一、专业介绍
光电信息科学与工程专业，设在精密仪器与光电子工程学院。依托国家重点学科光学工程一级学科。在历届教育部学科评估中，光学工程学科均名列前三。信息技术是衡量一个国家现代化水平的重要标志，我国把信息技术列为21世纪发展战略计划的首位。本专业以家国情怀为引领，以“宽口径、厚基础、重素质、求创新”为指导思想，构建学生为中心的通专融合教育体系。以培养具有天大品格、深厚数理基础和实践能力、国际化视野的一流人才为目标，依托光电器件、光子学技术、光电信息技术等优势学科基础，培养具备科学与工程思维相结合、跨学科专业的交流能力，能胜任相关领域科学研究、产品开发应用和工程技术管理工作的复合型光电信息学科创新人才。
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专业背景
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本专业起源于1958年天津大学精密仪器系的“光学仪器”专业，是国务院学位委员会首批批准建立的硕士、博士学位授予单位之一，设有博士后流动站。该专业曾先后更名为“测控技术”和“光电技术与仪器”专业。1999年更名为“信息工程（光电信息工程方向）”专业，2013年更名为“光电信息科学与工程”专业。
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专业特色
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坚持“宽口径、厚基础、重素质、求创新”的人才培养理念，以A类光学工程国家重点学科为依托，以国家级实验教学示范中心，国家级虚拟仿真实验教学中心，光纤传感通信国家创新引智基地，两个省部级重点实验室（光电信息技术教育部重点实验室、天津市集成光电子技术与器件重点实验室）、多个大学生创新实验室及校外实践基地为支撑，以2011年获批的“全国改革试点学院”为契机，以“课程质量提升计划”为手段，培养具备专业知识、实践能力和创新精神的复合型人才，形成“师资雄厚、严谨治学、人才辈出、社会声誉好”的优势。
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国内外排名
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在历次全国学科评估结果中，本专业依托的天津大学光学工程学科均排名全国前三。本专业是“教育部光电信息科学与工程教学指导分委员会”的副主任单位。现有国家级精品课程2门，国家级精品共享课程1门，国家级优秀教学团队1个，国家级教学名师奖获得者1人。获国家级教学成果奖3项，天津市教学成果一等奖5项，二等奖1项。
二、人才培养
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培养目标
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立足国家发展需求和科技前沿，为党和国家培养具有扎实数理基础、良好人文素养，熟练掌握专业知识和实验技能，具有家国情怀、全球视野、创新精神、实践能力和领导力，能够在光学/光电仪器相关领域从事研究、设计、开发、应用和管理工作的卓越创新人才。
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培养方案
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光电信息科学与工程专业秉承一体化整体设计培养目标、培养标准、培养方案和培养模式的理念。围绕课程项目、课程组（群）项目、本科研究项目和毕业团队项目，构建以数学物理知识和工程人文素养为基础的，光信息的产生、传输、处理和显示为核心的，与机械、电子、计算机多领域相融合的课程知识体系。鼓励学生自主实践和主动学习，全方位培养学生在光学/光电仪器设设计与研发能力，从而保证培养目标的全面实现。
光电信息科学与工程专业对学生的培养分为3个阶段：(1)“通识培养阶段”，全面提升人文与科学素养，数学、物理基础，注重工程认知、专业与科研兴趣培养等；(2)“专业培养阶段”，学生完成通识教育并达到专业准入标准后进入“专业培养阶段”，着重提升专业素养和能力，重点培养学生严谨的工程态度、分析和决策能力、系统的设计和建造能力，初步形成解决光学/光电领域复杂工程问题的能力，以及工程创造和创新能力；(3)“综合培养阶段”，学生可根据自己的兴趣或未来想从事的专业方向，修习多种个性化选修课程模块，满足自身成长需要，同时通过各类项目，培养解决复杂工程问题的能力，以及工程创造和创新能力，成为能够在光学/光电仪器相关领域从事研究、开发和管理等工作的卓越专业人才。
