更新时间：2024-09-21 04:05
曾和平，男，1966年8月出生。1990年本科毕业于北京大学物理系，1995年中国科学院上海光机所获得理学博士学位。华东师范大学长江学者，国家重点实验室主任理工学院物理学系，精密光谱科学与技术国家重点实验室长江特聘教授、国家杰出青年基金获得者。
曾和平，1966年8月出生，博士。教育部“长江学者奖励计划”特聘教授、国家杰出青年科学基金获得者、华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室主任与学术委员会副主任、新世纪百千万人才工程国家级人选、上海市优秀学科带头人、教育部“长江学者奖励计划”创新团队学术带头人‚是十五“211”重点学科建设、985二期“精密光谱科学与技术”学科建设、“精密光谱与精密测量”学科建设、上海市“电磁波谱学”重点学科、华东师范大学光学国家重点学科建设、和上海市重点学科建设等项目学术带头人。先后在德国马克斯·普朗克量子光学研究所、京都大学、日本理化学研究所、日本综合研究院大学、悉尼大学从事合作研究工作。专业为单光子通信与超快激光技术。
他在激光与物质相互作用中的非线性光学与量子效应、超快激光技术、量子保密通信系统及量子信息处理技术等方面的研究中取得了一系列富有创新意义的研究成果：发展完成了一系列量子密码分发的实用化关键单元技术、实验实现了通信距离长达50公里的稳定的量子保密通信系统、首次提出利用Sagnac环形干涉仪实现稳定的长距离量子密钥分发并发展出一系列相关技术、首次提出了利用多光束激发级联拉曼过程或相互耦合的级联拉曼过程等几种产生大间距的亚飞秒激光脉冲序列的新技术、首次实验证明调制参量放大的新物理机制并发展出超快激光脉冲调制上转换参量放大的新技术。在华东师范大学组建了量子保密通信实验室、超快激光物理与技术实验室、大功率紧凑型超短激光技术实验室。主要从事两方面的研究：一是富勒烯有机功能化及其富勒烯衍生物分子磁性，超导电性和非线性光学活性研究；二是重要生物活性物质化学结构特征与控制合成，系统研究了螺旋藻多糖、龙葵多糖、黑海参多糖和蛇床多糖等重要生物活性物质的化学特征。主持国家自然科学基金研究项目2项、省部级项目8项。发表论文70多篇，获授权发明专利1项。2002年被教育部评为高等学校优秀骨干教师。
光场精密控制及其在精密光谱学中的应用
包括：瞄准精密光谱科学与技术深入发展所涉及的关键科学问题：如何进一步提高光场精密控制与精密光谱的精度、分辨率和灵敏度；及其物理极限；拓展精密控制的光场强度和频谱范围所涉及的非线性过程中相干特性和量子特性如何保持；光场时-频域精密控制与超高灵敏度的单量子测控的如何协同结合等等。为此‚在原理上发展基于单量子精密测控与光场时-频域精密控制及其协同操控的精密光谱学新概念；在技术方法上发展进一步提升光场精密控制精度、灵敏度、稳定度和空间分辨率的新方法；在学科前沿领域开拓上‚发展极紫外/中远红外光梳精密光谱学等新兴学科分支的研究；实现分子中电子波包控制和分子振转指纹光谱灵敏检测；在高技术应用上‚在分子体系中实现时空超高分辨与频谱超高精度的控制；发展单光子光学的量子器件与技术。从而进一步拓展光场精密控制的内涵、概念及其应用领域。发展进一步提高光场精密控制及精密光谱学的精度、灵敏度、稳定度、空间和频谱分辨率的新原理和新方法。
