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欢迎物理与光电工程学院汪加洁老师德国访学归来

信息来源: 时间:2017/04/07浏览次数:

      在国家留学基金委以及单位领导和同事的大力支持下,本人于2016年03月01日至2017年02月28日在位于德国不来梅的材料科学基金研究所(Foundation Institute for Materials Science, IWT)开展了为期一年的学术访问与交流工作。得益于合作导师Thomas Wriedt学者的渊博学识和丰富的科研经验,此次访学经历大大开阔了本人的学术眼界,有力拓展了本人的研究领域,与德方导师的合作研究课题进展顺利,取得了较为显著的科研成果。截止到目前,已经和合作导师发表SCI检索杂志论文3篇,另有一篇学术论文在撰写过程中。先后参加了两次国际性学术Workshop,一次研究所内部交叉学科前沿问题研讨会。以下分几个方面分别进行总结。
      学术研究与成果
      本人此次访问的是德国材料科学研究所光学测量与诊断团队带头人Thomas Wriedt学者,该团队在Thomas Wriedt学者的领导下长期专注于复杂粒子体系的电磁/光散射理论与算法、各种光学测量仪器的开发与应用研究,尤其在T矩阵理论及算法方面的研究处于本领域的领先地位,出版了的多部学术专著,发起或共同发起了多个光散射国际会议,例如:Electromagnetic and Light Scattering Conference,Light and Interaction with Particles,以及Bremen Workshop on Light scattering,成为光散射与传输领域交流最新科研成果的重要平台,对光散射理论与算法的发展起到了巨大的推动作用。
      作为团队带头人,已经63岁的Thomas的在科研上依旧充满激情。在这一年的访学过程中,本人和合作导师的研究课题按照计划稳步推进。一方面,针对复杂粒子体系与有形波束相互作用中的关键问题之一“特殊波束的精确描述”进行了详细分析,给出了矢量贝塞尔波束的一般描述,分析了矢量贝塞尔波束的波束特性,推导了波束的矢量波函数展开,重点针对展开式中波束因子的算法进行了研究,明确了区域近似法的局限性,给出了一种高效、精确的波束因子求解算法。相关成果已经公开发表:
      (1). Jia Jie Wang*, Thomas Wriedt, James A. Lock, Lutz Mädler, General description of circularly symmetric Bessel beams of arbitrary order, Journal of Quantitative Spectroscopy & Radiative Transfer 184:218–232 (2016)
      (2). Jia Jie Wang*, Thomas Wriedt,  James A. Lock, Yongchang Jiao. General description of transverse mode Bessel beams and construction of basis Bessel fields, Journal of Quantitative Spectroscopy & Radiative Transfer http://dx.doi.org/10.1016/j.jqsrt.2016.10.0102016
      (3). Jia Jie Wang*, Thomas Wriedt, Yi Ping Han, Lutz Mädler, Peter Hartmann, Multipole expansion of circularly symmetric Bessel beams of arbitrary order for scattering calculations”, Optics Communications 387:102-109, (2017
      此外,本人和合作导师针对液体燃料雾化及燃烧过程中液滴各参量的光学实时测量问题进行了研究。提出采用多层球模型与结构电磁(激光)波束之间的相互作用来模拟仿真径向非均匀液滴的激光散射问题。在远场方面,基于彩虹技术测量液滴内部温度场分布的研究背景,分析了激光波束的非均匀照射效应、多层球模型的分层数量、粒子的折射率分布梯度等参数对彩虹技术测量结果的影响;在内场方面,分析了高斯波束束腰中心位置、束腰半径大小、液滴内部温度梯度分布等参数对内场强度分布的影响,为下一步利用激光诱导荧光技术测量液滴内部温度提供理论基础。部分相关结果已经以口头报告或者墙报的形式在会议上展出,目前正在整理和撰写相关学术论文。
      学术交流与合作
      除了个人的研究工作,在不来梅访问期间,我所在的课题组每周三都有定期的组内讨论会,教师和学生分别汇报自己的研究进展,通过相互提问给出建议。除此之外,课题组所在的材料处理研究部每两周也会有一次由科研人员做的课题项目进展报告会,来自相关领域但不同研究方向的课题报告会可以大大开阔与会人员的学术视野,有效加强相互之间的合作,推进项目研究的顺利进展。
