主要从事微腔光子学研究,重点集中在铌酸锂晶体微腔的研究。实现了位于晶片上的高品质因子的反楔形二氧化硅微盘腔(Opt. Lett. 39, 1841-1844 (2014))、二氧化硅-铌酸锂复合腔(Adv. Mater. 27, 8075 (2015))、铌酸锂单晶圆盘腔(Opt. Express 23, 23072 (2015))、铌酸锂单晶变形腔(Opt. Lett. 43, 2917-2920 (2018))、周期极化铌酸锂微盘腔(Sci. China-Phys. Mech. Astron., accepted)等微腔的批量制备。对铌酸锂微腔共振波长的主动调控,热光效应(Opt. Express, 24, 21869 (2016)),倍频、和频等非线性光学效应(Photon. Res. 5, 623-628 (2017))开展了系统研究。


迄今为止,在Advanced MaterialsPhysics Review LettersNature Photonics等杂志上发表论文40余篇,h-index:10,SCI引用约340次。与他人合著英文专著章节一章。作为负责人,承担国家自然科学基金项目3项,其他项目5 项;参与国家重大科学研究计划、国家自然科学基金重点项目等十余项科研项目。




研究领域

研究兴趣微纳光学、非线性光学和量子光学。近期主要从事回音廊模式光学微腔的制备和应用相关的研究。代表性工作如下:


[3] 利用激光脉冲沉积技术在二氧化硅盘形微腔上镀铌酸锂薄膜的办法,我们在无需后处理的情况下成功实现了1e5品质因子铌酸锂/二氧化硅复合微盘腔的制备(Adv. Mater. 27, 8075 (2015)),该工作提出了一种全新的从下到上的铌酸锂微腔制备方案。


1. 铌酸锂二氧化硅复合腔的(a)结构示意图、(b)光学显微镜图像、(c)扫描电子显微镜图像和(d)原子力显微镜图片


[2] 在国际上首次实现了1e6以上品质因子的位于晶片上的铌酸锂微盘腔的批量制备,利用电光效应实现了微腔共振波长的主动调控(Opt. Express 23, 23072 (2015));系统研究了单晶铌酸锂微盘腔内的热光效应,观察并解释了强光泵浦情况下,微腔透射谱的振荡效应(Opt. Express, 24, 21869 (2016))。


2. 单晶铌酸锂微盘腔的a扫描电子显微镜图像与(b)其边缘的放大图像

3. (a)铌酸锂微盘腔共振波长的电光调控。(b)共振波长移动与电压之间的关系


[1] 采用与半导体加工工艺兼容的微纳加工技术,在位于硅片上的二氧化硅薄膜上制备出了一种具有新的外形结构的光学微腔——反楔形二氧化硅微腔,微腔的品质因子超过1e6,该微腔可以实现稳定高效的耦合(Opt.Lett. 39, 1841 (2014))。可以作为基底制备复合微腔(Adv. Mater. 27, 8075 (2015),Sci. China-Phys., Mech. & Astron. 58,1-5 (2015))


图4. 各种二氧化硅微盘腔的(a-e)显微镜图片和(f-h)典型模式分布


教学工作

《大学物理II-2(电磁学、光学和近代物理部分)》,主讲

《General Physics》,主讲,全英文授课

《大学物理实验(力热部分)》,参与

《光学和光子学前沿讲座》,参与

科研项目


[6] 项目编号:11734009,项目名称:铌酸锂晶体微腔中的非线性过程与调控研究,国家自然科学基金重点项目,项目起止年月:201801月至 2022 12月,参与(南开部分负责人)

[5] 项目编号:11674181,项目名称:基于铌酸锂微盘腔的窄带宽可调谐宣布式单光子源,国家自然科学基金面上项目,项目起止年月:2017年01月至2020年12月,主持

[4] 项目批准号:不详,项目名称:基于微腔的高效率矢量涡旋光场发生器,光学信息技术科学教育部重点实验室开放课题,项目起止年月:2016年06月2018年06月,主持

