研究方向:
光子科学大数据、光与材料的相互作用
导师介绍
怀平,博士,研究员,博士生导师,中科院“百人计划”。
1994年本科毕业于上海交通大学应用物理系,2000年博士毕业于(日本)综合研究大学院大学。现为中科院上海高等研究院、上海科技大学大科学中心双聘研究员,担任国家重大科技基础设施《硬X射线自由电子激光装置》(SHINE)实验辅助分总体负责人,国家高能物理科学数据中心专家委员会委员。
研究领域
光子科学大数据、光与材料的相互作用
21世纪初以自由电子激光装置为代表大科学装置的数据量呈现出爆发性的增长,未来将产生EB级以上的大数据,新的“数据密集型科学”时代已经降临。为了应对光子科学大数据的挑战,领导SHINE实验辅助分总体开展了高通量数据获取、AI数据约简、实时分析、XFEL辐照损伤多尺度模拟等研究。
项目成果
建立了SHINE数据系统总体架构,研发了高通量数据样机、科学数据管理与共享平台、工程设计数据平台等丰富的数据应用平台,已应用于SHINE工程建设、科学数据管理与分析等。
人才培养
致力于将研究生培养成为既掌握X射线自由电子激光的专业知识,又熟悉高性能计算与网络、FPGA数据处理、机器学习等IT技能的复合型人才,进行SHINE高通量数据获取、大数据管理、数据实时分析等软硬件系统的设计、开发及测试。
副教授,研究员,主要研究方向为:加速器物理及应用,束流动力学,超快电子衍射,医用加速器,质子放疗,高能电子放疗,闪疗(FLASH Therapy)
教育及工作背景
2003-2007 清华大学工程物理系工学学士
2008-2015 美国麻省理工学院MIT物理系博士
2015-2017 美国ANTAYA科技公司,加速器物理学家
2017-2022 德国电子同步加速器中心DESY ,加速器研究员
2022-2024 德国瓦里安VARIAN医疗系统公司,加速器物理学家
2025.02-2025.04 粤港澳大湾区(广东)量子科学中心,副研究科学家
2025.05- 上海科技大学大科学中心研究员,兼聘生物医学工程学院副教授
研究领域:加速器物理及应用
其实就是一位“打螺丝”的,希望能用自己的模拟和实验搭建出惠及科研惠及大众的实验平台和应用仪器
目前感兴趣的课题
1,超快电子衍射 Ultrafast Electron Diffraction,UED
超快电子衍射技术能够实时观测原子级分辨尺度物质的结构变化,可以完整再现原子尺度超快动力学的全过程。超快电子衍射可用于结构相变、电子声子耦合、分子动力学等动态过程研究。高重频兆电子伏超快电子衍射系统在时空间分辨率及探测效率等方面都有极大提升。
我们需要:1)模拟UED,2)搭建UED,3)推广UED,4)以UED为平台,探索中小型加速器在核医学、肿瘤治疗医学等领域的产业化,5)躺平数钱(你看这个饼,它大又圆)
2,医用加速器及FLASH闪疗(高能电子VHEE和质子重离子)
高能粒子放射是治疗肿瘤的重要手段,发展至今,各种粒子,包括光子/电子/质子/重离子/中子都有运用。超高剂量率闪疗FLASH,将更进一步推进放疗的发展,造福人类。结合SHINE超导电子加速器技术,搭建开展高能电子放疗VHEE及闪疗FLASH的实验平台。
我们需要:1)模拟VHEE和FLASH,2)搭建VHEE和FLASH,3)实验VHEE和FLASH,4)推动VHEE和FLASH通过NMPA(国家药品监督管理局),5)躺平数钱(你看这个饼,它大又圆)
研究经验:
机缘巧合下(也可以说科研课题的被动“动荡”),电子质子、直线环形等加速器相关方向都有涉猎。主要有:
1, 癌症放疗医用加速器系统研究
曾参与美国国防部250MeV超导高磁场高电流回旋加速器设计和医用公司新型无磁铁回旋加速器的设计。在德国医疗公司瓦里安Varian研发部门负责束流传输系统。
2,衍射极限同步辐射光源 PETRA IV
在德国电子同步加速器中心DESY,合作完成了衍射极限同步辐射光源PETRA IV的理论设计。升级光阴极枪,并为储存环设计了最新的束流传输线和交换注入方案。同时以高电荷枪为基础,升级了“ARES”束线,使其可用于医用超高能电子闪疗(VHEE-FLASH)。
