院系概況
綜述
中國科學技術大學光學與光學工程系是以原物理系光學專業為主，為發展我國光學事業而專門在2009年成立的系，該系設有光學和光學工程兩個專業，光學專業為國家重點學科，設有博士後流動站。該系擁有中國科學院量子信息重點實驗室和安徽省光電子科學與技術重點實驗室。
中國科學院量子信息重點實驗室以研究量子通信網路和量子計算機為目標，開展導向性基礎研究和套用基礎研究，曾榮獲國家自然科學二等獎和安徽省自然科學一等獎等成果，量子信息領域研究方向為：量子密碼及其套用, 量子通信網路的關鍵技術, 量子計算新機制研究, 量子信息基礎理論。
安徽省光電子科學與技術重點實驗室以光電子科學基礎研究、套用基礎研究以及高新技術研究為主要方向，在聚合物光子學、納米近場光學、生物光子學、纖維光學和光纖感測等領域形成了自己的研究特色，取得了具有自主智慧財產權的重要研究成果，為光電子高新技術的產業化奠定了良好基礎。
科研概況
該系承擔由郭光燦院士作為首席科學家承擔科技部“973”項目，國家863計畫、國家973計畫、中科院知識創新、國際合作等多種重要國家科研項目。量子信息團隊為國家基金委“創新研究群體”。
該系在光學領域研究實力居國內高校之首。已發表論文 600多篇，其中Nature 1篇、Phys.Rev.Lett. 15篇。
師資力量
該系現有教制職員工32人，其中中國科學院院士1人，博士生導師10人，中國科學院百人計畫引進人才2人，副教授12人。
機構設定
| 職務 | 姓名 | |||
| 系主任 | 許祖彥 | |||
| 系執行主任 | 韓正甫 | |||
| 學術委員會 | 主任 | 郭光燦 | ||
| 副主任 | 劉文清 | |||
| 韓正甫 | ||||
| 教授委員會 | 主任 | 韓正甫 | ||
| 副主任 | 劉建國 | |||
| 張永生 | ||||
| 王沛 | ||||
| 系務委員會 | ||||
| 學科負責人 | 光學 | |||
| 光學工程 | ||||
| 學工負責人 | 王聲波 | |||
| 辦公室主任 | 戴宇生 | |||
| 教學秘書 | 魏海利 | |||
| 團總支 | ||||
研究總覽
研究領域簡介
光子科學與光子技術是現代光學發展的主流方向，它的興起標誌著光學已進入一個嶄新的發展時期。自80年代以來，日趨成熟的電子技術在一些領域，如信息技術、能源、空間、國防等領域中的套用中，越來越明顯的顯露出其固有的局限性，這種局限性並將直接影響到信息高速公路的建設。由於光子自身固有的優越性，如與電子相比，具備1000倍的電子的信息承載能力，高出2個數量級的傳輸速率，可實現三維信息存取，多功能感測，並行信息處理，109倍於電磁存儲容量；無接觸傳輸，抗電磁干擾等，以光子代替電子作為信息載體與能量載體已成為各國科學家的共識。目前，光子技術的重要性已在光纖通訊與量子計算，二元光學，短波光學等領域中體現出其重要性，取得了重要進展，並形成了一定的產業規模和交叉創新理論。光子學及光子技術是具有重大發展前景的一項科學技術，人們預測今年光子及光電子產業產值將可達到1030億美元。世界上一些已開發國家如美、英、德、日、法等國均將光子技術視為下世紀初國際競爭的關鍵技術之一，並已作出相應的戰略部署。在國內，這項技術的研究已引起了領導層的關注，一些著名高校、研究所開始了相關的研究，但研究方向較雜，未能形成較大的研究規模，難以與國際競爭。另一方面，國外已研製出的光子產品大多處於對我禁運之列，必須依靠自身發展，因此，抓緊這一領域的發展工作，建立具有一定規模的光子科學與光子技術中心，對我國來說將是一項具有重大而深遠意義的跨世紀工程。