在第二和第三阶段，有三种培养路径可供选择：(1)学生可以参与各类科研训练或选修课程，为今后继续深造打下坚实基础；(2)学生还可通过选修就业创业课程、参与创新创业项目，为今后走上职场或独立创业奠定基础。
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课程体系
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光电信息科学与工程专业课程体系
光电信息科学与工程专业的课程分为六大类，包括：人文与社会科学类、数学与自然科学类、学科基础与专业类、集中实践类、创新与研修类等。
1)人文与社会科学类课程包括：思想政治理论课、外语课、文化素质教育课程、专项教育课程和通识选修课程等;
2)数学与自然科学类课程包括一系列数学课程、物理课程等;
3)学科基础与专业类课程包括：学科基础课(工程光学、电路信号与系统、电子技术基础等)，专业核心课(光电仪器设计、光电图像处理、光电检测技术及系统)，专业选修课(20余门，包含前沿光学模块，应用光学模块，机电设计模块，光电交叉模块等);
4)集中实践类课程包括：项目设计类课程、实习与毕业设计等;
5)创新与研修类课程包括：创新创业课程与实践、课外实践课程等;
光电信息科学与工程专业知识图谱
通过上述培养方案和课程体系的打造，来构建学生全面的知识图谱。
近年来，在学校和学院的大力支持下，本专业坚持“以本为本”、落实“四个回归”、推进“三全育人”和“五育并举”，不断完善立德树人根本任务的落实机制，牢固确立人才培养的中心地位、不断夯实本科教学的基础地位，以卓越人才培养为目标持续改进教学内容改革，探索教学模式创新，改革评价方法，加强课程建设和研究，不断提升课堂教学质量。
本专业《工程光学》是高等学校光电信息科学与工程类、仪器仪表及相近类专业的重要学科基础课程，涵盖几何光学和物理光学两部分内容，涉及基本概念、基本理论和实际工程问题等，具有综合性、灵活性和实践性特点。
《工程光学》于2020年被认定为
首批国家级一流本科课程
《工程光学》于2021年获评
首届全国教材建设奖（高等教育类）一等奖
该课程共128学时（含实验），2004年被评为国家精品课程，2009年获国家教学成果二等奖，2020年认定为首批国家级一流本科课程，2021年获评首届全国教材建设奖（高等教育类）一等奖。值得一提的是，全国教材建设奖是教材领域的最高奖，是检阅、展示教材建设服务党和国家人才培养成果，增强教材工作者荣誉感、责任感，推动构建中国特色、世界水平教材体系的一项重大制度。此外，本专业《光电检测技术与系统》作为光电技术领域的必备教材，于2019年获评天津市工程专业学位优秀教材二等奖。
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师资力量
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本专业师资力量雄厚，通过多层次人才引育计划，汇聚了一大批海内外优秀学者。现有教学科研人员共46名，其中，教授19名、副教授17名，博士生导师21人，硕士生导师40人。专业科技力量强大，仪器设备先进。历年来承担并完成国家重点基础研究发展计划（973计划）、国家重大仪器设备开发专项项目、科技攻关、“863”高技术、国家自然科学基金、部委基金、省市自然科学基金和横向科技协作等百余项科研任务，并获得多项国家、教育部和省市级科技进步奖。
刘铁根，教授，博导。
我国首位光纤传感973计划项目首席科学家，在光纤压力传感、极端环境光纤多参量传感、光电信息融合感知等取得了原创性、系统性的重大成果。获国家技术发明二等奖1项、中国专利金奖1项、宝钢优秀教师特等奖提名奖，全国创新争先奖状和省部级一等奖5项。组建了国家光纤传感标委会，为我国光纤传感发展做出重要贡献。专心从教近四十载，潜心人才培养，指导博士生70余人，为国家输送了一批光学工程领域学术带头人或业务中坚，多人入选国家级人才。
黄战华，教授，博导。
仪器仪表学会理事及图像科学与工程分会理事长、中国光学学会理事；先后获得省部级科技奖4项；主要研究方向：光电探测技术及系统、数字图像应用技术、成像光学与显示；主讲课程：光电传感技术、现代光学系统原理。
李小英，教授，博导。
兼任国务院第七届学科评议组成员、中国光学学会理事，以及国际著名光学期刊Opt. Lett.专题编辑。2009年获第六届中国青年女科学家奖；2013年获王大珩光学奖中青年科技奖。主要从事量子光学、非线性光学和量子信息技术方面的研究与教学工作。在Phys. Rev. Lett., Nature Photonics 和Opt. Lett.等著名学术期刊发表论文80余篇，论文被SCI引用1800多次。