3,创新型粒子加速器
博士师从加速器物理和真空器件领域专家Richard J. Temkin,参与美国能源部多个项目。设计并建造了世界上首个由电介质和金属材料阵列构成的混合光子带隙结构加速腔(Hybrid Photonic Band Gap)并完成高功率微波击穿实验。
研究员,2010年毕业于中科院上海应用物理研究所。主要从事自由电子激光、同步辐射光束线设计,关键光学和诊断设备研制工作。2010年7月至2017年8月在上海光源先进成像与工业应用部工作;2017年9月加入上海科技大学硬X射线自由电子激光团队,从事光束线设计工作。2019年2月至4月在European XFEL参加束线诊断调试工作。从研究生阶段开始就一直从事光束线的设计建设工作,其中包括BSRF、NSRL的多条软X射线光束线设计建设工作,SSRF的医学成像光束线站、红外光束线站、动力学线站的设计建设工作。还负责设计了多套基于光栅、晶体的光谱仪。获得 2023年度“东方英才”青年项目支持。
研究员,2015年毕业于山东大学晶体材料研究所,获工学博士学位。2016年10月加入上海科技大学物质科学与技术学院。主要研究方向为相干X射线衍射成像方法及应用。目前主要从事X射线自由电子激光成像实验站的建设和实验站关键技术、设备的研发,包括活细胞结构与功能成像等线站工程生物成像实验站的设计与建设,硬X射线自由电子激光项目相干衍射实验站的设计与建设等工作。
研究员,主要研究方向为精密仪器研发及振动测量控制。2012年于中国科学院上海光学精密机械研究所获博士学位,2013年至2017年于欧洲分子生物实验室汉堡分部担任高级机械工程师。2018年1月入职上海科技大学。研发了主动阻尼控制器,主动隔振器,高稳定性反射镜调节机构、多层膜单色器等多套光束线仪器,同时搭建了多个实验站样品传输系统。拥有2项美国专利,1项日本专利及多项项中国发明专利。
副研究员,2008年,于青岛大学物理科学学院应用物理学专业获得理学学士学位。2015年,于中国科学院上海光机所,强场激光物理国家重点实验室,光学专业获得理学博士学位。研究方向为高次谐波的产生及应用、固体中飞秒激光成丝等。2015年9月,加入上海科技大学,负责活细胞项目激光单元、硬X射线自由电子激光装置项目激光辅助系统的建设工作.
副研究员,2015年毕业于上海交通大学物理与天文学院,获理学博士学位。主要研究方向为分子束外延薄膜材料生长及原位扫描隧道显微镜表征。2015年9月加入上海科技大学物质科学与技术学院,完成国内首台纳米角分辨光电子能谱实验装置的设计研发和建设工作,目前主要从事硬X射线自由电子激光装置束线站总体物质电子结构实验站的设计和建设工作。
副研究员,2007年,于大庆石油学院获得应用物理学专业理学学位。2013年,于南京大学物理学院理论物理专业获得物理学博士学位。2013年到2018年先后于清华大学物理系和上海科技⼤学物质科学与技术学院从事凝态物理方面博士后研究工作。2018年7月,加入硬X射线自由电子激光装置项目组,从事大规模集群与云计算方面的工作。
副研究员。2007年至2011年,华中科技大学,理学学士。2011年至2016年,中科院高能物理研究所,理学博士,研究方向为新型微结构气体探测器和单片型硅像素探测器。2016年至2018年,中科院高能物理研究所,博士后,研究方向为面向CEPC顶点探测器的硅像素测器。2018年至今,上海科技大学,助理研究员、副研究员,研究方向为先进光源上的像素阵列探测器。
高级工程师,2006年同济大学室内设计专业毕业。同年加入中冶天工集团从事工程项目建设、管理工作;2013年入职中国科学院上海分院资产基建管理处,负责上海分院及分院系统“十五”至“十三五”科研基础设施建设项目、财政部修缮项目的全过程管理和上海分院及分院系统资产、后勤管理工作;2018年参加硬X射线自由电子激光装置项目,负责束线站总体公用设施系统建设。
