个人简介
张善文 光栅人,出生于吉林通化,祖籍湖南衡阳,研究员,博士生导师。《光学精密工程》编委,中科院青年创新促进会会员,中国光学学会全息与光信息处理专业委员会委员,吉林省留学生联谊会创业投资分会副会长。
从本科毕业设计至今二十年来一直从事光栅研究工作,工作内容涵盖光栅电磁场理论算法、光栅设计、光栅制造与检测技术、光栅制造与检测设备研发、光栅生产与质量体系认证、光栅应用和光栅成果转移转化。开发光栅设计软件(积分法、微分法和RCWA法)三种,设计光栅百余种,使用机械刻划、全息光刻和压印复制技术研制光栅几十种,包括中阶梯光栅、光谱光栅、激光光栅、计量光栅、AR-HUD光波导、体全息光栅、棱栅和拼接光栅等。先后主持国家重大科研装备研制项目、973计划项目等国家、院省市地方和横向项目二十余项,累计科研经费近3000万元,发表学术论文70余篇,授权发明专利20余项,授权软件著作权两项。
2000.09-2004.07 长春光学精密机械学院 电子科学与技术专业 学士学位
2004.09-2009.07 中国科学院长春光机所 光学专业 博士学位
2009.07-2021.03 中国科学院长春光机所 国家光栅制造与应用工程技术研究中心助研、副研、研究员、中心副主任
2016.09-2017.09 美国德克萨斯大学阿灵顿分校 EE 访问学者
2021.04-2021.12 重庆理工大学 机械检测技术与装备教育部工程研究中心 研究员
2022.01-现在 暨南大学 光子技术研究院 光学工程 研究员
作为“大光栅”团队核心人员期间,随团队研制出纳米精度大型衍射光栅刻划机、世界最大尺寸中阶梯光栅(400mm×500mm)和8000线/mm光栅,该研究成果入选“中科院改革开放四十周年40项标志性重大科技成果”。
任职国家光栅中心副主任期间,带领团队研制的光栅应用于“DUV光刻机”、“天问一号”火星表面成份探测仪、太阳望远镜和银河系星际介质微弱辐射测量等重大国家科研项目,为杭州聚光科技有限公司等头部分析仪器厂商提供光栅解决方案,解决了我国重大科技领域和商用高端分析仪器的部分光栅难题。
近年来,热衷于亚波长-近波长-超波长光栅的跨尺度电磁场计算、光栅偏振/共振/异常效应、计量光栅、AR-HUD光波导器件和超表面的研究与应用开发。
荣誉与奖励
个人荣誉:
2008年“中国科学院三好学生标兵”;
2009年“中国科学院院长奖”优秀奖;
2010年中国科学院“优秀博士学位论文、院长奖获得者科研启动专项资金”;
2017年吉林省科技进步一等奖,“大面积高精度衍射光栅刻划机关键技术”;
团队荣誉:
2016年,“2016年中国科学院重大创新成果”;
2017年,“十八大以来中国科学院标志性重大成果” ;
2018年,“中科院改革开放四十周年40项标志性重大科技成果”;
2018年,“中科院年度团队提名团队”;
2018年,“中国好设计金奖”
代表性科研项目
主持项目:
1.财政部,国家重大科研装备研制项目,ZBYZ2008-1,“大型高精度衍射光栅刻划系统的研制”200812-201611,11835万元,分系统负责人(1200万元);
2.科技部,973计划项目,2014CB049500,大面积光栅纳米精度制造中的基础问题研究,201401-201811,1500万元,首席科学家助理;
3.中国科学院,中国科学院青年创新促进会会员,2015174,专项启动基金(人才项目),201501-201812,60万元;
4.上海市科学技术委员会, 中央引导地方科技发展资金, YDZX20233100004023, XX光栅研制, 202312-202412,400万元;
5.吉林省科技厅,吉林省科技发展计划项目重大科技攻关专项,2014020311GX,“高分辨率罗兰光栅及光谱仪研制开发”,201401-201612,130万元;
6.长春市科技局,长春市科技计划项目重大科技攻关专项,12ZX23,“光通信模板光栅及其纳米压印复制光栅研究”,201312-201512,90万元;
7.中科院长春光机所,中科院长春光机所国际合作基金项目,Y8E43WH,“大光栅刻划机的新应用及成果转化”,201901-202012,110万;
8.中科院长春光机所,长春光机所—复旦大学合作基金,Y9S133H190,“多尺度光栅结构的近-远场问题研究”,201910-202110,65万元,项目负责人;
9.华为技术有限公司,TC20220713022,基于严格耦合波分析方法的光栅建模技术合作项目,202208-202302,94.76万元;
10.聚光科技杭州股份有限公司,横向项目,87线/mm中阶梯光栅,202005-202012, 64万元。
参与项目:
1.国家自然科学基金委项目“国家重大科研仪器设备研制专项”—1.5米扫描干涉场曝光系统,2013.01 -2019.12,8300万元;