韩家广，教授，博导。
国家杰出青年基金获得者，担任红外、毫米波及太赫兹波国际会议的程序委员、亚洲光电子会议红外毫米波及太赫兹技术会议程序委员、超快现象及太赫兹波国际会议的程序委员、全国光机电及系统学术会议红外及太赫兹分会主席。相关研究成果荣获教育部自然科学一等奖、中国侨届创新团队奖、天津市青年科技奖及2015年中国光学重要成果奖等。入选了教育部创新团队、天津市创新人才推进计划、天津市131创新团队、天津市131创新人才培养工程第一层次人才、教育部新世纪优秀人才计划、新加坡李光耀Fellow等。发表SCI论文270余篇，被引用10000余次，单篇最高引用900余次，入选了爱思唯尔中国高被引科学家。
江俊峰，教授，博导。
任中国光学学会光电专委会常务委员，天津市光纤传感工程中心主任。天津市人才特支计划光纤传感高层次创新创业团队负责人。国家万人计划领军人才获得者，天津市“131”创新型人才培养工程第一层次人才、天津青年科技奖获得者（2015）、天津市优秀科技工作者（2016）、天津市中青年科技创新领军人才（2018）、天津市最美科技工作者（2019）。获国家技术发明二等奖1项，中国专利金奖1项，省部级一等奖 6 项。发表SCI二区以上论文57篇（第一/通讯）；出版专著五部。
张林，教授，博导。
天津市创新人才推进计划中青年科技创新领军人才，天津市“项目+团队”重点培养专项团队负责人，天津光电芯片与多维光纤集成系统工程研究中心主任。获清华大学学士和硕士学位及美国南加州大学博士学位。2011至2015年在美国麻省理工学院做博士后。长期从事新型光纤、芯片集成器件和光通信系统领域研究，相关文章被引用超过599、1313和685次。发表高水平期刊和国际会议文章300余篇，H-index为37，邀请文章和报告47篇。
三、育人模式
进入光电信息科学与工程专业后，除正常完成本科四年所有课程学习外，学生还享有丰富的国际交流、双学位项目、企业实习、创新创业和科技竞赛、实验室学习等丰富多彩的拓展视野和提升能力的机会。此外，本专业设立了健全的奖助学金体系。以上学习资源确保了毕业生在就业和深造选择中拥有一流的竞争力。
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国际交流
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出国交流方面，光电信息科学与工程专业积极拓展学生国际合作交流项目。近年来，本专业大力度拓展与国外顶尖学校的合作，为学生搭建交流平台，大力实施走出去战略，比如英国爱丁堡大学本科生2+2项目、英国格拉斯哥大学本科生联合培养项目、比利时鲁汶大学2+2项目、法国南特中央理工大学3+1+2/3+1项目等。在校生可依据自身兴趣，报名参加学院组织的相关国际交流活动。
本专业还积极开展同德国汉诺威大学、美国麻省理工大学、法国勃艮第大学、日本东京大学、英国伯明翰大学等高校的合作，开展线上国际学术科研交流。
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企业实习
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除培养方案中的毕业实习以外，本专业还与津航物理研究所、华为、通用电气、海思半导体等企业建有联合实验中心，为在校生创造了大量的实习机会，实现学生多学科知识综 合运用、综合能力素养提升。实习企业涵盖科学研究、技术服务类单位、制造业类单位、信息传输、计算机服务和软件业类单位、交通运输、仓储和邮政业类单位等。此外，本专业支持学生在不影响学业和确保安全情况下自主寻找和申请实习。
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创新创业和科技竞赛
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在创新创业大赛、国内外竞赛方面，本专业通过“天津大学优异生制度”、“大学生创新实验室”、“全员导师制度”鼓励本科生参与科研训练和全国大学生光电设计大赛等科创比赛。积极引导学生参加“互联网+大学生创新创业大赛”、“挑战杯全国大学生课外学术科技作品竞赛”、“全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛”、“全国大学生机器人大赛”等各种形式的创新创业大赛，并配备一流的师资队伍指导学生参赛，为学生提供创新实践工坊和相应的配套经费资助。