      在人员交流方面,本人所在德方团队于2016年8月接待了来自国内本学院(西安电子科技大学物理与光电工程学院)的以吴振森教授领衔的学术访问团队,双方以各自研究重点为切入点,就多个相关课题进行了具体而深入的交流,为今后的进一步合作奠定了良好基础。此外我们还在2016年8月接待了俄罗斯莫斯科国立大学Ivan Lopushenko博士,波兰弗洛茨瓦技术大学Krzysztof Skorupski博士的学术访学,以及在10月接待了俄罗斯莫斯科国立大学的Yuri Eremin教授的访学。在这样一个开放的科研平台下,我耳濡目染,从治学态度、科研实践等方方面面都领略到学术大家的风范。这些学者平易近人,并且发自内心的热爱自己的专业。在和教授们的讨论过程中,他们会给出自己细致的建议。耐心的和你探讨,鼓励你去做新的尝试。
      在会议参与方面,本人与2016年3月份,以及2017年2月份,分别两次参加了由合作导师Thomas Wriedt组织的Bremen Workshop in Light Scattering,并在会上做了口头报告。此外,本人还参加了研究所内部交叉学科前沿问题研讨会(奥地利阿伯斯托夫,纳米材料科学Seminar, 2017年2月6日-9日),展示学术墙报两张。
      (1). 2016年3月德国不来梅Workshop口头报告:Tightly focused laser beam scattering by nonspherical anisotropic particle using T-matrix method
      (2). 2017年2月德国不来梅Workshop口头报告:Laser beam scattering by a multilayered sphere: temperature measurement in a burning droplet
      (3). 2017年2月奥地利Seminar墙报一:Light Scattering of a single burning droplet illuminated by an off-axis Gaussian beam: application in Rainbow Refractometry
      (4). 2017年2月奥地利Seminar墙报二:Light Scattering of a multi-layered sphere illuminated by an off-axis Gaussian beam: internal field distribution analysis
      课程旁听与学习
      在学术科研之外,我旁听了由合作导师Thomas Wriedt在不来梅大学化学工程系主讲的课程《光散射理论与测量技术》,协助更新了部分课程内容,了解和掌握了该课程的设置、讲授形式和教学目标。在讲授形式上,由于该课程选课学生数量不多,因此课程教学形式比较灵活,课堂教学气氛活跃。在具体内容的讲授上,教师更多的是起到一个领路人的角色,理论的讲授也只进行抛砖引玉的概论,然后给学生布置课题式的课后作业,让学生自己到图书馆、网络上、数据库里面查找相关资料,自己进行学习和总结,然后带着问题和疑惑来找老师指导和解决。
      这门课程的一大特色在于该课程与不来梅材料科学基金研究所的实际的光散射测量与诊断问题或科研项目相结合,不来梅大学的学生在课程教授的过程中可以直接到实验室里面参观、学习和操作。某些对光散射诊断技术很感兴趣的学生还可以向研究所里面的科研人员申请参与到具体的科研课题中去,针对具体的科研项目和需求进行深入研究,真正做到学以致用,充分调动了学生的积极性,通过科研实践建立科研兴趣和科研自信心。
      文化和生活
      不来梅虽然是德国不来梅州的州府,但是相比国内的城市规模而言,不来梅只是一个很小城市。这里的生活简单而安静,但是这份安静并没有让我感到孤独,而是让我可以真正静下心来做科研。在这一年时间里,我大部分的时间是在公寓和办公室的两点一线上,遇上天气不错的周末则是骑上自行车在不来梅的威西河边走走,逛逛河边的跳蚤市场,看看河中心小岛上那些尽心照料的花园,生活倒也恬静而惬意。
      除了工作和学习以外,在节假日里,我还积极参与了不来梅大学以及当地华人学生学者联合会组织的各类活动,包括迎新联谊会、校园开放日、不来梅华人春节晚会等,切身体会了国外大学的文化,结识了很多优秀的学者和朋友,也利用这样的活动机会让很多优秀的人才认识了西安电子科技大学。
      回国工作计划
      回国后,我将继续在西安电子科技大学物理与光电工程学院担任教师职务,回归复杂目标电磁波(光波)散射研究科研团队,把国外学习到的好的科研方法和先进的教学经验应用到自己的日常工作中去。具体设想有以下几个方面:
      第一:积极与德方研究团队继续加强联系,促进更加深入的学术及人员交流,努力推进我校与德方的科研合作;计划邀请Thomas团队赴西电进行讲学交流。
      第二:继续开展光散射理论与算法的相关研究,力求与德方在国际项目中的合作,努力提高本单位在光电领域的研究水平和国际影响力。
      第三:尝试在教学上引入中英双语教学,并将课程内容与本人科研内容尽可能进行衔接,从科研应用的角度提高学生的学习积极性,为他们日后继续学术研究奠定基础。
      致谢
      最后,本人向国家留学基金委、西安电子科技大学、中国驻柏林总领事馆及教育部留学服务中心等部门的有关领导、工作人员和同事表示衷心的感谢,你们的大力支持和帮助使我顺利地完成本次出国访学的各项工作和任务。