光子是光的最小单位，光子学是使用和控制光子的科学。生活中，光子学无处不在，如电视机的LED背光、互联网中的光纤和激光、自动驾驶中的光雷达等。
集成光子学以其尺寸小、重量轻和功率密度低的优势，在科学界（几乎所有著名高校）和工业界（IBM、Intel、高通、华为、三星）都引起了极大关注和投入。
集成光子学光波导耦合器的拓扑优化
Topology optimization of a waveguide coupler for photonic integrated circuits
集成电子学使数亿电子元件装入单个芯片，形成功能强大的复杂电子电路一样，集成光子学将光子元件装入单个芯片，实现以往遥不可及的功能，例如超高速数据传输、量子加密等。
本课题通过对基本电磁学和光子学的学习，掌握波导和耦合器的工作原理，设计并（拓扑）优化光在波导中的传播以达到最优传输。
【相关学科】
数学 – 微积分、优化、数值分析
物理学 – 光子学、电磁学、应用物理学
计算机 – 计算机建模、计算机模拟
工程 – 电子工程
加州理工博士
加州理工：世界著名私立研究型大学。在世界科技界久负盛名，其优势学科包括基础理科的物理学、化学、天文学和空间科学等，在世界大学学术排名（ARWU）物理学世界第5、化学世界第4、基础理科综合排名世界第6 ，还协助美国航空航天局（NASA）负责管理著名的喷气推进实验室（JPL）。
2015年9月14日，由加州理工主导、加州理工和麻省理工共同设计承建的“激光干涉天文台(LIGO)”有史以来第一次检测到了引力波的存在。
研究方向：Electrical Engineering，Hi-index 13，论文被引用总数达到535次。多次以第一作者身份在optics express等重要期刊上发表学术论文。
【课程模块一：预备课程】
在教学过程正式开始前，有方学者会根据学生的具体情况提供微积分、统计、和英语学术论文写作等预备课程
【课程模块二：科研辅导】
1、电磁学的基础原理和工程设计入门学习
2、运用电磁模拟进行有限差分计算机模拟: 计算3、机绘图、微分方程求解、边界条件设置和物理参数研究
4、运用电磁模拟软件完成模型统计数值优化并得出最优设计
5、完成学术论文综述和大纲的写作，并向科研团队进行答辩
*指导速度可能因实际教学情况而异
【课程模块三：论文写作&发表】
1：项目导师将辅导学生完成论文写作
2：协助学生完成论文在英文学术期刊上正式发表。
整个科研教学流程中，每一位学员都将有学术督导协助保障研究阶段性作业和论文的进度，确保取得研究成果。
1、获得美国顶尖高中才能拥有的教育资源
2、接触最前沿的科研项目与顶尖的科研团队指导
3、获得来自美国top30高校研究团队的推荐信
4、以独立第一作者身份将论文发表于英文学术期刊
有方学者项目的参与者能够获得美国顶尖高中才能拥有的教育资源，在高中阶段就能够接触最前沿的科研项目与顶尖的科研团队，获得博士高品质的专门指导，在具体领域达到专业研究人员水准。
本项目课题研究仅限2个名额
注：本课程采取审核制招生，我们将通过两轮面试评估课程匹配度，最终确定入选的学生名单。
本项目适合适合申请STEM专业方向：计算机、经济、金融等相关专业的学生。
符合以下条件的学生皆可申请参与此项目：
就读 9-11年级学生
有一定的英语阅读和写作能力
有较强的逻辑思维和抽象思维能力
专业领域的零基础学生，我们会提供相关的学术知识培训。