本专业为广大学子提供了完善的科技创新平台，在经验丰富的教师指导下能够参加各类海内外创新创业大赛与科技创新项目，进一步锻炼了学生的创新思维、提升了科学视野。
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就业去向
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光电信息科学与工程专业就业、深造前景广阔。本专业毕业生坚实的学习基础、较强的学习能力、开阔的知识视野都有助于未来从事新型光学/光电仪器的设计研发和生产、复杂工程关键问题的分析求解与实施、以及参与或组织现代企业的运营管理。本专业毕业生能在科研单位、高等院校、各类企事业单位及有关公司，从事光电信息工程与技术、光电信号检测、光电子技术、光通讯技术、光电测量与控制、精密工程、信息电子技术、激光技术、生物医学信息检测、医学仪器等领域的研究、设计、开发应用和管理等工作。
本专业毕业生可申请赴顶尖国际院校相关专业攻读硕士、博士学位，本专业同时提供了优秀本科生报送至清华大学、浙江大学等国内知名学府深造和本校保研、直攻博士学位的机会。
以与本专业2023年本科毕业生去向为例，11%的毕业生选择出国留学，83%的毕业生在国内知名高校或研究所深造，其余6%的毕业生进入中电、中天科技等大型企事业单位就业。
四、科研成果
本专业教师团队在天津大学新工科建设布局之下，主要从事光电成像与检测技术、光纤传感技术、太赫兹科学与技术、高速光通信、微纳光子学、集成光子学、量子光学、光学系统设计等方面的基础和应用研究，形成多种光学/光电仪器投入生产应用，取得国内外公认的学术成果，总体达到国际领先水平。此外，本专业还注重与机械、电子、计算机、人工智能等领域的交叉，开辟智能交通等新的研究方向。
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光纤力热复合测试仪
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在人工智能，万物互联时代到来之际，优质的数据将更好地保证人工智能进行机器学习。在这之中，传感器扮演着至关重要的角色，未来将会有许多应用，小到穿戴设备，室内导航，大到新型基础设施建设，自动驾驶等，都需要在精确传感测量的基础上实现。
光纤传感研究团队曾主持承担我国唯一一个光纤传感领域国家重点基础研究发展计划（973计划）项目，长期致力于新型光纤感知机制、方法和技术的研究，采用分立式和分布式传感方法感知各类物理、化学参量，相关成果于2016年获国家技术发明二等奖。
在光纤传感技术研发的基础之上，该团队受国家重大科学仪器设备开发专项项目的继续支持，面向国家“三深”领域（深空、深海、深地）及石化、电力等重要行业的重大需求，研制了光纤力热复合测试仪，实现了温度、应变、压力、声振动四种参量的复合测试，在光纤传感领域形成了从基础研究，到工程化应用，再到产业推广的全链条研究。
光纤力热复合测试仪
该仪器完成了航空航天领域力热参数的融合检测、低气压声探测和大气压力传感，电力领域新能源电力设备的环境监测等，为上述领域的试验测试工作提供了新的技术方案和仪器设备。
该团队的研究工作，在推动了光纤传感应用于多个国民经济重要领域的同时，也为学生创造了面向实际产业应用，学习研究，创新发展的舞台。
航空航天等多领域的光纤力热测试应用
光纤传感成果获中国仪器仪表学会技术发明一等奖
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太赫兹光子学
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太赫兹科学与技术被誉为21世纪重大的新型科学技术领域之一，在许多重要领域，如宽带通讯、雷达和成像等，均具有独特优越性和巨大应用前景。
本专业太赫兹研究中心瞄准国际前沿，主要从事超快太赫兹产生与探测、基于人工电磁微结构的太赫兹操控、以及太赫兹与物质相互作用等方面的研究。团队一直坚持基础研究和应用研究并进，取得了多项研究成果：自主研发了多种不同功能类型的太赫兹时域光谱系统，可用于物质探索、光谱成像、器件表征等，相关系统在清华大学、南京大学等单位均取得了很好的应用效果；研制了多种新型人工微结构太赫兹功能器件，可调控太赫兹波振幅、相位、色散、偏振和波前等参数，为太赫兹科学与技术走向实际应用奠定了基础；最近，在前期研究基础上，又开拓了基于纳米超结构的太赫兹有源非线性器件和太赫兹表面等离子激元器件方面的研究，对于实现小型化太赫兹系统具有重要意义。相关成果发表在《Nature Physics》、《Nature Communications》、《Physical Review Letters》、《Advanced Materials》等著名国际学术刊物上。团队成果“太赫兹亚波长光子学调控机理及方法” 荣获2018年教育部自然科学奖一等奖，引起国内外同行广泛关注和报道。
