一位丹麦科学家胡浩的分享,后获得欧盟和丹麦两项科学大奖
发布时间:2022-10-03 浏览:
法門与道相应,与法相契,顺应时代
感恩南无大慈大悲观世音菩萨! 感恩十方三世诸佛菩萨! 感恩龙天护法! 感恩恩师! 各位佛友、同修们,大家好! 我想跟大家分享一下自己作为一名科学研究人员,在学佛过程中的感悟和体会。如果分享中有不如理不如法的地方,请南无大慈大悲观世音菩萨原谅,请护法神菩萨原谅。
我目前在欧洲一所顶尖的理工科大学任高级研究员,并指导博士和博士后从事前沿的科学研究。曾几何时,我是一名无神论者,不相信任何宗教,相信科学可以完美的解释这个世界,甚至改变这个世界。不可否认,现今世界由于科技进步,已经发生了巨大变化;但同样不可否认的是,在改变人类命运面前,科技(包括现代医学)却常常束手无策。我的同行同事之中,即使是世界一流名校的讲席教授,虽然拥有诸多荣誉,但也一样受到家庭、婚姻、健康的困扰,烦恼不见得少于普通人。
在我所从事的科研领域中,唯一一位诺贝尔奖获得者却不幸患上了阿尔兹海默症(俗称老年痴呆症)。他的科研成果,使亿万人生活得到便利,但可惜的是他在获奖时已然不记得自己当年的成果,无法改变自身的命运,令人唏嘘。凡此种种,令我不禁开始思考:到底如何才能真正掌握自身的命运,从而摆脱病、死、苦的困扰。
怀着这些人生的思考,再加上也许是宿世佛缘逐渐成熟的缘故,在2011年我有幸参加了卢tz的丹麦法会,并十分幸运的抽到了看图腾的号码。当时tz不仅非常神准的指出我身体上一些问题,还提到我在工作上怀才不遇,是因为福德不够,并开示我要多做功德。不过,现在说来惭愧的是,我当时并未加以重视,虽然开始念经但不精进,有些相信但又不深信,甚至以科研人员的贡高我慢,都没有想过要拜师。以至于那时候,虽然几乎把全部精力都放在工作上,但正如tz所说的怀才不遇,总感觉才华没有得到完全的施展。
直到近几年拜师以后,我才真正地按照tz开示的那样,一方面每天抽出几个小时的时间念经,另一方面积极弘扬佛法,广度有缘,并积极助缘tz师父在全世界各地的法会,就这样虽然在工作上投入的时间相对以前减少很多,但在不知不觉中科研工作越来越顺利,接连获得欧盟和丹麦颁发的两个重要科研奖项,并在我所从事的领域中连续两次突破大容量数据传输的世界纪录。作为一个中国人,这在我所工作的大学也是很不寻常的。
通过亲身经历,我真正领悟到,只有学佛才能改变命运,否则即使自身再有才华,由于业障阻碍也难以施展。并且我对才能和福德有了更深入的理解:才能好比一艘船,而福德就像是水,如果仅仅拥有才能而福德不够,就如同一艘大船在很浅的水中,无法浮起来一样,只有水足够深,也就是积累足够多的福德,才能的这艘大船才能扬帆出海,遨游天下。而积累福德则是要通过平时一点一滴地念经、许愿、放生,以及多做功德来实现。
在我学佛的这几年中,也有家人朋友不理解,为什么一个在著名大学里从事科学研究工作的学者,成为了虔诚的佛弟子呢?在这里,我想引用前中科大校长,中科院院士朱清时教授的一句话,他说:科学家千辛万苦爬到山顶时,佛学大师已经在此等候多时了。事实上正是如此,佛陀在公元前500年就说:水中有八万四千虫。而直到2000多年后的17世纪,荷兰生物学家列文虎克才用他发明的显微镜观察到微生物的存在,证实了佛陀所说。此外,佛陀还曾描述我们所生活的世界的形状如同庵摩罗果,一种椭圆形的果子。直到16世纪,葡萄牙探险家麦哲伦才完成了世界上首次环球航行,证实了地球是圆形的。
可以说,佛教的很多观点都是远远领先于科学的。在我获得丹麦Villum基金会颁发的杰出青年学者奖的颁奖仪式上,还同时颁发了年度科学成就奖,获奖的丹麦物理学家 Jens教授从事的是宇宙学的研究,他在这个领域内做出了卓越的贡献,包括对暗物质的研究。提到暗物质,先说一下什么是物质。我们所能观察到的整个宇宙内的星星、太阳、月亮、山河大地以及所有的动植物等等,统称为物质。但科学研究表明:物质在整个宇宙中只占非常低的比例,还不到5 % 。那些90%以上无法被观测到的宇宙,统称为暗物质和暗能量。这又符合佛教中六道轮回的说法,因为在六道轮回中有着非常多的如天人鬼神等无形众生,都是无法被观测到的。这也正如大科学家爱因斯坦曾经说过的那样:如果世界上有一种宗教能够解答科学提出的疑问,这宗教一定是佛教。
科学上通常是先提出假设,然后通过实验来证实,比如大家可能听说过的引力波探测实验,大约100多年前爱因斯坦预言了引力波的存在,但直到2016年才由美国LIGO团队直接探测到了引力波的存在,领导此项工作的科学家也因此获得了2017年诺贝尔物理学奖。可以说,科学上先假设后验证的这个方法,也与佛法的修学是相通的。
佛法的修学讲究信解行证,以信为入门,在理解佛法的道理之后,关键是要将佛教的精髓落实在行动上,才能最终有所证悟。从这个角度来说,法门正是传承了佛陀的教法的正法、正念、正信、正行的法门:一方面通过師父讲解的白话佛法,使大众逐渐解得如来真实义,另一方面通过念经、许愿、放生切实在行动上遵循佛陀的教诲,而不是将学佛流于形式,才能使人最终破迷开悟,离苦得乐。 可以说法门的出现,不仅引领了很多中青年人,高学历人士以及各行业精英走进佛门,而且消除了以前很多人对佛教的误解:不要以为只是烧香磕头就是佛法,佛法不是迷信,而是教育。教育我们学佛是学习佛菩萨的大慈大悲以及无量无边的智慧。
信佛则是深信因果,诸恶莫作,众善奉行。法门以方便妙法接引众生进入佛门,从而指导人生,改善生活,而后通过師父的教理使人深入学习佛法的真谛。xl法门的宗旨就正如師父所说的那样:让每个人都好,让每个家都好,让我们的国家好,让我们的社会好,这就是观世音传奇的法門!
从另外一个方面来说,在当下学佛修心正是顺应时代的发展。在当今社会物质文明进步很快(人们的生活条件改善了很多),但精神文明(比如诚信,道德方面)则有下滑的趋势。通过学佛修心,培养人们的慈悲心,喜舍心,助人为乐之心等,消除贪心、瞋恨心、傲慢心等,不仅可以帮助我们更好地生活,也有助于建立更加和谐的社会。从这个角度来说,法门可以说是与道相应,与法相契,顺应时代。正所谓:无上甚深微妙法,百千万劫难遭遇。
在此,也真心祝愿每一位有缘人,都能珍惜机缘,跟随观世音菩萨和師父,学佛念经,修心向善!
再次感恩南无大慈大悲观世音菩萨! 感恩十方三世诸佛菩萨! 感恩龙天护法! 感恩恩师! 感恩大家!
华人学者三次刷新世界纪录,诺奖技术被他发挥得淋漓尽致!
胡浩 蒲敏皓2018-07-09

