基本信息

杨福桂  男  博导  中国科学院高能物理研究所
电子邮件: yangfg@ihep.ac.cn
通信地址: 北京市石景山区玉泉路19号乙报告厅
邮政编码:100049

研究领域

主要从事X射线光学以及利用X射线光学的超精密测量的研究工作,包括 :

(1)同步辐射光束线的系统工程学。光束线是高品质传输X射线的环节,面对高功率密度低发射度的同步辐射,有真空、冷却、辐射安全联锁和X线光学装置等的组成部份。先后参与北京同步辐射装置高能同步辐射光源预研和正在建设中的高能同步辐射光源建设项目,工作是解决束线建设中光学器件的技术问题。涉及超高精度X射线光学反射镜面形检测技术及设备研制,高精度高稳定X射线主动光学器件技术研究,低面形误差的劳厄弯晶压弯与检测技术,同步辐射装置光束线光学设计,在波长波前检测与调制等等。2018年起任高能同步辐射光源项目光学系统负责人,承担HEPS光束线物理设计、关键光学设备物理设计以及检测设备的研发工作。


(2)X射线光学支撑的超精密测量技术的研究(pm、am领域的技术)。一般认为利用光波测长的下限是半波长,要做到在很小的空间里高精度测量需要利用X线波长。基于X射线的短波长特征和单晶硅完美晶体品质,与国内多单位合作,开展晶格常数和X射线波长两类基本物理参数计量工作,核心包括晶体加工-检测-修正-再检测的闭环工艺流程、X射线干涉仪系统、专用计量光束线站、超高精度信号测量、超稳环境控制技术等。最终目标是实现硅晶格常数的低不确定度复现以达到新单位值改制后的国家计量目标,同时突破性地在微尺度上建立以X射线波长计量为新基准,推动量子几何计量技术的产业化应用 ,提升我国在高精度计量领域的国际竞争力。

https://physics.nist.gov/cgibin/cuu/Value?asil|search_for=xray_in!

招生信息

常年招收物理、机械等专业的硕博研究生。培养方向主要是围绕精密物理测量所需要的基础理论以及工程技术,特别涉及X射线光物理领域。

招生专业
070207-光学
080300-光学工程
080402-测试计量技术及仪器
招生方向
X射线光学
精密测量

教育背景

2007-09--2012-07   中国科学技术大学   博士
2003-09--2007-07   中国科学技术大学   学士

工作经历

2015-07~现在, 中科院高能物理研究所, 副研究员
2012-07~2015-07,中科院高能物理研究所, 助理研究员


教授课程

力学
力学习题1-1
教授课程

2025—2026学年(秋)第一学期光学成像系统设计基础专业课主讲教师29研究生
2024—2025学年(秋)第一学期光学成像系统设计基础专业课主讲教师23研究生
2023—2024学年(秋)第一学期光学成像系统设计基础专业课主讲教师12研究生
2024—2025学年(秋)第一学期光学公共必修课教师助教51本科生
2020—2021学年(秋)第一学期力学公共必修课教师助教39本科生

