申藝杰，2019年獲得清華大學(xué)精密儀器系光學(xué)工程專業(yè)博士學(xué)位，2019年3月到6月期間受邀作為訪問學(xué)者于南非金山大學(xué)物理學(xué)院結(jié)構(gòu)光實(shí)驗(yàn)室（Andrew Forbes課題組）與南非CSIR國家激光中心進(jìn)行合作研究?，F(xiàn)為英國南安普頓大學(xué)高級研究員（Senior Research Fellow）瑪麗·居里學(xué)者研究員（Marie S.-Curie Research Fellow），博士生導(dǎo)師，于光電研究中心（Optoelectronics Research Centre，ORC）納米光學(xué)與超材料組（Nikolay I. Zheludev課題組）開展研究。當(dāng)前的研究領(lǐng)域?yàn)榻Y(jié)構(gòu)光操控，光學(xué)角動量，量子糾纏，超快非線性光學(xué)，納米光學(xué)與超材料。
申藝杰是2019年王大珩光學(xué)獎獲得者，現(xiàn)為中國光學(xué)學(xué)會會員、中國力學(xué)學(xué)會會員、美國光學(xué)學(xué)會（OSA）特邀會員（系統(tǒng)與儀器組資深會員）、中國國家一級計(jì)算機(jī)制圖員。擔(dān)任Opt. Lett., Opt. Express, IEEE Photon. J., J. Opt.等多個國際學(xué)術(shù)期刊審稿人，英國皇家物理學(xué)會（IOP）J. Opt. 期刊學(xué)術(shù)顧問委員會成員。在國際學(xué)術(shù)會議及研究機(jī)構(gòu)做學(xué)術(shù)報告10余次，以第一作者及通訊作者在物理及光學(xué)領(lǐng)域知名期刊Light: Sci. & Appl., Optica, Phys. Rev. A, Opt. Lett., Opt. Express等發(fā)表學(xué)術(shù)論文40余篇并有超過五百次引用。
追尋 · 漫漫科研路
談及自己的科研之路，申藝杰感慨萬千。其中令他印象最深的是兩次專業(yè)方向上的“大轉(zhuǎn)彎”。申藝杰本科就讀于華南理工大學(xué)的機(jī)械工程自動化專業(yè)，后憑借優(yōu)異的成績保送到了清華大學(xué)精密儀器系激光與光子技術(shù)研究室。近些年來光學(xué)領(lǐng)域各種新發(fā)現(xiàn)的、奇異的光子性質(zhì)始終吸引著他，他也懷著對光學(xué)的滿腔熱愛，選擇了激光技術(shù)作為研究方向，一次從“機(jī)械”到“光學(xué)”領(lǐng)域的大轉(zhuǎn)彎。為了緊跟科學(xué)前沿、充分利用實(shí)驗(yàn)室優(yōu)勢，他結(jié)合自身的研究興趣，選擇研制具有各種特殊性能的新型激光器作為研究方向。
如果說這第一次“大轉(zhuǎn)彎”靠的是熱情，那么第二次靠的就是智慧了，因?yàn)檫@才是博士課題中一次的真正涅槃。經(jīng)過博士一年級基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)以及在實(shí)驗(yàn)室的磨練，與導(dǎo)師的商議討論后，申藝杰將博士研究課題正式確定為高功率飛秒激光技術(shù)。為了在實(shí)驗(yàn)指標(biāo)上完成新的突破，他瞄準(zhǔn)了一種新型的寬帶熒光晶體——Yb:CALGO。但當(dāng)他費(fèi)盡千辛萬苦終于拿到從德國采購到的晶體時，國際上利用該晶體實(shí)現(xiàn)的一些新指標(biāo)已經(jīng)被搶先發(fā)表了出來。
申藝杰在清華大學(xué)精儀系激光室實(shí)驗(yàn)室
雖然想法被別人搶先驗(yàn)證和發(fā)表令申藝杰備受打擊，但他并沒有灰心。經(jīng)過持續(xù)調(diào)研和思考，申藝杰被另一個學(xué)術(shù)問題點(diǎn)亮了靈感。他發(fā)現(xiàn)高功率飛秒激光技術(shù)除了在時間上的脈沖問題備受關(guān)注，空間結(jié)構(gòu)光問題也是時下的熱點(diǎn)。特別是結(jié)合光子軌道角動量的渦旋光束問題，該問題讓經(jīng)典光學(xué)與量子光學(xué)產(chǎn)生了聯(lián)系，具有極高的研究潛力。于是他果斷放棄原有的研究計(jì)劃，將研究方向從時間轉(zhuǎn)向空間，從脈沖結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)向渦旋結(jié)構(gòu)。壓抑不住內(nèi)心的激動，申藝杰抓緊每分每秒設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，功夫不負(fù)有心人，最終取得了成功。他首次實(shí)現(xiàn)了Yb:CALGO激光的渦旋光束，借助新晶體優(yōu)異的性能，將系統(tǒng)的軌道角動量可調(diào)諧范圍比同類方案提高了一個量級，并且使調(diào)諧方法和可控性都有了較大改良。這個重要的成果及其延伸工作很快被多份權(quán)威光學(xué)期刊陸續(xù)接收和發(fā)表，其中便包括發(fā)表在Nature旗下光學(xué)頂級期刊Light: Science & Applications的綜述文章。申藝杰的博士課題就這樣從飛秒激光轉(zhuǎn)變?yōu)闇u旋光束方向，完成了從時間向空間的華麗轉(zhuǎn)身。
