从西南交通大学本科学习名列前茅保送清华大学直接攻读博士学位,到远赴加州大学伯克利分校师从美国工程院院士David Bogy教授(联合培养)学习一年多,丰富的求学研究经历使90后的胡跃强具备了多个交叉学科的知识储备和开阔的学术视野。在求学中,出身农村的他心无旁骛、刻苦钻研,学习、科研和社会工作齐头并进。在工作中,他不忘教育初心,矢志科研事业,一直将学生培养作为工作的中心,决心立足湖大,做出影响世界的研究。
2018年夏天,26岁的胡跃强,从清华园博士毕业之后,便怀着对教育和科研的热情加入了千年学府湖南大学,成为威廉希尔助理教授,目前是湖南大学岳麓学者、博士生导师。在学校、学院的关心支持下,他迅速组建了平面光学元件微纳制造团队,主持国家自然科学青年基金、湖南省自然科学青年基金、深圳市优秀科技创新人才培养(博士启动)项目以及多项企业重大攻关项目等,主要研究方向为微纳制造、光学超构表面元件、新兴显示技术、人工智能光子学等;在Light: Science & Application、Nano Letters、Advanced Functional Materials、Advanced Optical Materials 等国际顶级期刊发表多篇高水平论文,其中影响因子大于10的4篇,入选高被引论文3篇,申请发明专利10余项,授权4项。相关研究成果支撑了行业标杆企业关键产品的研发、国家战略性科研机构关键任务的推进及国内外众多知名科研团队基础研究的开展。
亦师亦友,因材施教
由于年龄和学生相差不大,又长着一张娃娃脸,学生都亲切地叫他“强哥”,亦师亦友的关系让胡跃强和学生走得更近。入校以来,他以培养有时代担当的一流创新人才为目标,将本科生和研究生培养作为教师工作的重中之重。根据自己的经历,他深知本科教育对一个大学生的高等教育启蒙和三观塑造的重要性。因此,他积极投身本科生教学,承担了专业核心课《互换性与测量技术基础》、《专业生产实习》、《机械前沿概论》(英文)等的教学任务,还对本科生的毕业设计进行指导。在教学过程中,他不只停留在将课程知识传授给学生,还向同学介绍学科的最新研究进展;他积极探索新的教学模式,采用“雨课堂”、“微信群”等混合教学平台,形成课上课下联动学习模式;他引入国家精品课程线上资源,建立SPOC平台,在学生获得优质学习资源的同时,提升自己的教学水平。他担任机自1901班班主任,为了解每个学生,开展班主任“五”餐会活动,每周五分别和班级几名同学共进午餐,在轻松的环境下为同学答疑解惑,在熟知每个同学的学习情况以及兴趣特长后,根据每个同学的特点对其进行指导。在2020年的威廉希尔优秀班级体评选中,尽管和高年级一起竞争,却仍然获全院第一,并最终获校级优秀班集体称号,胡跃强也获得湖南大学“优秀班主任”称号。
研究生培养方面,胡跃强坚持根据学生的特点进行课题选择,兼顾基础研究与工程应用,让学生做有意思、有意义的研究工作,培养未来的卓越工程师和学术大师。目前他共指导3名博士(包括共同导师)和10余名硕士研究生,指导学生发表多篇高水平论文、多人获研究生国家奖学金以及重大竞赛奖项。他培养的第一名学生罗栩豪在研究生期间主导或参与发表4篇顶刊SCI论文,其中3篇入选ESI高被引论文,并于2019、2020年两获研究生国家奖学金,毕业后继续深造。为加强管理,胡跃强和学生一起制定《课题组管理规程》,对科研、学术道德等进行规范化管理。编写《研究生入学手册》和组织研究生新生入学培训系列课程,帮助新生更快融入课题组。
为了学生能得到更好的科研锻炼,胡跃强积极组织研究生带本科生一起参加各类学科竞赛,指导5名研究生和5名本科生获得中国大学生机械工程创新创意大赛-微纳传感技术与智能应用大赛初赛一等奖、国赛优秀奖(全国前20)、第九届“挑战杯”湖南省大学生创业计划竞赛省赛铜奖、校赛金奖、第六届湖南大学“互联网+”大学生创新创业大赛校级银奖、铜奖等。
勇于创新,野蛮生长