在以高分辨、高精度、高灵敏为特征的精密光谱学研究领域‚不断挑战并突破时间高分辨、频率高精度、高灵敏度的现有水平已成为科学家追求的目标‚也成为重大科学发现的新起点；同时是发展具有战略意义的尖端高新技术的重要科学基础。近三十年来；通过对光场频域的精密控制；结合原子分子精密测控直接导致了原子频标-原子钟技术的发展。超快精密光谱学为人类不断地突破时间分辨极限提供了强有力的新手段；已经并将继续使人类在更深的层次上进一步认识微观世界物质内部的能量转移和信息传递过程。频谱精度的提高、时域超高分辨的精密光谱学的持续发展‚都依赖于在超快时间尺度上以更高的精度在更宽的频谱范畴、更高的光强、或更高的灵敏度等多维操控光场。光场精密控制无论从原理和技术上都在深入发展‚正向更高的频谱精度和更高时间分辨率、单光子测控的超高灵敏度、拓展频谱和场强范畴等多方面推进‚也在进一步促进精密光谱学新概念与新原理乃至新学科分支的诞生。例如‚飞秒光梳技术推进到极紫外和软X射线超短波段；最终可能产生X射线区域的原子钟‚在相干控制分子中电子波包的极端超快过程等方面也非常有用。
1.新波段飞秒激光频率梳与全波段光梳精密光谱学研究：
发展极紫外和中远红外等新波段光场时-频域精密控制及其高精度相干传递的新方法‚解决不同波段光场时-频域精密控制的相干传递、飞秒光梳高功率放大中相位噪声抑制、高阶非线性过程中相干传递等关键科学问题；在中远红外和极紫外波段‚基于f-2f或0-f的超短脉冲载波包络相位的常规测量方法不再适用；我们将发展新方法实现载波包络位相测量和精确控制。在此基础上‚拓展极紫外和中远红外光梳精密光谱学、高功率光梳非线性光谱学等全波段“光梳精密光谱学”新前沿。开创光梳精密光谱学与量子调控、单光子光学、表面非线性光学、表面等离子体光学等学科领域的交叉研究；结合多波段飞秒光梳；实现分子振转指纹光谱高分辨检测‚在复杂分子体系中实现时空超高分辨与频谱超高精度的控制。
2.超快精密分子光谱学研究：
在超快时间尺度更高精度地操控光子‚跨越到更深的层次上认识分子内部的结构和运动过程‚发现新现象和新规律。通过时频域精密控制的超快激光与分子相互作用的多维控制；探测和操控分子解离/电离、分子结构演化、分子反应动力学等超快过程。发展相干操控分子中电子波包的极端超快运动、分子振转指纹光谱高分辨检测、时频域高分辨的分子非线性共振激发和调控等新方法和新技术。
3.单光子光学及其高新技术应用开拓研究：
研究飞秒光梳的量子特性；探索如何实现光场时-频域精密控制（高精度和高分辨率）和光子调控（高灵敏度）的有机结合‚实现光子与原子协同操控以及高保真量子转换与控制。不断提高光谱的检测灵敏度；特别是建立量子极限的超灵敏光谱学技术方法、发展高效率单光子探测及操控的新技术新方法。把光子精密操控技术用于单光子信息处理与单光子通信；在发展量子网络、量子保密通信等绝对保密安全的信息技术方面发展实用化技术和创新器件。
“长江学者与创新团队发展计划”创新团队学术带头人。
国家光学重点学科、上海市光学重点学科、十五“211”重点学科负责人。
国务院特殊津贴获得者、上海领军人才“国家队”人选。
新世纪“百千万人才工程”国家级人选。
精密光谱科学与技术985平台学术带头人。
精密光谱学正迅猛地延伸发展为基于强场超快的精密光谱学、以及与此密切相关的强场超快光场的时频域精密操控、极紫外与软X射线等极短波段非线性光学与非线性光谱学等新兴前沿学科的开拓。20世纪末发展起来的飞秒激光稳频技术突破了光场时域和频域研究领域的隔阂‚开拓了对光场时-频域同时精密控制研究的新时代。基于强场超快激光的时-频域精密操控；可直接将光梳技术延伸到极紫外(XUV)和软X射线超短波段；在超快时间尺度与超短波段范畴更大程度地操控光子‚将跨越到更深的层次（超高时间分辨、超高频谱精度）上认识微观世界物质内部的能量转移和信息传递过程等‚为精密光谱、量子调控等前沿研究提供新概念与新方法‚开辟超短波段精密光谱测量新前沿；最终可能在X射线区域产生原子钟‚有望提升时间频率度量的精度。使得光钟、光学频率合成与测量、超短光脉冲相干合成、物理常数精确测定等一些战略高科技研究项目从梦想变成了可实现的目标‚也为在未来信息科学技术的发展中超越当前信息处理速度的极限提供了崭新的概念方法和核心技术支撑。