[3] 项目批准号:11374165,项目名称:微米尺寸铌酸锂晶体回音壁模式微腔的制备和光学非线性增强研究,国家自然科学基金面上项目,项目起止年月:2014年01月至2017年12月,主持

[2] 项目批准号:10904077,项目名称:利用法珀腔共振效应提高有机材料中慢光的相对延迟,国家自然科学基金青年项目,项目起止年月:2010年01月至2012年12月,主持

[1] 项目编号:200800551034,项目名称:动态和静态光栅中光脉冲形变的抑制,教育部新教师基金项,项目起止年月:2009年01月至2011年12月,主持



论文著作

2018年

[40] P. Chang, X. Li, L. Huang, F. Gao*, W. Zhang, F. Bo, G. Zhang and J. Xu*, Fast light in the generation configuration of stimulated Brillouin scattering based on high-Q micro-cavities, Opt. Express, 26(12), 15377-15383 (2018). 

[39] L. Wang, C. Wang, J. Wang, F. Bo*, M. Zhang, Q. Gong, M. Loncar*, Y. Xiao*, High-Q chaotic lithium niobate microdisk cavity, Opt. Lett., 43(12), 2917-2920 (2018).

[38] W. Mao, W. Deng, F. Bo*, F. Gao, G. Zhang*, J. Xu*, Upper Temperature Limit and Multi-channel Effects in Spherical Lithium-niobate Optical Parametric Oscillators, Opt. Express, 26(12), 15268-15275 (2018).

[37] Z. Hao, L. Zhang, A. Gao, W. Mao, X. Lyu, F. Bo*, F. Gao, G. Zhang*, J. Xu*, Periodically poled lithium niobate whispering gallery mode microcavities on a chip, Sci. China-Phys. Mech. Astron., accepted.


2017年

[36] Z. Hao, J. Wang, S. Ma, W. Mao, F. Bo*, F. Gao, G. Zhang, and J. Xu, Sum-frequency generation in on-chip lithium niobate microdisk resonators, Photonics Res. 5, 623-628 (2017).

[35] X. Wang, B. Zhu, Y. Dong, S. Wang, Z. Zhu, F. Bo, and X. Li*, Generation of equilateral-polygon-like flat-top focus by tightly focusing radially polarized beams superposed with off-axis vortex arrays, Opt. Express 25, 26844-26852 (2017).

[34] F. Bo*, Ş. K. Özdemir*, F. Monifi, J. Zhang, G. Zhang, J. Xu, and L. Yang*, Controllable oscillatory lateral coupling in a waveguide-microdisk-resonatorsystem, Sci. Rep. 7, 8045 (2017).

[33] Y. Sun, F. Song, C. Qian, K. Peng, S. Sun, Y. Zhao, Z. Bai, J. Tang, S. Wu, H. Ali, F. Bo, H. Zhong, K. Jin, and X. Xu*, High-Q Microcavity Enhanced Optical Properties of CuInS2/ZnS Colloidal Quantum Dots toward Non-Photodegradation, ACS Photon. 4, 369-377 (2017).

[32] X. Gao, X., J. Li*, Z. Hao, F. Bo*, C. Hu, J. Wang, Z. Liu, Z.-Y. Li, G. Zhang and J. Xu, Vertical microgoblet resonator with high sensitivity fabricated by direct laser writing on a Si substrate. J. Appl. Phys. 121(6), 064502 (2017).


2016年

[31] J. Wang,  B. Zhu, Z. Hao, F. Bo*, X. Wang*, F. Gao, Y. Li,  G. Zhang*, and J. Xu, Thermo-optic effects in on-chip lithium niobate microdisk resonators. Opt. Express 24(19), 21869-21879 (2016).

[30] F. Monifi, J. Zhang*, Ş. K. Özdemir*, B. Peng, Y.-x. Liu, F. Bo, F. Nori, and L. Yang*, Optomechanically induced stochastic resonance and chaos transfer between optical fields, Nat. Photon. 10, 399-405 (2016).

