超快、强场与自由电子量子光学
自由电子加速（DLA）与辐射（FEL）、光子诱导近场电子显微镜（PINEM）、阿秒动力学调控与量子弱测量。
LIGHT & FREE ELECTRONS / SHANGHAITECH
Light.
Free electrons.Quantum LiFE.
潘义明 · 光与自由电子课题组
在强场与量子领域中，探索光和自由电子的相互作用。
以光塑造电子，以电子塑造光。
我们关注电子与光场之间能量、动量和信息的可控转移，探索电磁相互作用的深层结构。理论与实验兼修，从量子测量、拓扑与时空调控，走向自由电子量子光学。
拓扑光子学、光子时间晶体与量子模拟
Floquet 工程、自由电子合成维度、光子时空晶体、动量带隙孤子与非线性时空动力学。
凝聚态、量子工程学与AI4Science
Weyl 半金属与量子输运、量子反常、自由电子凝聚态物理，以及神经算子和 Koopman 算子。
02 / RECENT PUBLICATIONS
全部论文 2014—2026 ↗近期研究论文
2026.09.29
已发表
已发表
Physical Review Letters 137, 143601 (2026)
Programming coherent and quantum light with a free-electron wavepacket
Songyu Zhu, Yushan Zeng, Chenhao Pan, Yiming Pan, Ye Tian, Ruxin Li
让自由传播的电子波包为光编程：利用二次相位演化，探索可调谐的相干辐射与非经典光态。
2026.08
在线发表
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Laser & Photonics Reviews, e71754 (2026)
Photon-Recycling Dielectric Laser Accelerator
Changying Li, Li Zhang, Xin-Ning Tian, Dingguo Zheng, Weishi Wan, Xiaoping Liu, Yiming Pan
让光多跑几圈，电子能否多加速一程？这项设计探索回收光场来延长电子加速过程。
2026.08.04
已发表
已发表
Physical Review Letters 137, 066303 (2026)
Demonstration of Self-Balance Mechanism with Bloch Oscillations in Momentum Bandgap Engineering
Danni Chen, Changying Li, Jinze He, Huaiqiang Wang, Yiming Pan
一边增长、一边衰减，波包也能找到节奏：k-gap 晶格中的 Bloch 振荡展现了有趣的自平衡机制。
2026.08.03
在线发表
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Nature Communications (2026)
Free electron topological bound state induced by a light beam with a twisted wavefront
Yiming Pan, Ruoyu Yin, Yongcheng Ding, Huaiqiang Wang, Daniel Podolsky, Bin Zhang
自由电子也能被光“拴住”？理论研究探索扭曲光场中的拓扑束缚态，让飞行中的电子波包保持局域。
03 / NEWS & STORIES
查看全部报道 新闻与报道
记录研究的进展，也分享探索背后的故事。
时空镜，让强场物理与量子光学相遇
相对论等离子体镜能否成为量子光源？团队从超光速时空边界出发，理论研究纠缠光子对的产生机制，探索强场等离子体物理与量子光学之间的联系。
阅读报道 ↗量子电子波包，如何共同发出更强的光？
电子波包的形状如何影响辐射？研究讨论密度调制电子之间的相位关联，揭示超辐射的量子电动力学起源，并探索电子波包对辐射光量子态的影响。
阅读报道 ↗追寻无限可能的求学与成长故事
从求学经历到科研日常，潘义明分享探索中的挫折、心态与成长。在追问科学问题的同时，也为生活留出空间，让每一段科研经历有所积累。
阅读报道 ↗
04 / GROUP LEADER
潘义明 Yiming Pan
助理教授 · 研究员 · 独立 PI · 博士生导师
2023 年起任职于上海科技大学物质科学与技术学院、变革性科学中心。研究兴趣包括自由电子量子光学、时变与拓扑光子学，以及强场和量子光物质相互作用。
- 2023—至今上海科技大学 · 助理教授 / PI
- 2020—2023以色列理工大学 · 博士后
Daniel Podolsky, Moti Segev - 2018—2020魏茨曼科学研究所 · 博士后
Yaron Silberberg, Nir Davidson - 2016—2018特拉维夫大学 · 博士后
Avraham Gover - 2010.09—2016.06南京大学 · 理论物理博士 / 王伯根
- 2006.09—2010.06安徽大学 · 应用物理学士
自述：青椒一枚，物理小白，做梦时是会飞的青蛙？
PI 代表性论文
- Zhaopin Chen, Bin Zhang, Yiming Pan*, Michael Krueger, Quantum wavefunction reconstruction by free-electron spectral shearing interferometry. Science Advances (2023)
- Yiming Pan, Moshe-Ishay Cohen, Mordechai Segev, Superluminal k-gap solitons in photonic time-crystals with Kerr nonlinearity. PRL 130, 233801 (2023).
