華科副校長張新亮專訪：為人才培養、前沿交叉創新和服務國家

高速大容量和高效低功耗的光電子器件與集成晶片

《光學界》：首先請張校長談一談自己的研究方向和主要研究工作。
張新亮：我個人從事的主要研究方向是信息光電子器件與集成。信息光電子器件是實現信息獲取、傳輸、交換、計算、存儲等功能的信息系統的基石，高速大容量、高效低功耗是器件研究中關注的主要問題，集成是光電子器件發展的必然趨勢。
我主要做三個方面的研究工作。第一方面主要是針對全光信號處理的光電子器件以及集成晶片。全光信號處理可避免光-電-光轉換，可充分發揮光的並行性特點，提高信息處理量，降低功耗。半導體光放大器中的非線性效應比較豐富，被廣泛用於全光信號處理中。在器件設計建模方面，我們可以針對不同的應用需求，基於能帶工程對半導體光放大器中的非線性效應進行選擇性調控；在集成晶片研究方面，我們發展了半導體光放大器、延時幹涉儀、陣列波導光柵等9個功能性器件集成的單片集成晶片，可實現4信道50Gb/s信號的同時光信號處理；同時也研究出多個半導體光放大器、延時幹涉儀集成的單片集成晶片，成功實現40Gb/s速率下兩路信號的所有邏輯最小項產生。在半導體光放大器研究方面，我應該是國際上發表相關論文最多的研究者，我們基於半導體光放大器實現多種邏輯門功能的工作中，工作原理和實驗結果都被國際上流行的《Fiber-Optic Communication Systems》教材直接引用。
第二個方面主要是面向光通信網絡多維復用光傳輸的矽基集成晶片。矽基光子學器件具有與CMOS工藝兼容的特點，可望大規模製造並降低成本。我們在矽基高速探測器方面做了一些工作，鍺矽探測器的帶寬可以到70GHz，同時也研究了高飽和功率的探測器和雪崩光電二極體。我們的工作被《Laser Focus World》專題報導過兩次。同時，我們在突破光纖與集成晶片高效耦合、偏振控制和偏振旋轉、混頻、高速Ge/Si探測器等核心技術基礎上，和華為技術有限公司合作成功實現400Gb/s矽基相干接收晶片。針對器件小型化、更大帶寬的需求，最近我們在結合表面等離激元狹縫波導研究一些帶寬可到太赫茲的高速矽基發射器、調製器和探測器。
第三個方面主要是面向高速測量的光電子器件與系統。這方面我們主要是想在我們從事光電子器件和光信號處理功能研究基礎上，發展一些針對特殊測量需求的測試儀表，能夠實現一些現在儀器儀表實現不了的測試功能。我們現在承擔的一個基金委重點項目主要是做快速的光譜測量，發展出了目前測量速度最快的光譜分析系統，其中涉及到高效率的非線性波導以及孤子光頻梳方面的研究工作。另外承擔的一個科學儀器研製項目，主要是想發展一種測量幀率達50MHz的太赫茲頻譜分析系統，其中涉及到高速的探測器、帶寬達太赫茲的光調製器等。
三個方面的研究工作中，光信號處理研究方面，我們希望研製出不斷演進的光計算機原型機；矽基光子集成晶片方面，我們希望和器件公司合作推動在通信系統中的實際應用；高速測量的光電子器件與系統方面，希望能發展出針對特殊場合應用的高端儀器儀表。

「將2800名本科生放在心裡，有壓力。怎麼培養好？」
《光學界》：請張校長介紹一下自己一直以來在創新人才培養模式方面的思路和做法。
張新亮：我自己很喜歡人才培養的工作，也喜歡和學生接觸。我的《光纖通信技術》課程就是國家精品課程和國家精品資源共享課程。我先後合作培養或直接培養的研究生有80多位，其中有1人獲全國百篇優博論文，2人獲全國百篇優博論文提名，6人獲湖北省優秀博士學位論文獎。培養的學生中已有4人獲得國家優秀青年基金的資助，有20多名畢業的研究生在華為技術有限公司從事光子器件研發工作。
在擔任國家試點學院院長期間，我面對的實際問題是學生較多，教育資源有限。如何把原來30多人試點班的教學改革舉措面向700多本科生進行推廣？我們的做法是抓住核心課程。首先我們要求將20多門核心課都按照精品課程來建設，每個核心課程都有科研訓練的內容。同時我們建設有完整的實踐教育體系，針對每個不同方向，設計實驗課、課程設計、生產實習和科研訓練等環節，希望學生在模塊化基礎知識學習基礎上建立起不同光電系統的整體概念。我們還與上海光機所、成都光機所合作，與光電子信息園區企業合作，將更多的學科產業資源引入，轉化為人才培養的資源。我們收到的效果是培養的學生專業基礎很好，運用基礎知識解決實際問題的動手能力也很強。
對課程的嚴格要求當然給教師也增加了壓力。但是我們注重激勵，有導向性地考核教師的工作，通過各種手段激發教師的積極性。我們引進了很多優秀的年輕教師，「傑青」、「優青」等等。這些為人才培養奠定了基礎。
基於核心課程群，依託優質學科平臺和產業資源，探索麵向群體的創新人才培養模式改革，這些就是我作為第一完成人獲2018年度國家教學成果一等獎的主要內容。