专利与奖励


专利成果
( 1 ) 一种基于多级温控策略的高精度温控系统及方法, 发明专利, 2024, 第 3 作者, 专利号: CN119806248A

( 2 ) 一种耐辐射损伤的厚X射线闪烁体的显微成像系统, 发明专利, 2024, 第 1 作者, 专利号: CN119198798A

( 3 ) 数字型参考面形的构建方法及长程面形仪系统, 发明专利, 2024, 第 1 作者, 专利号: CN119294164A

( 4 ) 基于近场散斑的大曲率X射线光学元件面形检测方法, 发明专利, 2024, 第 5 作者, 专利号: CN118882540A

( 5 ) 一种具有样品纵向深度分辨的XRD检测方法, 发明专利, 2023, 第 2 作者, 专利号: CN117129501A

( 6 ) 一种X射线光束互相干函数测量装置与探测方法, 发明专利, 2022, 第 3 作者, 专利号: CN115356764A

( 7 ) 一种新型的单色器晶体修正系统及方法, 发明专利, 2022, 第 1 作者, 专利号: CN114877996A

( 8 ) 一种用于高精度修正反射镜面形的主动光学系统, 发明专利, 2022, 第 3 作者, 专利号: CN114512258A

( 9 ) 一种基于近场散斑的曲面波前与面形高精度检测方法, 发明专利, 2021, 第 3 作者, 专利号: CN114295082A

( 10 ) 一种基于离子束高次电离原理的X射线光束位置探测器, 发明专利, 2021, 第 2 作者, 专利号: CN113840441A

( 11 ) 一种同步辐射X射线双反射镜, 发明专利, 2020, 第 3 作者, 专利号: CN111354500A

( 12 ) 一种基于多区间热变形调制的超精密主动光学调制方法及系统, 发明专利, 2019, 第 1 作者, 专利号: CN110543010A

( 13 ) 一种面形检测装置与检测方法, 发明专利, 2016, 第 1 作者, 专利号: CN106052585A

( 14 ) 一种高空间分辨长程面形检测装置及检测方法, 发明专利, 2015, 第 1 作者, 专利号: 一种高空间分辨长程面形检测装置及检测方法

( 15 ) 一种高精度长程光学表面面形检测仪, 发明专利, 2014, 第 1 作者, 专利号: CN104019762A

( 16 ) 探测器像素响应非均匀误差校正装置及其校正的方法, 发明专利, 2014, 第 1 作者, 专利号: CN103983571A

( 17 ) 一种高精度高空间分辨长程面形检测系统, 发明专利, 2013, 第 1 作者, 专利号: CN103278106A

( 18 ) 一种高精度长程面形检测系统及检测方法, 发明专利, 2013, 第 1 作者, 专利号: CN103292728A

( 19 ) 基于透镜阵列的双向三维成像和裸眼三维显示系统, 发明专利, 2012, 第 2 作者, 专利号: CN202721764U

( 20 ) 一种基于电光偏转散斑抑制的激光显示系统及显示方法, 发明专利, 2012, 第 5 作者, 专利号: CN102662294A

( 21 ) 一种基于液晶偏振旋转的三维投影显示系统, 发明专利, 2011, 第 1 作者, 专利号: CN102520575A

出版信息

   
发表论文
(1) Contour optimization of triangular Laue bent crystal for low wavefront distortion applications, Optics Express, 2025, 第 5 作者  通讯作者
(2) Compact X-ray autocollimator using dynamical Laue diffraction, Optics Letters, 2025, 第 2 作者  通讯作者
(3) Preliminary experiment of sub-nanoradian angle metrology system in high energy photon source, Advances in X-Ray/EUV Sources, Optics, and Components XX 13620, 2025, 第 2 作者  通讯作者
(4) Sampling ordering method for suppressing instrumentation drift effects in measurements, Optics Express, 2025, 第 5 作者  通讯作者
(5) First-principles approach to x-ray active optics: design and verification, Optics Letters, 2024, 第 2 作者  通讯作者
(6) Development of a high-precision long trace profiler utilizing shear measurements, Review of Scientific Instruments, 2024, 第 5 作者  通讯作者
(7) Spatial-frequency-oriented measurement strategy in two-dimensional slope deflectometry systems, Applied Optics, 2023, 第 5 作者  通讯作者
(8) Enhanced-spatial-resolution optical surface profiler based on focusing deflectometry, Optics Express, 2022, 第 4 作者  通讯作者
(9) 基于X射线近场散斑的波前检测技术研究现状, 光学学报, 2022, 第 3 作者
(10) Study on the X-ray mirror quality specification in advanced light source, Frontiers in Physics, 2022, 
(11) Enhanced-spatial-resolution optical surface profiler based on focusing deflectometry, OPTICS EXPRESS, 2022, 第 5 作者  通讯作者
(12) X射线反射镜研制技术的现状和发展, A review on the fabrication technology of X-ray reflector, 光电工程, 2020, 第 7 作者