不断提高光谱的检测灵敏度；特别是建立量子极限的超灵敏光谱学技术方法、将为揭示物质的新的结构和新的现象、探索微观世界物理规律、以及认识原子分子结构以及实现微纳结构的量子调控提供高精度、高分辨率、高灵敏度的科学方法和技术手段；这已经成为当前科学技术发展的极为重要的前沿内容。把精密光谱的检测灵敏度提高到单光子的量子极限水平必将涉及单光子的产生、探测、非线性操控等灵敏度极限的挑战‚这不仅直接与当今极为关注的单光子信息处理和单光子通信紧密相关；而且还是单分子、单量子点、量子调控、量子器件、红外信号的传输和探测等前沿研究必不可少的手段；在现代通信的安全性确认等领域有重要的应用。例如：量子信息科学也正以惊人的步伐向前发展‚把光子精密操控技术用于单光子信息处理与单光子通信；在发展量子网络、量子保密通信等绝对保密安全的信息技术方面有十分重要的科学意义。信息安全是当前信息科学技术领域所关注的重要问题之一。高效率单光子探测及操控由于其拥有的巨大的科研价值和战略地位已经成为近年国际研究的最活跃的领域之一。单光子探测和操控不仅仅是现代信息科学、精密测量、量子技术、超灵敏探测等前沿学科的迫切需要‚其自身的迅猛发展带来了系列化原理和概念的突破；已经形成一个崭新的学科分支：单光子探测和操控物理学；正在持续地推动分子电子学、表面等离子激元学、红外光子学等新兴学科以及相关高新技术的发展。然而‚单光子探测及操控的研究；尤其是红外单光子的探测目前面临着一些瓶颈问题亟待突破；介于光电探测材料与器件所受到的物理极限制约‚当前国际上研制成的各种红外探测器件仅能工作在经典极限范畴；实现从经典极限向量子极限跨越是其发展趋势；从基于经典的光电转换到直接利用量子效应来探测、从雪崩探测方式到量子态的调控和量子材料的能带控制方式、从传统的几何光学耦合到基于光子与电子以及等离子体激元等多量子体系的相互耦合的光子收集方式、从优化光电转化和雪崩放大过程到掺杂量子点的耦合控制及其新奇效应探索等多方面已经显示单光子探测与操控已在初步实现跨代发展的势头。伴随单光子探测物理与技术跨代发展的研究进展‚一系列新的研究课题成为当前的前沿和热点；一些崭新的概念现继涌现：例如‚基于光子晶体的新奇效应和金属微纳结构等离子体学方面的新奇效应等大幅度增强光子与电子的耦合；基于半导体杂质量子态调控的新奇效应以及光子与探测器激活层相互作用的控制提升光电转换效率；基于单量子结构中新奇效应的量子放大大幅度增强探测灵敏度；等等。目前‚在自平衡雪崩式红外单光子探测、超导单光子探测、量子点或分子共振隧穿单光子探测、单光子晶体管、仿生单光子探测、量子上转换拓展单光子探测波段等方面相继取得了一些诱人的原理与概念以及技术的突破。本研究方向拟瞄准当前单光子探测跨代发展的研究前沿；组织“精密光谱科学与技术国家重点实验室”相关课题组联合攻关；形成学科特色和与我国急需的红外探测与灵敏光谱检测等方面可用高新技术衔接的研究平台；进一步强化我国单光子探测物理与技术的前沿研究和国际竞争实力‚更好地支撑我国红外光电探测技术的持续发展。
特别值得一提的是；超快、超精密、超灵敏精密光谱的研究将对信息技术领域产生深远的影响。当前信息处理的单元越来越小；已经达到量子尺度‚在量子尺度的信息存储单元的读写对超灵敏光谱探测提出极大的挑战‚发展量子极限的超灵敏光谱技术方法以及与此密切相关的超快、超精密光谱学新原理新方法必将成为今后若干年的精密光谱科学与技术及其交叉学科研究的重要前沿。发展时-频域精密控制的紫外超快光源将为后微电子学时代的信息处理单元的表征提供必不可少的技术支撑。我们的研究将针对超快、超精密、超灵敏面临的挑战及其在未来信息科学技术的应用；开展一系列关键科学问题探索并开拓若干具有前瞻性的核心技术；特别是具体针对未来信息科学技术、量子调控等前沿学科发展的主要问题‚例如：未来通信能有多快、通信能否绝对保密、信息如何实现超快与超灵敏探测、信息存储单元如何读写、分子以及宽带能隙的量子结构材料中的电子运动能否成为超快信息处理的基础等。为解决这些问题提供必要的物理基础和关键技术贮备。