[29] L. Huang, J. Wang, W. Peng, W. Zhang, F. Bo, X. Yu, F. Gao*, P. Chang, X. Song, G. Zhang, and J. Xu, Mode conversion in a tapered fiber via a whispering gallery mode resonator and its application as add/drop filter, Opt. Lett. 41, 638-641 (2016).

[28] L. Huang, X. Song, P. Chang, W. Peng, W. Zhang, F. Gao*, F. Bo, G. Zhang, and J. Xu, All-fiber tunable laser based on an acousto-optic tunable filter and a tapered fiber, Opt. Express 24, 7449-7455 (2016).

[27] L. Huang, P. Chang, X. Song, W. Peng, W. Zhang, F. Gao*, F. Bo, G. Zhang, and J. Xu, Tunable in-fiber Mach-Zehnder interferometer driven by unique acoustic transducer and its application in tunable multi-wavelength laser, Opt. Express 24, 2406-2412 (2016).


2015年

[26] F. Bo, J. Wang, J. Cui, S. K. Ozdemir*, Y. Kong, G. Zhang*, J. Xu, and L. Yang*, Lithium-Niobate–Silica Hybrid Whispering-Gallery-Mode Resonators, Adv. Mater. 27, 8075-8081 (2015).

[25] F. Bo*, Ş. K. Özdemir*, B. Peng, J. Wang, G. Zhang, J. Xu, and L. Yang*, Vertically coupled microresonators and oscillatory mode splitting in photonic molecules, Opt. Express 23, 30793-30800 (2015).

[24] F. Bo*, X. Wang, Y. Li, F. Gao, G. Zhang*, and J. Xu, Mode characteristics of silver-coated inverted-wedge silica microdisks, Sci. China-Phys. Mech. Astron. 58, 1-5 (2015).

[23] L. Xu, Y. Dou, F. Bo, J. Xu, and G. Zhang*, Two-photon correlation and photon transport in disordered passive parity-time-symmetric lattices, Phys. Rev. A 91, 023817 (2015).

[22] J. Wang, F. Bo*, S. Wan, W. Li, F. Gao, J. Li, G. Zhang, and J. Xu, High-Q lithium niobate microdisk resonators on a chip for efficient electro-optic modulation, Opt. Express 23, 23072-23078 (2015).

[21] L. Huang, W. Peng, F. Gao*, F. Bo, G. Zhang, and J. Xu, Mutually modulated cross-gain modulation with a considerable modulation wave number-interaction length product, Opt. Express 23, 12004-12012(2015).


2014年

[20] L. Xu, Y. Yin, F. Bo, J. Xu, and G. Zhang*, Anomalous refraction indisordered one-dimensional photonic lattices, J. Opt. Soc. Am. B 31, 105-109 (2014).

[19] Y. Li, H. Liu*, H. Jia, F. Bo, G. Zhang, and J. Xu, Fully vectorial modeling of cylindrical microresonators with aperiodic Fourier modal method, J. Opt. Soc. Am. A 31, 2459-2466 (2014).

[18] Y. Dou, L. Xu, B. Han, F. Bo, J. Xu, and G. Zhang*, Quantum correlation of path-entangled two-photon states in waveguide arrays with defects, AIP Advances 4, 047117 (2014).

[17] F. Bo, S. H. Huang, S. K. ÖzdemirP, G. Zhang, J. Xu, and L. Yang, Inverted-wedge silica resonators for controlled and stable coupling, Opt. Lett. 39, 1841-1844 (2014).


2013年以前

[16] W. Zhang, L. Huang, F. Gao, F. Bo, G. Zhang, and J. Xu, Tunable broadband light coupler based on two parallel all-fiber acousto-optic tunable filters, Opt. Express 21, 16621-16628 (2013).

[15] W. Zhang, L. Huang, F. Gao, F. Bo, G. Zhang, and J. Xu, All-fiber tunable Mach-Zehnder interferometer based on an acousto-optic tunable filter cascaded with a tapered fiber, Opt. Commun. 292, 46-48(2013).