第一作者:胡浩、Francesco Da Ros、蒲敏皓
通讯作者:胡浩
通讯单位:丹麦科技大学(DTU)
研究亮点:
1. 展示了一种基于非谐振腔的芯片光频梳,不仅性能更加稳定,而且光频梳的产生效率大幅提高到66%。
2. 实现了基于芯片的单光源大容量光通信系统,传输数据容量甚至超出当今全球互联网(Internet)的数据总流量。
当今互联网每秒钟传输着几百万亿(~1014)比特的数据,消耗世界总电量的9%,而且还在以每年20-30%的速度持续增长。尽管世界范围内已经铺设了大量基于普通单模单芯光纤以及波分复用(WDM)技术的光纤通信系统,受限于光纤非线性等因素,当前的光传输容量已经接近瓶颈。
为了进一步提高传输容量,多维度的复用技术(如波分、空分复用等)开始被采用。多维度复用技术需要使用大量不同波长的高品质激光器作为光源,然而激光器数量的增加将引起系统能耗随之增加,限制了光通信系统容量的进一步提升。
有鉴于此,丹麦科技大学(DTU)胡浩,Francesco Da Ros以及蒲敏皓等人组成的科研团队基于获得诺贝尔奖的光频梳技术实现了单光源661 Tbit/s的大容量数据传输,同时突破了传输容量以及系统能耗两大瓶颈。
据悉,2014年,胡浩团队创造世界最快单激光器数据传输的记录(43 Tbit/s),2016年再次刷新单光源数据传输的记录,这次是他第三次刷新单光源数据传输的记录。