(13) 液氮间接冷却双平晶单色器面吸收与体吸收的对比研究, Comparative analysis on the surface and volume absorption of cryogenically indirectly cooled double crystal monochromator, 低温与超导, 2020, 第 3 作者
(14) Quantitative X-ray Channel-Cut Crystal Diffraction Wavefront Metrology Using the Speckle Scanning Technique, SENSORS, 2020, 第 4 作者
(15) Characterization and on-line adjustment of the sagittal-bent Laue crystal profile, JOURNAL OF SYNCHROTRON RADIATION, 2018, 第 3 作者
(16) 长程面形仪稳定系统的设计, Design of Stable System of Long Trace Profiler, 北京理工大学学报, 2018, 第 3 作者
(17) Two dimensional surface slope metrology with enhanced spatial resolution based on wavefront coding method, 8th International Symposium on Advanced Optical Manufacturing and Testing Technologies (AOMATT) - Subnanometer Accuracy Measurement for Synchrotron Optics and X-Ray Optics, 2016, 第 1 作者  通讯作者
(18) Laser-heating-based active optics for synchrotron radiation applications, OPTICS LETTERS, 2016, 第 1 作者
(19) Study on the optimum design of an integral imaging system based on view analysis, OPTICS COMMUNICATIONS, 2015, 第 1 作者
(20) Design consideration for nano-accuracy long trace profiler at BSRF, Proc. SPIE 9206, Advances in Metrology for X-Ray and EUV Optics V, 2015, 
(21) Theoretical analysis on optical parallelism of pentaprism, ACTA PHOTONICA SINICA, 2015, 第 4 作者
(22) Light source system for high-precision flat-field correction and the calibration of an array detector, CHINESE OPTICS LETTERS, 2015, 第 1 作者
(23) 基于纳米颗粒溶液散射的激光平场系统, Laser flat-field system based on light scattering in nano-particle solution, 光学精密工程, 2015, 第 2 作者
(24) Laser flat-field system based on light scattering in nano-particle solution, OPTICS AND PRECISION ENGINEERING, 2015, 第 2 作者
(25) Theoretical analysis on optical parallelism of pentaprism, Theoretical analysis on optical parallelism of pentaprism, ACTA PHOTONICA SINICA, 2015, 第 4 作者
(26) Determination of particle-size distributions from light-scattering measurement using Lucy-Richardson algorithm, OPTICAL ENGINEERING, 2013, 第 1 作者  通讯作者
(27) Spatial-frequency-oriented measurement strategy in two-dimensional slope deflectometry systems, Applied Optics, 2003, 

科研活动与项目

科研项目

  1. 中国科学院预研类先导专项,课题负责人,国家任务,2025.2—2027.1

  2. “国家质量基础设施体系”重点专项,课题负责人,国家任务,2024.12—2027.11

  3. 高能同步辐射光源工程(HEPS)光学系统, 负责人国家任务, 2019.6—2025.12

  4. 国家自然科学基金(面上项目),项目负责人国家任务, 2019.1—2022.12

  5. 中科院青年促进会,负责人中国科学院计划, 2019.1—2022.12

  6. 长程面形仪的系统设计、调试、软件及标准镜对标, 参与其他任务, 2019.11—2020.9

  7. 原位环境中X射线光学设备的检测和研究, 参与研究所自选, 2019.01—2021.12

  8. 精密光机设备微振控制检测测试平台, 参与地方任务, 2019.10—2021.10

  9. 国家自然科学基金(青年项目), 项目负责人国家任务, 2016.1—2018.12

  10. 基于激光加热的光学镜面面形补偿技术探索研究,研究所自选, 2016.1—2017.1

  11. 高分辨X射线在线检测技术, 参与国家任务, 2016.6—2020.12

  12. 高能光源同步辐射验证装置(HEPS-TF, 参与国家任务, 2016.1—2018.12

指导学生

已指导学生

韩骏  硕士研究生  085500-机械  

现指导学生

董涵  硕士研究生  085500-机械  

陈明杰  硕士研究生  085500-机械  

孙超群  硕士研究生  070207-光学  

霍龙坤  硕士研究生  085500-机械  

胡玮珊  博士研究生  070207-光学