「高等學校培養人是第一位的」
《光學界》：從「華中理工」到「華中科技大學」，從成果卓著的研究者、悉心教授學生的教師到學術平臺的引領者，請張校長談一談對我們國家基礎科教、創新研究、產業應用的思考。
張新亮：高等學校具有人才培養、科學研究、社會服務和文化傳承等方面的職能，但我認為最核心的功能應該是培養人，培養有研究能力、創新能力的人，其他幾個方面的功能是可以通過培養人的過程來實現的。但人才培養和單純的教學活動並不是畫等號的，高等學校當然要做自己的研究，不做研究也培養不了做研究的人、有創新能力的人。
這些年，隨著國家科教投入的增大，大量的海外高水平人才的引進，使得國內的創新研究水平提升很快。但也有觀點認為，高校中科學研究過分追求論文的發表，沒有關注實際問題的解決。由於我們國家的科技、工業發展現狀還沒有達到歐美國家完全工業化的水平，國家的創新體系還沒有建立完善，有創新能力的企業還不足夠多，高等學校還要承擔為國家、企業進行核心技術攻關以及產品研發的任務。高校承擔了太多不該承擔的責任和義務。就像我們國家現在面臨很多卡脖子的技術問題，我個人覺得責任不全在高校。隨著國家創新體系的逐步完善，產業技術瓶頸的問題最終還是需要企業自己來解決，高校應該培養更多有紮實基礎和創新能力的人，這些人去企業幫助解決技術瓶頸問題，這應該是比較理想的一種生態。此時高校的科學研究就需要不斷前移，要偏向於基礎問題的突破、引領性、交叉性的研究。至於該不該發表論文，是否論文發表多了，我想我們現在面臨的問題其實是發展中的問題，學術共同體有它自身的規則，這些年學術評價其實在不斷進步、不斷變化。

「100」期——為人才培養、為前沿交叉創新和服務國家重大需求貢獻力量
《光學界》：在不平凡的2020，國際交流和科研互動隨著疫情也走向了新的空間。請張校長給我們介紹一下近來影響廣泛的「光子學公開課」、「神奇光子在線講壇」等活動。
張新亮：疫情造成了空間的隔離，但讓學術交流更便捷，學術的免費獲取逐漸成為趨勢。我所在的武漢光電國家研究中心功能定位中就包含學術交流中心和知識傳播中心，我們建設有不少的品牌學術交流活動，如武漢光電論壇、POEM、PIBM等國際會議等。
2020年，我們新開始了神奇光子在線講壇，主要是面向學術前沿、學術與產業融合、學術新秀，希望給校內外、國內外光電子領域的學者一個展示自己研究工作的舞臺。通過和蔻享學術平臺合作，每期有1000到2000多人在線收看，受益面更大，而且報告視頻全部共享在網上，觀眾可以隨時隨地學習。
光子學公開課則是在中國光學學會的大力支持下，國內的一些學術同行共同做的一種探索，是想把國內外的優勢研究單位的優勢資源讓全國的研究工作者共享，希望能凝聚集體智慧，在新的形勢下提升我國人才（特別是研究生）培養質量，為提升國內光子學領域的研究水平貢獻一點力量。這個倡議提出後，得到包含北大、清華、浙大、復旦等20多所兄弟高校的積極響應和支持。通過和蔻享、Bilibili等不同的直播平臺合作，目前光子學公開課每次有近1萬人在線收看，反響很好。
光子學公開課我們設計了20個專題，計劃連續舉辦100期。每期講座時長2個小時左右，希望主講人能夠把前沿研究問題中的基礎理論知識講清楚，可以讓研究生建立起書本上的理論知識和實際的科研問題之間的聯繫。我想這種方式對想進入某一個研究領域的研究者來說非常有幫助，可以迅速了解這個領域的研究現狀和所需要的基礎理論知識。目前我們專題的課程設置中，先邀請一個國際上該領域的領軍人物做一個全面的綜述，再邀請一些一線的優秀研究人員分別對該領域涉及的不同內容進行詳細的講解。前期羅徹斯特的張希成教授、復旦大學的周磊教授、渥太華大學的姚建平教授為我們帶來了精彩的講座，後面我們也邀請到斯坦福的崔屹教授、加州理工學院的汪立宏教授給我們講課。很幸運，這個公開課得到大家的大力支持和幫助，我們計劃邀請的人都很欣然接受我們的邀請，秘書組的青年教師們也是不計任何報酬的在付出，這是我們堅持做下去的動力來源。

領軍人物：

張新亮

博士，教授，博士生導師。1971年10月生於湖北省黃梅縣，1992年在華中理工大學獲學士學位，2001年6月在華中科技大學（華中理工大學）獲物理電子學博士學位。

先後入選武漢市青年晨光人才、教育部新世紀優秀人才、湖北省傑出青年基金、國家傑出青年基金、中組部萬人計劃創新領軍人才、教育部長江學者特聘教授（2017）等計劃。美國光學學會Fellow。

現任中國光學學會常務理事、湖北省儀器儀表學會理事長、國務院光學工程學科評議組成員和教育部」光電信息科學與工程」專業分教指委副主任。

擔任《Frontiers of Optoelectronics》期刊共主編、《Photonics Research》和《Photonics Journal》副編輯。

2012年6月至2019年1月曾任華中科技大學光學與電子信息學院院長，2016年3月至2019年1月曾任武漢光電國家研究中心副主任，現任華中科技大學副校長。

長期從事光電子器件與集成方面的研究工作。先後主持國家863計劃、973計劃課題、國家傑出青年基金項目、基金委重大國際合作項目、基金委重點基金項目、基金委重大科學儀器研製項目、國家重點研發計劃項目等。發表國際主流期刊論文350篇以上，發表論文被Web of Science引用超過6000次，Google Scolar統計引用超過8000次。先後主持和參與獲得省部級自然科學一等獎4項，授權發明專利16項，合作出版專著《半導體光放大器及應用》。