图1. 基于AlGaAsOI光子芯片的光频梳
该工作是利用非线性效应在光芯片中通过单光源泵浦产生光频梳作为波分复用系统的多波长光源,结合特殊设计的低串扰单模多芯光纤实现的,为未来进一步集成打下了基础。这项科研成果所实现的数据传输流量约是目前全球互联网数据总流量的2倍。
由于应用领域广泛,近年来基于芯片的光频梳产生在世界范围内引起了极大的科研兴趣。通常产生光频梳的方法是利用直流光作泵浦,注入到一个谐振腔中,利用克尔非线性产生光频梳。
然而,这种方法目前主要存在的问题在于:需要在非线性和热效应之间取得平衡,一旦失去这个平衡,频率梳也就不复存在了,所以通常需要额外增加反馈机制来实现长期稳定性。此外,这个方法产生光频梳的效率较低:明孤子光频梳的产生效率通常不到1%,暗孤子光频梳的产生效率虽然可以提高到约20%,但受限于色散的影响,产生频率梳的带宽有限。
另外一个产生宽带光频梳的方法是利用脉冲光泵浦,注入到一个非谐振腔的光波导中,利用自相位调制实现频率梳展宽。这个方法的主要技术难点在于:由于没有谐振腔的帮助,泵浦光不能被有效地重复利用,很难在现有的非线性材料平台中实现频率梳展宽。
而DTU的研究人员利用III-V族半导体材料铝镓砷(AlGaAs)开发的AlGaAs-on-insulator (AlGaAsOI)纳米光波导平台,一方面结合了超高的材料非线性系数与超强光场束缚带来的等效非线性增强(如图1b所示),另一方面又实现了低损耗,并通过调节带隙避免了双光子吸收,从而打造出了一个理想的超高效、低损的非线性集成纳米波导平台。
如图2所示,在5毫米长的AlGaAsOI纳米光波导中,在泵浦功率仅为85毫瓦的情况下,实现了约7倍的光谱展宽。通过这种方法产生光频梳的效率约为66%,远高于基于谐振腔的光频梳产生。

图2. 在AlGaAsOI纳米光波导中基于自相位调制的光频梳展宽
由于很高的光频梳产生效率,即使不需要太高的泵浦功率,输出的光频梳在经过放大后也有足够高的光信噪比,可用于承载大容量的数据信息。为突破光数据传输容量的瓶颈,在本研究工作中使用了全部6个物理维度(频率,幅度,相位,时间,偏振,空间),尽可能多地加载数据信息。其中,特殊设计的单模30芯光纤具有4种类型的光纤芯,通过优化的排列实现了相邻光纤芯的折射率不同,从而降低不同光纤芯之间的串扰。