2.国家重大科学仪器设备开发专项项目,2011YQ120023,“高端全息光栅研发”,201111-201610,3870万元;
3.“十一五”科技支撑计划项目重大项目,2006BAK03A02,高分辨分光器件及接收器件,200612-200912,1865万元;
4.国家863计划项目“高光谱与高空间分辨率CO2探测仪研制”,12823万元
5.中国科学院,升级改造项目“大型高精度衍射光栅刻划系统升级改造项目”,2017.05-2019.05,929万元;
6.中国科学院,科技服务网络计划(STS计划)“高端衍射光栅的产品化与应用推广”,2018.01-2019.06,600万元;
代表性论文
1. 光栅电磁场理论(EM Theory of Gratings)
[1] 张善文,巴音贺希格.衍射光栅积分理论中核函数的简化及其特性分析.物理学报(06):3486-3493 (2008).
[2] 张善文. 衍射光栅积分理论与宽波段金属光栅、激光器调谐光栅设计方法研究[D]:[博士学位论文].长春:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 2009.
2. AR-HUD和超表面(AR and Metasurface)
[1] Xudan Zhu, Junbo He, Rongjun Zhang*, Chunxiao Cong*, Yuxiang Zheng, Hao Zhang, Shanwen Zhang*, and Liangyao Chen, Effects of dielectric screening on the excitonic and critical points properties of WS2/MoS2 heterostructures, Nanoscale, 12(46), 23732-23739 (2020).
[2] Qinghao Guo†, Shanwen Zhang†, Jun Zhang*, Chao Ping Chen, Design of single-layer color echelle grating optical waveguide for augmented-reality display, Opt. Express 31 (3): 3954-3969 (2023).
[3] Zhisen Huang, Jin Wang, Wei Jia, Changhe Zhou*, and Shanwen Zhang*. Polarization-independent quasi-BIC supported by non-rotationally symmetric dimer metasurfaces. Optics Letters, 49(18), 5240-5243 (2024).
[4] Zhi Huang, Jin Wang, Wei Jia, Shanwen Zhang*, and Changhe Zhou*. High-Q all-dielectric metasurface perfect absorber powered by quasi-bound states in the continuum. Applied Physics Letters, 125(14) (2024).
[5] Zhisen Huang, Jin Wang, Wei Jia, Shanwen Zhang*, and Changhe Zhou*. Controllable perfect chiral optical response in planar metasurfaces empowered by quasi-bound states in the continuum. Opt. Express, 32(19), 33029-33041 (2024).
[6] Liqun Liu, Bo Wang*, and Shanwen Zhang*. Metamaterial ultra-broadband absorber in near-infrared region with decreasing thermal emission. International Journal of Thermal Sciences, 204, 109237 (2024).
3. 光谱光栅、中阶梯光栅(Spectrum/Echelle Gratings)
[1] Zhang Shanwen and Bayanheshig, “Using the compensating effect for Rayleigh anomalies to design a type of broadband mid-IR grating”, Opt. Express, 16(10): 7049-7054 (2008).