高级工程师,至2012年完成德国雅德大学本硕机械专业,方向为结构热流体动力学方面的数值仿真,硕士论文被收录进德国技术标准。从2012年起,作为CAE工程师在德国从事航空,汽车以及重工行业的数值仿真,参与首架C919的起降架有限元模拟仿真。于2015年9月回国,主要从事精密仪器微振动研究,期间处理过世界上最先进的EUV光刻机的微振动问题。于2019年入职上海科技大学,针对硬X射线热载荷对参数化偏转镜进行数值模拟优化计算,以及微振动研究。
研究员,2009年毕业于复旦大学,获得物理学博士学位; 2009年9月至2012年3月在德国马普核物理所做博后; 2012年3月至2019年7月在复旦大学工作; 2019年8月加入上海科技大学。主要研究方向为原子分子电离、激发诱导的反应动力学。目前主要承担自由电子激光平台上原子分子物理实验站的建设和运行任务。包括活细胞结构与功能成像等线站工程中分子动态成像系统的建设与运行,硬X射线自由电子激光项目原子分子物理实验站的设计与建设等工作。
高级工程师,主要研究方向:精密仪器结构设计。2014年上海海洋大学获机械设计及理论专业硕士学位;2014年-2018年就职于费勉仪器科技(上海)有限公司,主要负责超高真空系统的整体结构设计,超高真空系统中腔体设计,样品原位传输方案的设计以及高低温样品架的结构设计等。2019年入职上海科技大学。
高级工程师。2004年本科毕业于北京师范大学计算机科学与技术专业,同年加入中国科学院计算机网络信息中心,先后从事网络、视频会议、VoIP及DNS等信息化基础设施及应用系统建设及运行管理。2017年加入上海科技大学图书信息中心,负责互动教学平台(Blackboard)、MOOC平台、虚拟教学社区与资源中心 及 远程视频教学与会议系统等信息化应用系统的设计建设和运行管理。2021年加入大科学中心,从事硬X射线自由电子激光装置束线站网络整架构规划和设计等信息化建设相关工作。
副研究员,2015年博士毕业于复旦大学微电子学院,微电子学与固体电子学专业,期间主要研究内容为高性能铁薄膜的制备及其阻变特性的研究。博士毕业后到北京高压科学研究中心(上海分中心)从事博士后研究工作,研究内容涉及极端环境下多铁材料的结构和电学特性、多铁材料的界面耦合特性等。2016年12月加入活细胞结构与功能成像等线站工程项目,参与表面化学实验站的研制工作。2018年8月正式加入硬X射线自由电子激光装置项目,主要负责样品原位环境设计、研制和建设工作。
助理研究员,2020年博士毕业于中国科学技术大学国家同步辐射实验室,同步辐射技术及应用专业,主要从事同步辐射X射线成像技术及应用研究。目前任职于硬X射线自由电子激光FEL-1分总体单分子单颗粒衍射成像实验站,主要负责样品传输系统的研制工作。
副研究员,2014年博士毕业于中国科学技术大学近代物理系,原子与分子物理专业。截至目前,主要研究内容为基于中高能电子碰撞和软x-ray散射的中性原子分子电子结构测量和动力学过程揭示。目前任职于活细胞功能成像等线站工程之复合速度成像系统实验站,参与相关谱议建设。
2015年博士毕业于中国科学技术大学(导师,朱俊发 教授)。之后在中科院上海微系统所开展博士后研究工作(合作导师,刘志 研究员),2018年加入上海科技大学。主要工作:以近常压光电子能谱为主,结合多种原位表征手段研究多相催化和电化学反应机理,以及实验方法的发展。
副研究员,2017年毕业于中科院上海光学精密机械研究所高功率激光物理联合实验室,光学工程专业,期间主要研究内容为高功率激光系统中前端系统。2017年7月至2019年6月在帝国理工大学物理学院从事针对激光等离子体加速的超短超强激光系统的研究。2019年7月至2022年8月在阿贡国家实验室从事博士后研究,研究内容包括X射线光学元件在线与离线检测,X射线波前检测,X射线暗场以及人工智能增强的相衬成像。2022年9月加入上海科技大学硬X射线自由电子激光团队,从事光束线设计与诊断,以及X射线泵浦探测技术研究。
副研究员,2017年博士毕业于同济大学物理科学与工程学院。凝聚态物理专业,主要从事X射线光学元件及系统设计研制。目前任职于硬X射线自由电子激光FEL-I分总体单分子单颗粒衍射成像实验站。主要负责实验站的光学调控设备设计研制工作。