1990年毕业于北京大学物理系;1995年毕业于中科院上海光机所获理学博士学位。先后在德国马普量子光学所、京都大学物理系和理化学研究所从事合作研究。2000年受聘为华东师范大学长江特聘教授回国工作‚2000年以来立足国内组建了单光子精密测控和超快光子操控二个具有国际竞争实力的实验研究平台；围绕飞秒时间分辨以及单光子水平灵敏度的光场精密控制及其应用开展实验研究。
回国至今在国际著名学术期刊上发表学术论文130余篇（其中包括4篇Phys. Rev. Lett.、21篇Appl. Phys. Lett.、12篇Opt. Lett.、15篇Opt. Express、23篇Phys. Rev.A等）‚申请国内国际专利30多项。取得了若干具有重要国际影响的研究成果。解决了单光子测控、编码、长距离传输偏振敏感等关键技术问题‚研制成新型单光子探测仪；其关键技术指标优于国际最好报道；提出并实现了Sagnac型分时相位编码与解码技术；被美国Los Alamos国家实验室等编撰的《Quantum Information Science and Technology Roadmap》引用为代表性方案之一；实现单光子水平的频率转换；获得至今国际上最高的量子转换效率和最低转换噪声‚成为红外单光子测控的有效的技术途径之一；在长距离光纤中首次实现了以前被《A Quantum Information Science and Technology Roadmap》认为极具挑战性的长期稳定的单光子偏振编码‚完成稳定的长距离量子保密通信系统。基于纳米金刚石色心发光‚获得室温下长期稳定发射单光子的新方法‚Science评论文章认为这是有望应用于地对星量子保密通信的实用化单光子源。在超快光子操控实验方面发现一系列新物理效应并发展成新技术；实验证明调制参量放大的新物理机制并发展出超快激光脉冲调制上转换参量放大的新技术；可以获得比常规的光学参量放大至少大一个数量级的上转换放大脉冲输出。发现超短激光脉冲多种新型的时空局域光子弹及其时空整形控制；发展了二种控制新方法实现载波包络相位的自动稳定‚提出了表面等离子体共振增强超快光场精密控制的新概念和紫外飞秒光学频率梳产生新方法‚在拓展精密控制技术方面突破实现了多种新型超快光子源‚实现平均功率为262W的高重复频率超短脉冲放大‚为紫外光学频率梳产生研制成高功率驱动源。
作为项目负责人承担了多项国家及省部级重点基金项目的建设‚其中包括：国家自然科学基金杰出青年基金1项、自然科学基金面上项目4项;“973计划”课题3项；上海市重点学科项目1项；上海市优秀学科带头人项目1项；上海市科委国际合作项目2项；上海市科委重点项目4项。在多个项目验收中被评为优秀‚在研各项目进展良好。累计指导博士生24人；其中已获得博士学位9人。指导的学生多次获得国际上和省部级以上奖项；如：全国百篇优秀博士论文提名奖(1人次)、上海市研究生优秀成果奖(4人次)、饶毓泰基础光学一等奖(1人次)、饶泰基础光学优秀奖(1人次)、阿尔伯特·爱因斯坦 Award（爱因斯坦奖）(1人次)、全国青少年科技创新奖(1人次)、上海市青少年科技创新市长奖(1人次)、上海科学技术进步二等奖（1人次）、入选参加58届德国林岛诺贝尔奖得主大会访问（3人次）等。