图3. 基于光频梳的每秒数百太(1014)比特超大容量光传输系统的示意图
在本研究工作中,每个光纤芯中传输了80个波分复用并行信道,30芯光纤的总信道数量达到了2400并行信道。在数据传输后对这2400个并行信道分别进行了误码率测量,以保证最终的无误码(误码率小于10-15)数据传输。

图4. 基于AlGaAsOI芯片产生的光频梳,进行了661 Tbit/s光数据传输系统实验以及传输后的误码率测量
总之,这种基于非谐振腔的片上光频梳为稳定、高效率的产生光频梳提供了一个新方法。此外,展示出的基于芯片的单光源大容量光数据传输系统,为未来大容量、低能耗光通信系统提供了新的方向。
作者简介:

胡浩现任丹麦科技大学高级研究员(相当于副教授),从事光纤通信以及纳米光学方面的研究工作,在知名期刊及学术会议上发表文章200余篇。2012年曾获丹麦科技部颁发的Sapere Aude-Young Research Talent 奖,2013年在美国贝尔实验室任访问研究员,2014年创造世界最快单激光器数据传输的记录(43 Tbit/s),并被engineerjobs.com推选为2014年世界20大科技进展(名列第7位),引起包括BBC、新浪、人民网等众多媒体的关注。2016年再次刷新单光源数据传输的记录,并于2016年11月荣获欧盟Horizon奖,表彰突破光纤传输容量瓶颈,接受《自然》(<Nature>)杂志采访。2017年获丹麦Villum基金会颁发的青年学者奖。2018年这是他第三次刷新单光源数据传输的记录。

蒲敏皓现任丹麦科技大学高级研究员(相当于副教授),长期专注于研究集成光学,纳米光子学,新型非线性材料,纳米制备工艺,非线性光学以及其应用探索,近年来取得重要突破。他开发的全新非线性平台AlGaAsOI是当今最高效的克尔非线性集成芯片平台。2015年,他利用此平台展示了世界上速度最快的光信号处理芯片。此工作被评选了当年丹麦十大科研成果。2016年,他又展示了第一个毫瓦级别阈值的集成微腔光频梳,此工作发表于Optica也被Science编辑同期推荐,被认为为开发全集成频梳芯片迈出了重要一步,并推动很多应用革命。他在知名期刊及学术会议上发表文章120余篇,为Optica, Laser & Photonics Review,Nanoscale 等多家杂志审稿人。
参考文献:
H. Hu, F. Da Ros, M. Pu et al. "Single-sourcechip-based frequency comb enabling extreme parallel data transmission,"Nature Photonics (2018).
DOI:10.1038/s41566-018-0205-5
https://www.nature.com/articles/s41566-018-0205-5
原文网址:http://m.nanoer.net/main/view?id=4687
App下载地址
安卓点击下载:
(点击二维码图片跳转下载地址)

感 恩 分 享 功 德 无 量 恳请南无大慈大悲救苦救难广大灵感观世音菩萨慈悲,龙天护法诸位佛菩萨慈悲! 在此篇文章的编辑、整理、分享过程中,如有不如理、不如法之处,恳请南无大慈大悲观世音菩萨原谅、诸位佛菩萨和龙天护法菩萨原谅! 祈求观世音菩萨慈悲加持保佑所有看到这篇文章的人,都能够在心中种下一颗菩提种子,结下一份善缘,消业障、开智慧! 如果您觉得此篇文章对您有帮助,请动动手指转发到朋友圈或者推送给您需要的朋友。 感恩您的善举,随喜您的功德。也许正是您不经意的一次转发刚好可以帮到有需要的人 。 |