“太赫兹亚波长光子学调控机理及方法
”获2018年教育部自然科学奖一等奖
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时间模式量子态表征与操控
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量子信息技术可突破经典信息技术的局限，既是世界科技前沿，也在民用和国防领域具有重要应用，世界各国均将量子信息科技定位于国家战略层面。面向量子信息技术发展的基础性需求，本专业非线性与光量子技术团队开展了量子信息技术核心资源——纠缠光源、压缩态光源等量子态光源的研发工作。
用于引力波探测的压缩态光源
团队提出了利用反馈注入受激辐射法，实现量子态时间本征模式的直接测量，为时间模式量子态应用提供了新的工具和手段。此外还提出了基于光纤非线性干涉仪的频谱时间模式调控方法，可使量子态光源在实现模式灵活调控的同时，提高光源收集效率。2022年诺贝尔物理学奖获得者Zeilinger在其Rev. Mod. Phys.综述文章中，特别指出“该方法可用于制备高质量多光子态，同时可以操控其频谱时间模式以满足特定应用”。光纤非线性干涉仪调控量子态工作获选 Phys. Rev. A 编辑推荐；基于光纤非线性干涉仪的纯态单光子源工作获 Appl. Phys. Lett. 网站首页头条推荐。基于光纤非线性干涉仪的量子态模式操控技术已经获中国和美国发明专利授权。基于量子态表征和操控研究成果，团队研制完成了全光纤强度差压缩态光源、偏振纠缠光源等样机。
强度差压缩态光源样机
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新型高速光通信光子系统
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高速光通信网络是现代社会的重要基础设施，属于国家重大战略布局。随着5G时代的到来，每个终端都将大量数据汇入骨干通信网中，高速通信光网络的带宽需求正快速增长。但是，光纤网络的容量正逼近其物理极限，预计2025年之后，现有光通信系统的容量将无法满足带宽需求。采用基于空分复用技术的新型光纤是为容量带来数量级提升的唯一可行方案。
本专业光子系统实验室团队针对光纤容量接近传输技术极限的瓶颈，致力于发展新型传输技术及器件研制技术以满足未来网络发展的要求，为下一代集成化、低成本的光子器件和光纤通信系统提供理论和技术支撑。团队在解决空分复用容量极限这个重大科学问题方面取得突破性进展，建立的空分复用系统通用模型入选2015年中国光学十大进展。
团队提出并研制了高增益的两级结构3模光放，实现了在线放大的3840km模分复用传输，打破在线放大的模分复用传输世界记录，被中国激光杂志社重点报道，阅读量超2200次。
三模在线放大光纤通信系统演示
团队实现了我国空分复用大容量长距离传输领域零的突破，完成了6模2000 km、10模1429 km光纤通信系统的搭建演示。事实上，长期以来10模系统的相关研究始终停留在相对较短的传输距离（来自美国贝尔实验室，125公里），直到2023年才由日本NTT报道了距离为1300公里的传输演示，本课题的10模传输距离已达到1429公里，且波特率提升到2.3倍，进入国际领先行列。这些成果将支撑未来实时空分复用系统的实现，并最终使人们能够重新定义通信用光纤网络的技术参数，为未来20年大容量光纤通信网奠定其规格指标。
大容量长距离模分复用光纤通信传输系统
芯片集成的光子器件在未来的光通信、传感、成像和计算等信息技术和智能技术中扮演着越来越重要的作用。微纳光学结构为控制光波的基本特性(包括损耗、色散、非线性和双折射等经典光学参数和量子光学参数)提供了新的机遇。光子系统实验室团队建立和发展了基于纳米结构的宽带色散平坦化的新机理，从而用来实现芯片上超宽带光源；同时，微纳光子器件在弱光探测、光力、空间光场调控和智能光电子学方面都展示了独特的优势。
芯片集成的宽带光频梳光源
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图文来源：天津大学精密仪器与光电子工程学院
图文编辑：邵偃修
审核：李星竹
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