胡跃强在博士期间也有过迷茫和彷徨,并一度怀疑自己不适合做科研。之后在导师孟永钢教授指导和不断探索中明确了方向,开发了旋转式表面等离激元纳米光刻加工系统,实现了最小线宽26 nm的加工。在出国的一年中,更加坚定了自己做科研的决心。由于他的课题和微纳加工相关,他了解到超构表面领域,这种由微纳结构组成的新型平面光学元件的概念是2011年才被提出的,属于非常前沿的领域。相对于体积笨重、不易集成、功能单一的传统折射光学元件,其具有轻薄化、易集成、多功能等特点,而且超构表面对于电磁波各种参数的调控能力使其在光显示、光探测、光存储、光计算等领域具有无限可能,胡跃强隐约感觉到超构表面元件将是未来的发展趋势。也正是那时,国家的《中国制造2025》规划中提出“四基”缺失是制约我国制造业创新发展的症结所在,而光学元器件作为各类高端光电系统的关键基础元器件至关重要。
加入威廉希尔后,胡跃强与段辉高教授紧密合作,结合段教授已有的极端微纳加工基础,他将目标锁定在这种新型平面光学元件的设计和制造。刚开始,机械专业出身的他对光学知识储备不够,但是多学科交叉的求学背景让他锻炼了快速进入一个领域的本领,刚入职的半年期间,他系统深入的学习该领域的知识和最新进展,一头扎进实验室,从微纳加工实验到光路系统搭建,他都全身心的投入。设备机时紧张时,他就和学生趁着大家休息时通宵做实验,其他组的学生们都开玩笑说:“胡老师经常和我们抢机时做实验。”正是这样的决心和干劲,他很快打开了局面,第一个工作在2018年底就有了不错的效果,同时还有多个工作在开展。他利用过年期间撰写论文,经过几个月的修改,最终该工作发表在中国科技领军期刊、光学领域顶级期刊《Light: Science & Applications》上,并引起广泛关注。该工作为设计紧凑型集成超构表面系统提供了新的思路,被著名的科技网站phys.org在内的多家媒体进行了报道,在发表后的一年时间,被多位著名学者在Nature等期刊上引用80余次,并被多篇综述收录为新的解决方案,连续入选ESI高被引论文。经过两年多的努力,他和团队不断突破,实现了极简超构表面近零串扰彩色全息、集成超构表面实时多维度光学加密和拓扑优化算法逆向设计场增强最大等多个高水平工作。近日,他们又将超构表面与液晶进行结合,在动态可调谐超构表面领域取得了重大进展。在实验条件和空间有限的情况下,胡跃强的团队和实验室从零开始慢慢壮大起来,也因此受邀在多个期刊撰写长篇综述并在国内外会议上做邀请报告。
除了前沿基础研究,胡跃强团队致力于超构表面元件的产业化应用。2020年他们和深圳珑璟光电科技有限公司签订了1000万的重大技术攻关项目,进行增强现实(AR)镜片的技术开发。经过一年多的研发,团队开发高分辨电子束光刻工艺及超构表面器件支撑了珑璟光电的衍射光波导开发,实现了前期打样和精密纳米压印模具的制作,合作完成了第一代基于衍射光波导的近眼显示AR光机模组的生产。基于前期合作成果,珑璟光电已投资1500余万元建立了湖南大学深圳研究院微纳光学先进设计制造实验室。胡跃强担任珑璟光电的企业特派员。团队还与昆山梦显电子科技公司合作将平面滤色片元件应用MicroOLED显示技术中,解决方案已经通过前期验证,计划开始中试生产及确定量产方案。同时,胡跃强团队还和华为、多个研究所和高校之间保持紧密联系,推动超构表面的产学研转化。
勇于担当,开创未来
胡跃强热心公益,积极参与湖南大学设备共享平台建设。曾与实管处赴上海中医药大学实地参观考察,学习设备共享经验;调研清华大学、加州大学伯克利分校关于设备共享的经验,撰写关于湖南大学设备共享平台的建议。他参与学院十四五规划撰写,为学院建设献言献策。在湖南大学承办的航天日活动中,作为志愿者全程参与,并一对一接待商飞总经理。为助力学校、学院更好的发展,他还参与青年教师代表交流会,参与组织2019年威廉希尔毕业设计大赛,参加党支部组织的党员大会、组织生活和学习培训。在学院的各类评审、面试等公益活动中也总有他的身影。胡跃强非常喜爱羽毛球运动,时刻牢记“为祖国健康工作五十年”的号召,在课题组内每年举办羽毛球大赛,并将这一理念灌输给每一位学生。他代表学院积极参加各类羽毛球赛事。
胡跃强不忘初心,践行教书育人的使命职责。矢志科研,勇攀国家需求的学术高峰。立足当下,放眼未来,胡跃强将继续扎根教育科研第一线,培养有担当的新时代高技术人才,为国家关键基础光学元器件领域做出应有的贡献。