在申藝杰的眼里，科研本身就可以看作一種興趣，是一個值得享受的過程?！拔沂乔迦A大學(xué)藝術(shù)團(tuán)的成員，沉浸在科研里就像享受音樂一樣。音樂與光學(xué)本身是有密切聯(lián)系和共通之處的，它們的載體——聲音和光，都是一種波動現(xiàn)象?！泵慨?dāng)在實(shí)驗(yàn)室研究復(fù)雜激光器時，申藝杰都感覺在譜寫一曲光學(xué)領(lǐng)域的華美樂章。能夠感受到這種藝術(shù)同科學(xué)間交互與美感，也是他專注科研并取得成功的良方。
申藝杰在清華軍樂隊(duì)
收獲 · 與精儀共成長
回首在精儀系學(xué)習(xí)生活的時光，在這里，申藝杰不僅收獲了豐富的知識，也深刻地體會到了精益求精的精神。在申藝杰眼里，精儀系是提供機(jī)會，讓他全面掌握光學(xué)、光電子以及量子等領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識的平臺。在這里，學(xué)習(xí)感興趣的研究方向使他充滿了熱情，同時也面對著很多的挑戰(zhàn)。
在這些挑戰(zhàn)面前，正是導(dǎo)師的耐心指導(dǎo)與精儀系精益求精的精神鼓舞了他。令申藝杰印象最深刻的是在2017-2018年，他一口氣寫了十幾篇論文進(jìn)行投稿，可是最后的結(jié)果卻不盡人意。除了兩篇二區(qū)的OLOE中稿，其他的文章經(jīng)歷多次周折之后，都被發(fā)表到三區(qū)的一般期刊上。在沮喪和低沉中，是導(dǎo)師鞏馬理教授的一席話點(diǎn)醒了他：“你發(fā)的文章數(shù)量夠多了，但是你的成果還沒有很好體現(xiàn)清華精神——精益求精，你的目標(biāo)應(yīng)該是一篇nature。”回望那段經(jīng)歷，申藝杰坦言自己有些急躁，很多工作并沒有深入挖掘。現(xiàn)在的他正時刻謹(jǐn)記導(dǎo)師的教誨，甘坐冷板凳，沉下心去細(xì)致琢磨。近兩年申藝杰也通過深度的積累，在頂尖的一區(qū)期刊，如OSA頂尖期刊Optica、Nature旗下的Light: Science and Applications，多次發(fā)表了研究工作。
對于申藝杰而言，從精儀系出發(fā)的他從未停止腳步。他明白，想要不斷提升追求更高水平的研究，“系統(tǒng)性，深入性，創(chuàng)新性，工作量”缺一不可。
渦旋光束的基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)貫穿于藝術(shù)、科學(xué)領(lǐng)域：埃舍爾畫作中的彭羅斯階梯
（a）莫比烏斯環(huán) （b，c）與渦旋相位 （d）屬于同構(gòu)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
分享 · 未來仍可期
博士畢業(yè)后，申藝杰成功申請成為“瑪麗·居里學(xué)者”（位列歐洲三大杰出人才計(jì)劃之首，是歐盟資助個人科研的最高獎項(xiàng)），從激烈的競爭中脫穎而出贏得全額獎學(xué)金的支持，來到英國南安普頓大學(xué)知名的光電研究中心（ORC）納米光子學(xué)與超材料課題組，師從英國皇家科學(xué)院和美國工程院兩院院士Nikolay Zheludev，開始了他的博士后研究生涯。在這里，他延續(xù)了博士階段開辟的結(jié)構(gòu)光方向，并將原有空間結(jié)構(gòu)光的研究，推廣到時空結(jié)構(gòu)脈沖、超材料、量子技術(shù)等前沿方向領(lǐng)域，向著更深、更廣的學(xué)術(shù)領(lǐng)域推進(jìn)。
申藝杰用不到一年的時間就晉升成為了南安普頓大學(xué)高級研究員，并取得博士生導(dǎo)師資格，開始共同指導(dǎo)博士生。“對我來說，這是十分激動，也是十分具有挑戰(zhàn)性的階段?！苯酉聛?，他的目標(biāo)會在納米光學(xué)和量子光學(xué)等更加前沿的領(lǐng)域，將研究向更底層基礎(chǔ)物理科學(xué)深入。“希望能不斷提升團(tuán)隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)與協(xié)作能力，爭取做出更有影響力的科研成果?！?
申藝杰在英國南安普頓大學(xué)知名的光電研究中心（ORC）
回顧博士經(jīng)歷和科研道路，申藝杰也有不少經(jīng)驗(yàn)和收獲分享：
“我的博士求學(xué)期間取得了很多成果，但也經(jīng)歷了很多坎坷。現(xiàn)在的精儀系，無論是實(shí)驗(yàn)資源還是合作條件都有了大幅度的提升，希望師弟師妹們能更好地利用資源，能發(fā)現(xiàn)科研的樂趣，少走彎路。
另一個簡短但卻是最想分享的經(jīng)驗(yàn)——做學(xué)術(shù)一定要克服急躁情緒。深入、嚴(yán)謹(jǐn)、踏實(shí)的工作，是取得更大創(chuàng)新性的基礎(chǔ)。
最后也建議同學(xué)們能夠在閑暇之時學(xué)習(xí)音樂、學(xué)會欣賞音樂。音樂雖是一門情感藝術(shù)，但在其感性的樂動背后，有著嚴(yán)密的理性與邏輯。有位德國哲學(xué)家曾說過：‘音樂是無意識的數(shù)學(xué)過程?！髑褪蔷幋a，演奏就是解碼和信號處理。學(xué)會欣賞、演奏、創(chuàng)作音樂，必然會成為你在感性生活和理性科研兩方面的寶貴財(cái)富！”
