机构旨在为大家提供更加全面、深入的导师解析和科研辅导！每期我们会邀请团队的博士对各个领域的教授导师进行详细解析，从教授简介与研究背景 / 主要研究方向与成果分析 / 研究方法与特色 / 研究前沿与发展趋势 / 对有意申请教授课题组的建议这五个方面，帮助大家更好地了解导师，学会科研！
教授简介与研究背景
张教授现为北京航空航天大学电子信息工程学院教授、博士生导师，研究聚焦于光学与水处理技术的交叉领域，尤其是光场调控在水处理过程中的应用。她拥有国际化教育背景：天津大学本科（工学士）、北京大学硕士（理学硕士）、英国帝国理工学院博士（光学工程），并在其帝国理工学院完成博士后研究。
张教授的研究始于超快半导体激光器，早期于《Nature Communications》《Science》 Advances》等期刊发表的论文多集中于二维材料（如黑磷、MXene）在光纤激光调制中的高效应用。随着国家水安全战略需求的凸显，她将重心研究转向环境光学与水处理的耦合，提出“全光纤光催化净水”等创新技术，在环境工程中的光学原理实现。其课题不仅着眼于基础研究，更强调组技术落地的光纤，形成了“理论-技术-应用”的完整链条。
主要研究方向与成果分析
张教授的研究方向可归纳为以下核心领域：
（1）水处理过程光场调控原理与技术
通过构建全光纤稳定光源系统，课题组实现了光场在水处理过程中的精准调控。例如，开发利用光场开关特性实时膜捕捉表面监测的动态分布的膜污染原位监测技术，突破了传统离线检测的制约。相关成果发表于《水研究》（2020），被评价为“膜污染监测方法的刷新”。
（2）低功耗全光纤光催化净水
传统光催化依赖指示灯，高效且稳定性差。张教授团队提出基于二维材料的光纤内腔催化技术，将光催化反应集成于组件内部，利用长程光催化催化效率利用效率（《2D Materials》, 2021）。该技术可将酒精降低至传统方法的30%，已在实验室规模实现有机甲醇催化。
（3）纳米光学与超快激光技术
课题组持续深耕光纤激光领域，近期在中红外超快激光方向取得突破。通过黑磷量子点吸收吸收体（《科学报告》，2017），实现了102 fs级超短脉冲输出（《光学快报》，2018），为生物医学成像等应用提供了新型光源。
（4）二维材料光电子器件
MXene、黑磷等材料的可吸收吸收特性被用于开发全光控微环谐振器（《先进光学材料》，2020），该器件在光通信与传感领域开展潜力。团队提出的“墨水打印二维晶体”技术（《科学进展》，2020）更加推动了二维材料的大规模生产。
成果奖：
·7篇ESI高被引论文，显示研究的前沿性与国际认可度；
·全光纤光催化技术汇集“2017年激光领域十大进展”；
·北京市科技新星（2020）、国家优青（2021）等荣誉，体现了学术潜力与工程价值双优。
研究方法与特色
（1）跨学科融合：光学赋能环境工程
课题组核心方法论以光学技术环境工程课题组为痛点。例如，将超快激光的时间分辨特性用于溶液动力学分析，或将光纤传感技术移植到水质监测中。这种兼具“光学赋能环境工程课题组”的思维解决方案研究创新性与实用性。
（2）全光纤系统设计优势
源于自由空间光路，全光纤系统具有高效稳定性高、易集成、功耗低的特点。课题组通过特种光纤设计与二维材料功能化修饰（如Ti3C2Tx MXene涂层），实现了光化学连接过程的调控。
（3）原位表征与模拟计算结合
在膜污染研究中，团队创新性引入光片显微镜（《膜科学杂志》，理论2020），动态追踪膜在膜表面的吸附过程，并结合分子动力学模拟揭示界面作用机制，形成“实验-”闭验证环。
研究前沿与发展趋势
（1）新型光催化材料探索
当前研究热点包括：
· 缺陷工程调节光生负荷流子：通过氧构建空位或异质结提升催化效率；
· 单原子催化与元件载体连接：最大化活性位点利用率。
（2）自动化水处理系统
借助人工智能优化光场参数（如波长、功率、脉冲参数），实现自适应净水流程。张教授团队近期在《Photonics Research》（2020）报道了MXene光热热，传感器已开展实时反馈调节的潜力。
（3）中红外激光技术拓展
3-5μm波长激光在指纹识别、组织消融等领域的需求。课题组在Tm掺杂光纤激光器（《光学快报》，2020）的成果，或将成为下一代环境检测工具的核心光源。
对有意申请教授课题组的建议
（1）学术背景匹配性
· 核心技能需求：器件光学基础、环境化学知识、二维材料制备经验、编程能力（COMSOL/ANSYS光场仿真、Python数据分析）；
· 加分项：超快激光实验经历、膜分离技术研究背景、学术论文撰写经验。
（2）科研素养提升建议
· 精读课题组论文：重点理解《Water Research》（2020）和《2D Materials》（2021）的方法论；
· 提前接触交叉领域：推荐阅读《环境科学与技术》中光催化水处理综述，以及《自然光子学》中光纤传感前沿进展；
· 实践能力培养：通过项目（如Lumerical FDTD模拟光场分布）光学熟悉仿真工具。
（3）申请材料准备要点
· 研究计划书：需要体现“光学+”思维，例如“基于光纤光和的微塑料捕获与降解技术”；
· 沟通策略：邮件联系时附上对课题组某篇论文的技术评述（建议选择2020年后成果），进行批判性思考；
· 面试准备：熟悉全光纤系统搭建流程，并能阐述二维材料特性与光化学反应的关联机制。
（4）长期发展建议
课题组鼓励学生参与国际会议（如CLEO、ACS National Meeting），并提供与帝国理工学院、新加坡国立大学等合作机会。申请者可提前规划海外联培计划，提升跨文化科研能力。
【竞赛报名/项目咨询+微信：mollywei007】