[14] L. Xu, Y. Yin, F. Bo, J. Xu, and G. Zhang, Transverse localization of light in the disordered one-dimensional waveguide arrays in the linear and nonlinear regimes, Opt. Commun. 296, 65-71 (2013).

[13] W. Zhang, L. Huang, F. Gao, F. Bo, L. Xuan, G. Zhang, and J. Xu, Tunable add/drop channel coupler based on an acousto-optic tunable filter and a tapered fiber, Opt. Lett. 37, 1241-1243 (2012).

[12] L. Xu, Y. Yin, F. Bo, J. Xu, and G. Zhang, Linear and nonlinear localized modes in the width-disordered one-dimensional waveguide arrays, SPIE proceedings-Photonics Asia, 855410-855410 (2012).

[11] F. Bo, L. Xu, J. Wang, G. Zhang, and J. Xu, Active chromatic control and resonant improvement on thetransverse-phase-modulation-induced group delay of light, SPIE proceedings-Photonics Asia, 85540O-85540O (2012).

[10] W. Zhang, F. Gao, F. Bo, Q. Wu, G. Zhang, and J. Xu, All-fiber acousto-optic tunable notch filter with a fiber winding driven by a cuneal acoustic transducer, Opt. Lett. 36, 271-273 (2011).

[9] F. Xin, G. Zhang, F. Bo, H. Sun, Y. Kong, J. Xu, T. Volk, and N. M. Rubinina, Ultraviolet photorefraction at 325 nm in doped lithium niobate crystals, J. Appl. Phys. 107, 033113 (2010).

[8] F. Bo, Z. Liu, F. Gao, G. Zhang, and J. Xu, Slow and fast light in photorefractive GaAs--AlGaAs multiple quantum wells in transverse geometry, J. Appl. Phys. 108, 063101 (2010).

[7] L. Xu, G. Q. Zhang, N. N. Xu, F. Bo, F. Gao, W. D. Fan, J. J. Xu, K.P. Lor, and K. S. Chiang, Active chromatic control on the group velocityof light at arbitrary wavelength in benzocyclobutene polymer, Opt. Express 17, 18292-18303 (2009).

[6] G. Q. Zhang, F. Bo, F. Gao, R. Dong, Y. F. Tu, and J. J. Xu, Slow and fast lights with moving and stationary refractive index gratings in solids at room temperature, Int. J. Mod. Phys. B 22, 447-468 (2008).

[5] F. Gao, J. Xu, G. Q. Zhang, F. Bo, and H. Liu, Paraxialenergy transport of a focused Gaussian beam in ruby with nondegenerate two-wave coupling like mechanism, Appl. Phys. Lett. 92 (2008).

[4] F. Bo, G. Zhang, and J. Xu, Ultraslow Gaussian pulse propagation induced by a dispersive phase coupling in photorefractive bismuth silicon oxide crystals at room temperature, Opt. Commun. 261,349-352 (2006).

[3] F. Bo, G. Zhang, and J. Xu, Transition between superluminal and subluminal light propagation in photorefractive Bi_{12}SiO_{20} crystals, Opt. Express 13, 8198-8203 (2005).

[2] G. Zhang, R. Dong, F. Bo, and J. Xu, Slowdown of group velocity of light by means of phase coupling in photorefractive two-wave mixing, Appl. Optics. 43, 1167-1173 (2004).

[1] G. Zhang, F. Bo, R. Dong, and J. Xu, Phase-coupling-induced ultraslow light propagation in solids at room temperature, Phys. Rev. Lett. 93, 133903-133903 (2004)

学术交流

2018年5月17-20日,薄方、毛文博(本)、高昂(本)参加了在福州举行的the 2nd International Workshop on Asymmetric Microcavity and Wave Chaos,薄方做邀请报告,毛文博做张贴报告。

2017年11月4-11日,博士研究生郝振中参加了在德国Bad Honnef举行的653. WE-Heraeus-Seminar: Optical microcavities and their applications国际会议,并做张贴报告。