[2] 张善文,巴音贺希格. 宽波段金属光栅设计中闪耀波长对光栅异常的补偿效应.光学精密工程,17(5):990-1000 (2009).
[3] Shanwen Zhang, Xiaotao Mi, Qian Zhang, Shulong Feng, Hili Yu, and Xiangdong Qi. Groove shape characteristics of echelle gratings with high diffraction efficiency. Opt. Communications, 387, 401-404 (2017).
[4] Xiaotao Mi*, Shanwen Zhang*, Xiangdong Qi*, Haili Yu, Hongzhu Yu, and Yuguo Tang, Ruling engine using adjustable diamond and interferometric control for high-quality gratings and large echelles, Opt. Express 27(14): 19448-19462 (2019).
[5] GuojunYang, Shanwen Zhang*, Xiaotao Mi, Hongzhu Yu*, and Xiangdong Qi. The effect of groove depth on the polarization behavior of an echelle grating. Optik, 241, 166932 (2021).
[6] Zhisen Huang, Qian Zhang, Jin Wang*, and Shanwen Zhang*. Effect on the diffraction efficiency from the surface absorption of echelle grating in Littrow mounting. Opt. Express, 31(21), 34636-34647 (2023).
[7] Qian Zhang, Zhisen Huang, Wei Jia*, and Shanwen Zhang*. Anomalous absorption in TM polarization light by echelle gratings. Opt. Express, 31(16), 26156-26166 (2023).
[8] Zhi Huang, Jiajia Qin, Shanwen Zhang*, and Wei Jia. The numerical analysis of low diffraction efficiency phenomenon at the blaze wavelength for echelle gratings. Optics Communications, 565, 130643. (2024).
4. 导模共振光栅(GMR)
[1] Shanwen Zhang*, Yeong Hwan Ko, and Robert Magnusson, “Broadband guided-mode resonant reflectors with quasi-equilateral triangle grating profiles,” Opt. Express 25(23): 28451-28458 (2017).
[2] Xing, Guohua, Shanwen Zhang*, and Robert Magnusson. Leaky Bloch modal evolution of wideband reflectors with zero-contrast gratings from symmetric trapezoid to triangle ridge shapes. Optical Engineering, 59(12): 127102. (2020).
[3] Guohua Xing, Shanwen Zhang*, Xiaotao Mi, and Rongjun Zhang*, Design and analysis of broadband guided-mode resonant reflectors with coated triangular and trapezoidal profiles in TE polarization, Opt. Express 29(17): 26444-28455 (2021).
[4] Jiajing Liao, Zhisen Huang, Jin Wang, Shanwen Zhang*, and Qian Zhang. Wide spectral range guided-mode resonant grating designed for the wet etching process. Optics Communications, 130737 (2024).
5. 计量光栅(Metrology)
[1] Bin Zhou, Wei Jia*, Changcheng Xiang, Yongfang Xie, Shanwen Zhang*, Jin Wang, Changhe Zhou, Two-dimensional polarization beam splitter based on cylindrical nano grating, Optics & Laser Technology, 163: 109332 (2023).
[2] Xingxue Li, Jin Wang,Wei Jia, Changhe Zhou, Yongfang Xie*, Shanwen Zhang*, Polarization-independent two-dimensional dielectric grating for 3×3 beam splitter. Optics and Lasers in Engineering, 177, 108158 (2024).
6. 激光光栅、光通信光栅(Laser and Optics Communications)
[1] 张善文,巴音贺希格. 基于非异常区TM偏振宽波段特性的激光器调谐光栅设计方法.光学精密工程,18(4):779-785 (2010).
[2] 张善文,潘明忠.应用等效规则优化法设计光通信光栅.红外与毫米波学报,33(02):158-163. (2014).
[3] 张善文,营建新,高键翔.应用互易定理优化法设计光通信光栅.光学学报,33(03):74-78 (2013).