另外，1994年國際興起的量子信息，迄今已取得了一系列重大進展。主要研究內容是量子通訊和量子計算。量子通訊包括量子密碼和量子隱形傳態，量子計算包括量子計算機的硬體、量子算法和量子編碼。量子密碼方面，英、美已在46公里光纖中實現了點對點的密碼傳送，歐共體的目標是五年內實現網路量子密碼實用化，當前的研究焦點是解決實用化的關鍵性問題並研製網路量子密碼體系和新型的量子安全體系；量子隱形傳態方面，歐洲、美國先後有3個小組在實驗上取得突破，當前的前沿課題是研究新型的量子通信原理。在量子計算硬體方面，迄今已在若干體系中實現關鍵的量子邏輯門並演示出量子計算的優點，但距實用量子計算機還相當遠。當前的國際研究焦點是尋找合適的體系能實現更多量子比特的量子邏輯網路，哪個國家在這方面取得突破，就將取得未來量子信息技術的優勢地位；在量子算法方面，已研究Shor、Grover有效算法，正致力於開拓更多有效算法；在量子編碼方面，已研究量子糾錯、避錯、防錯和容錯編碼，研究方向是尋找效率更高、克服消相干能力更強、更易在實際上使用的編碼。總之，量子信息已成為國際學術界、各國政府、產業界共同關注的焦點。
我們綜合了自身優勢並跟蹤國際前沿研究，提出了建立二十一世紀具有重大戰略意義的光子科學與光子技術中心，該中心具體包含了三大主要發展方向：1、新興的量子通信與量子計算。2、光子技術與器件。3、短波光學。
研究方向，內容，目標
(1)量子通信與量子計算
研究內容：
量子密碼和量子通信
包括網路密碼，點對點實用化量子密碼，多維或連續態量子密碼，光子量子態的隱形傳送，量子機率克隆等。
量子模擬計算和量子邏輯網路
包括基於核磁共振的量子邏輯網路和量子模擬計算，新型的量子邏輯網路方案，量子算法，量子編碼等。
量子資訊理論的基礎理論
包括量子糾纏，量子非局域化，量子不可克隆性，量子香農理論，量子複雜性理論等。
開展量子信息領域的理論和實驗研究。近期目標：量子密碼，量子通信，量子邏輯網路和量子模擬。長期目標：實現量子計算機和實用量子通信系統。總目標：充分發揮多學科交叉協作優勢，理論與實驗緊密結合，獲得一批具有國際前沿水平的研究成果，在量子通信，量子編碼和基礎理論等若干方面達到國際領先水平，培養和造就一支年齡合理，具有開拓創新能力的學術骨幹隊伍，建立我國量子信息科學的創新研究基地。
(2)光子技術與器件
研究內容：
研究近場存儲光場分布函式，光場耦合，能量傳遞，光與介質相互作用，建立近場光存儲模型；發展近場納米光學器件新方法；進行近場光存儲實驗研究。
進行非線性光學機理存儲，包括電子能量轉移、局域結構變化、雙光子激發破壞與閾值的研究；進行多灰階高密度存儲原理實驗。
光場變換的理論方法和設計，光場變換設計專家系統、二元光子器件用於ICF光場束勻化的器件工藝試製、雷射直寫二元微米浮雕結構研究。
摻雜聚合物光學特性及發光動力學、聚合物光纖放大器、雷射器，光線光柵ASE光源研究。
光通信中雷射波長鎖定器，窄波長雷射器、寬頻光源等關鍵元器件的研究。
光子力學效應在生物工程和材料改性中的套用。強雷射衝擊波特性及其對靶材強度影響的研究。
目標為：建立近場光學和雙光子存儲理論模型。取得一些具有獨立智慧財產權的專利；進行近場存儲和雙光子存儲原理實驗，爭取前兩年達到單盤存儲容量50GB/cm2，五年內達到單盤存儲容量100GB/cm2。建立超高密度存儲的原理實驗系統。
完成適用於光波面整形變換的高指標設計系統，重點研究弱位相耦合近似法，力爭2000年之後能有工藝條件的改進，在工藝上試作相干並束元件和光場整形元件。
基於光子作為信息載體，探索下世紀光信息類元器件基本物理過程；研製在經濟、國防中有重大套用的幾種關鍵元器件。二元光子器件、抗雷射塗層、新型光纖器件用於國防、能源、信息重大領域及光子力學對材料和生物作用的技術成果進入市場。建立光子技術與器件的研究基地。
(3)短波光學
研究內容：
X射線和真空紫外光與光學表面的相互作用機理研究，X射線全息顯微術及套用研究。
新型短波色散元件的設計、製作工藝及檢測方法研究。
超光滑表面加工的新原理和新方法研究。
短波段的新型鍍膜材料，高反射率膜系設計的新原理、新方法及膜材料與基底的界面擴散對反射率的影響等研究。
強光作用下導致的光學元件（材料）的非線性不均勻性，溫度效應與破壞機理研究。
目標為：發展短波光學科學與技術，研究和開發新型短波光學元件與儀器，建立我國短波光學研究基地。
重大獎項
2003年度何梁何利科學與技術進步獎郭光燦
2003年度國家自然科學二等獎 郭光燦 段路明 鄭仕標 周正威 張永生
2006年度安徽省自然科學一等獎韓正甫 李傳鋒 黃運鋒 郭國平 郭光燦
2005年度安徽省自然科學二等獎 明海 張其錦 謝建平 王沛 等