2017年10月28-30日,薄方参加了在北京市举行的2017光学仪器与技术国际会议(OIT'2017),并做邀请报告

2017年10月20-22日薄方参加了在天津市举行的光学与光子学南开论坛(OPS-NKU2017),并做邀请报告。

2017年10月12-16日薄方、郝振中(博)、马姝琼(硕)、张莉(博)、杨夏夏(硕)、毛文博(本)参加了在上海市举行的2017年微腔光子学学术研讨会,薄方做邀请报告,郝振中、毛文博做张贴报告。

2017年8月10-14日,郝振中参加了在吉林省长春市举行的2017年中国光学学会学术大会,并做张贴报告。

2017年7月24-29日,薄方参加了在韩国仁川举行的META 2017国际会议,并做邀请报告

2017年7月17-20日,薄方参加了在山东省青岛市举行的Photorefractive Photonics 2017国际会议,并做邀请报告

2017年7月10-14日,郝振中(博)、马姝琼(硕)、张莉(博)、杨夏夏(硕)、李佳林(本)参加了中科院物理所微加工实验室在北京举办的2017 年微纳米加工技术讲习班。

2017年6月30日-7月2日薄方教授、张国权教授组织了《2017年微腔光子学前沿论坛》,本次会议共有来自北京大学、哈尔滨工业大学、湖南师范大学、南京大学、南开大学、清华大学、上海光机所、西安光机所、长春光机所、中国科学技术大学等10家单位的13名青年学者,就光学微腔制备、模式控制、传感、非线性光学、光力学、量子光学应用等内容进行了报告,共有来自14个单位的50余名师生参加会议。

2017年3月20-22日,薄方、王杰(博)、郝振中(博)参加了在北京举行的Workshop on Asymmetric Microcavity and Wave Chaos,薄方做邀请报告,郝振中做张贴报告

2017年1月29-2月2日,薄方参加了在美国旧金山举行的SPIE Photonics West国际会议,并做邀请报告

2016年11月26-27日,薄方、博士研究生王杰、郝振中、硕士研究生马姝琼参加了在深圳举行的第三届微腔光子学学术研讨会,薄方做邀请报告

2016年11月17-19日,薄方参加了在重庆永川举行的第十七届全国基础光学与光物理学术讨论会,并做邀请报告

2016年10月26-28日,薄方参加了在法国尼斯举行的 the 1st International Conference on Optics, Photonics and Materials,并做口头报告。

2016年10月17-21日,博士生王杰参加了Frontiers in Optics (FIO 2016)-the 100th OSA Annual Meeting, Oct. 17-21,2016, Rochester, USA,并做张贴报告。

2016年10月12-16日,薄方参加了吉林抚松举行的第十八届激光科学研讨会,并做口头报告。

2016年9月27-29日,博士研究生王杰参加了在北京举办的中国科学院物理研究所第三届全国物理学科博士生论坛,并做张贴报告。

2016年8月5-8,薄方、博士研究生王杰、硕士研究生郝振中参加了 在贵阳举办的第十八届全国凝聚态光学性质学术会议,薄方做邀请报告,王杰、郝振中做口头报告。

2016年7月30日-8月1日薄方组织了《光学微腔研讨会(博士研究生论坛)》。本次会议共有来自国内外10个研究组的40余位师生参加,12名博士后研究人员和博士研究生做了精彩报告,内容涉及光学微腔的制备、性质调控及其在量子通信、光力学、非线性光学、传感、微波和光信号处理等领域的应用。本组博士研究生王杰做口头报告。

2016年7月24-28日,薄方参加了The 6th International Multidisciplinary Conference on Optofluidics (Optofluidics 2016), July 24-27,2016, Beijing, China,并作邀请报告

2016年5月12-14日,薄方、博士研究生王杰、硕士研究生郝振中、朱博文、马姝琼、本科生邓伟参加了在北京举行的北京大学微腔光子学青年论坛。

2016年3月16-23日,博士研究生王杰、硕士研究生郝振中参加了在复旦大学举办的光学物理春季学校。

2015年12月1-4日,博士研究生王杰参加了在日本北海道举行的The 4th International Workshop on Microcavities and Their Applications会议,并作张贴报告。

