牛！電子科大29歲副教授研究成果登上Nature

本文轉自青塔

在國際期刊 Nature 上刊發文章，代表著重大的科學「含金量」，意味著文章內容是近一段時期世界範圍內有重大影響的科學成果或發現。

6月12日，Nature 刊發了最新研究論文《基於石墨烯-氮化硅諧振腔的電光可調光頻率梳》。論文第一作者兼通訊作者為電子科技大學光纖感測與通信教育部重點實驗室青年教師姚佰承，其博士生導師饒雲江教授為共同作者。而這，也是電子科技大學首次在Nature 正刊上發表研究成果。

最年輕作者才29歲，這篇論文「牛」在哪兒？

研究成果發表在Nature

在物理學術界，光頻梳被稱為「萬能時鐘」，它是航空航天、信號處理、量子計算等領域的核心器件，也是未來信息網路發展不可缺少的關鍵技術。

而作為摘得諾貝爾物理學獎的技術，光頻梳研究涉及到先進材料製備、微納米加工、激光激發和調控等環節。但目前現有的光頻梳設備幾乎都受限於它的核心部件——諧振腔。諧振腔的不可調控在一定程度上限制了光頻梳的普及，使它的實用價值大打折扣。

如何突破這一技術難題？電子科技大學科研工作者們和美國加州大學洛杉磯分校、英國劍橋大學和新加坡微電子研究院的合作者們通力合作，攻克了這一難題。《基於石墨烯-氮化硅諧振腔的電光可調頻率梳》這篇論文通過諧振腔集成單晶石墨烯半導體異質結，實現了光頻梳的大範圍可調，並展示了豐富的多孤子態輸出。

簡單來說，就是通過石墨烯異質結，操控諧振腔的色散，突破諧振環材料和結構限制，讓一個器件就能展現豐富的輸出，在光頻梳研究中實現了新的突破。論文第一作者，年僅29歲的姚佰承老師將自己的研究成果做了個比喻：「就像給電視機裝個盒子，以前只能看中央一台，現在可以看上百個台了」。

首次投稿《自然》遭拒，跨越12個時區與競爭者賽跑

姚佰承博士

從本科到博士，姚佰承均就讀於電子科技大學信息與通信工程學院。2015年，姚佰承前往美國加州大學洛杉磯分校（UCLA）開展學習研究。但課題難度高、缺少材料、沒有幫手隨時都在考驗著這位「非正編」的聯合培養博士生。

年僅29歲姚佰承的憑藉超越年齡的領導力與推進力，在美國大學裡組建起了一支中國人作為絕對主力的科研隊伍。姚佰承在其中負責設計實現，還有人專攻納米加工和系統檢測等。據悉，此次研究成功的4名論文共同第一作者，3人來自中國。

開始研究9個月之後，漂亮的可調光頻梳展現在團隊面前。2017年2月，聯合課題組將這一發現整理下來並向《自然》投稿。但是，向來以嚴格著稱的《自然》並沒有在第一次就給中美聯合課題組亮起綠燈。審稿人充分肯定了這一工作的重要性，但是他們也堅持認為，論文還沒有完整證明光頻梳孤子態調控過程。

《自然》的評述表示，「我們知道尋求可控孤子狀態非常困難，但《自然》作為最好的期刊，當然希望報道最非凡的成果。」據了解，孤子，是一種沿著空間傳輸永不變形的脈衝，具有極高的穩定性，極具研究價值。在諧振腔中，展現一種孤子態已經實屬不易，要同時展現多個孤子狀態，還要論證其控制機理，難度極大。

收到《自然》意見時，姚佰承已經在英國劍橋大學擔任博士後研究員，參與研究的原班人馬也已大多離開UCLA，論文第一稿的四位共同第一作者甚至分散在了中美英三個國家，短時間內完成這一挑戰，似乎已經不太可能。

但面對這樣一個重要的機會，全世界的競爭者讓他們難以喘息。此時，劍橋大學、都靈大學聯合課題組也正在向可調光頻梳激光發起衝擊；瑞士聯邦理工學院和美國加州理工學院，在諧振腔上集成了類似於石墨烯的硒化鎢，也進展神速。

跨越12個時區意味著一個人的白天，就是另一個人的深夜，他們接力賽跑，全力推進。論文的第4位共同第一作者Vinod博士來自印度，他甚至也裝上了微信，同步和中國同事們「零延遲」交流。在接下來的8個多月里，他們瞄準《自然》所期盼的「非凡」，不斷努力。

研究成果在Nature發表，篇幅從21頁擴展到49頁

饒雲江教授帶領下的光纖感測與器件團隊

據了解，修改後的論文篇幅從21頁擴展到了49頁，新增了超過50組測量數據，其突出的研究創新性和完整性，得到了《自然》期刊的高度評價，「通過世界級的加工測試，作者們展現的物理圖景是如此豐富，值得《自然》發表，祝賀你們。」

其實，在《自然》正刊上發表論文之前，饒雲江教授（光纖感測領域著名學者、首批長江學者等）課題組聯合電子科技大學電子薄膜與集成器件國家重點實驗室陳遠富教授團隊，已經在石墨烯光纖光學方向耕耘了八年。對於此次研究成果，饒雲江說：「這當然是一個厚積薄發的過程，八年奮戰，越來越強，《自然》正刊論文剛好是登頂之作。」

對於自己的成果，姚佰承顯得十分謙虛，多次表示這絕非自己的個人成績，「作為成電培養的學生，能做出這點成績，得益於國家科技水平的進步、學校的支持和導師的指導，更離不開國際化的團隊合作。」他希望這些成果能夠吸引更多中國年輕人對光信息科學產生更大的興趣。

姚佰承副教授個人簡介

姚佰承教授作分享

姚佰承，1989年出生，現任電子科技大學信息與通信工程學院特聘副教授。

2016年畢業於電子科技大學，獲光學工程博士學位（成電傑出學生）；

2015年-2016年獲國家公派全額獎學金資助，為美國加州大學洛杉磯分校聯合培養博士生；

2017年-2018年任英國劍橋大學博士後副研究員（Research Associate Fellow）；

2017年至今任電子科技大學信息與通信工程學院特聘副教授。

其研究領域為光纖光波導通信和信息器件，以第一作者在《Nature》《Nature Photonics》《Nano Letters》《Nature: Scientific Reports》等國際權威期刊和CLEO等國際頂級會議發表學術論文40餘篇，其中SCI論文20餘篇，Google他引400餘次，H因子11。先後獲得OFS-22，CLEO-2016和OFS-25壓軸論文獎。授權美國發明專利2項、中國發明專利2項。

主持國家自然基金項目1項，參與4項，主研美國科學基金2項，歐洲旗艦項目1項。擔任包括《Nature Communications》《Nature: Light science & Applications》《Nature: Scientific Reports》在內的多個SCI期刊獨立審稿人和CLEO等頂級會議的技術審稿人。

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