2015年9月10-13日,薄方、博士研究生王杰参加了在吉林省长春市举行的中国物理学会秋季会议,王杰做张贴报告。

2015年8月24-26日,薄方参加了在韩国釜山举行的CLEO-PR2015国际会议,并做张贴报告。

2015年8月14-17日,博士研究生王杰参加了在四川省成都市举行的2015年中国光学学术大会,并做口头报告。

2015年7月5-11日,薄方参加了The 36th PIERS Progressin Electromagnetics Research Symposium (PIERS 2015), July 6-9, 2015, Prague,Czech Republic,并做邀请报告

2015年6月15-18日,薄方参加了于瑞士维拉尔举行的PR15国际会议,并做口头报告。

2015年6月12-14日张国权教授、薄方副教授组织了《光学微腔研讨会》,共有来自国内外十余家高校和研究所的五十余名师生参会。


荣誉奖励

2012年,第十一届天津市高校青年教师教学基本功竞赛,一等奖

2012年,天津市教卫工委“教工先锋岗”


学术成果

制备了反楔形二氧化硅光学微腔、铌酸锂单晶微腔、铌酸锂二氧化硅复合微腔等不同的光学微腔;发现了微腔和波导之间多点耦合振荡效应,观察到了多腔耦合的振荡效应;在铌酸锂单晶微腔和铌酸锂复合微腔中实现了电光调制、和频以及倍频等非线性光学效应。近期代表性研究成果如下:


[4] 利用先制备周期极化铌酸锂晶体薄膜,再制备铌酸锂微盘腔的办法,成功实现了片上周期极化铌酸锂微盘腔的制备(Sci. China-Phys., Mech. & Astron. doi/10.1007/s11433-018-9241-5),周期极化铌酸锂晶体微盘腔的制备为利用铌酸锂晶体最大的电光系数d_{33},实现高效率非线性频率转换提供了可能。

1. 周期极化铌酸锂微腔。(a)PFM图像、(b)PFM相位图、(c)显微镜图片;(d)透射谱。



[3] 利用激光脉冲沉积技术在二氧化硅盘形微腔上镀铌酸锂薄膜的办法,我们在无需后处理的情况下成功实现了1e5品质因子铌酸锂/二氧化硅复合微盘腔的制备(Adv. Mater. 27, 8075 (2015)),该工作提出了一种全新的从下到上的铌酸锂微腔制备方案。


2. 铌酸锂二氧化硅复合腔的(a)结构示意图、(b)光学显微镜图像、(c)扫描电子显微镜图像和(d)原子力显微镜图片


[2] 在国际上首次实现了1e6以上品质因子的位于晶片上的铌酸锂微盘腔的批量制备,利用电光效应实现了微腔共振波长的主动调控(Opt. Express 23, 23072 (2015));系统研究了单晶铌酸锂微盘腔内的热光效应,观察并解释了强光泵浦情况下,微腔透射谱的振荡效应(Opt. Express, 24, 21869 (2016))。


3. 单晶铌酸锂微盘腔的a扫描电子显微镜图像与(b)其边缘的放大图像

4. (a)铌酸锂微盘腔共振波长的电光调控。(b)共振波长移动与电压之间的关系


[1] 采用与半导体加工工艺兼容的微纳加工技术,在位于硅片上的二氧化硅薄膜上制备出了一种具有新的外形结构的光学微腔——反楔形二氧化硅微腔,微腔的品质因子超过1e6,该微腔可以实现稳定高效的耦合(Opt.Lett. 39, 1841 (2014))。可以作为基底制备复合微腔(Adv. Mater. 27, 8075 (2015),Sci. China-Phys., Mech. & Astron. 58,1-5 (2015))


图5. 各种二氧化硅微盘腔的(a-e)显微镜图片和(f-h)典型模式分布


学位: 博士

毕业院校: 南开大学

邮件: bofang@nankai.edu.cn

办公地点: 八里台校区五教204

电话:

出生年月: 1979-12-18

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