- Pan, Y.†*, et al. Demonstration of weak measurements, projective measurements, and quantum-to-classical transitions in ultrafast free electron-photon interactions. Light: Science & Applications (2023)
- Pan, Y†*, et al. Floquet gauge anomaly inflow and arbitrary fractional charge in periodically-driven topological/normal insulator heterostructures. PRL 130, 223403 (2023).
- Q. Cheng, &Y. Pan*. Asymmetric topological pumping in nonparaxial photonics. Nat. Commun. 10.1038 (2022)
- B. Wang, &Y. Pan*. Observation of Photonic Topological Floquet time crystals. Laser & Photon. Rev, 10.1002/lpor.202100469 (2022)
- Y. Pan†*, and A. Gover. Beyond Fermi's Golden Rule in Free-Electron Quantum Electrodynamics: Acceleration/Radiation Correspondence. New Journal of Physics 23 (6), 063070 (2021)
- Pan, Y.†*, et al., Weak-to-strong transition of quantum measurement in a trapped-ion system. Nat. Phys. 16(12), 1206-1210 (2020)
- Yiming Pan†*, et al., Anomalous Photon-induced Near-field Electron Microscopy. PRL 122,183204 (2019)
- Q. Cheng†, Y. Pan†*, et al. Observation of anomalous π modes in photonic Floquet engineering. PRL 122.173901 (2019)
- Gover, Y. Pan*. Dimension-dependent stimulated radiative interaction of a single electron quantum wavepacket. Phys. Lett. A 382.23 (2018): 1550-1555
- Z. Yu†, Z. Ong†, Y. Pan†, et al. Realization of Room-Temperature Phonon-limited Carrier Transport in Monolayer MoS2 by Dielectric and Carrier Screening. Adv. Mater. 28, no. 3 (2016): 547-552.
- Q. Cheng†, Y. Pan†, et al. Topologically protected interface mode in plasmonic waveguide arrays. Laser & Photon. Rev. 10.1002/lpor.201400462(2015)
- M. Qian, Y. Pan, et al. Tunable, Ultralow-Power Switching in Memristive Devices Enabled by a Heterogeneous Graphene–Oxide Interface. Adv. Mater. 26, 3275-3281 (2014)
- Z. Yu†, Y. Pan†, et al. Towards Intrinsic Charge Transport in Monolayer Molybdenum Disulfide by Defect and Interface Engineering. Nat. Commun. 5, 5290 (2014)
慢慢来，人总会自己成长的！
张亮
博士研究生
光孤子、光子晶体
参与成果 · 6 篇 ↗
何金泽
硕士研究生
Floquet 工程、拓扑
参与成果 · 2 篇 ↗
陈丹妮
硕士研究生
固体高次谐波、动量带隙
参与成果 · 3 篇 ↗
赵梓睿
硕士研究生
调制器、实验平台搭建
参与成果 · 3 篇 ↗
陈国伟
硕士研究生
光子时间晶体、量子模拟
参与成果 · 2 篇 ↗
陈若愚
联合培养博士研究生 · 上海光机所
超快透射电子显微镜
参与成果 · 1 篇 ↗成员信息据 2026 年 6 月课题组介绍整理，按最新在组情况更新。
已毕业学生与前成员
已毕业学生ALUMNI
- 已毕业博士生等离子激光、光子时间晶体已赴海外从事博士后研究
- 孙嘉祥本科生实验室搭建、声致发光量子模型
- 吴泽一本科生实验室搭建、量子光学教学平台
- 宋屿珩本科生COMSOL 仿真、超快电子量子调控
- 乐子萱本科生自由电子卷积神经网络、时空斑图生成
- 姬超燃本科生PDENet 数据库搭建
前成员FORMER MEMBERS
- 杨佳芃原硕士研究生2026 年转组
- 谭湘婷原组内成员2023 年入组，后转组
- 沈文淏研究助理2023.09—2024.01后赴加拿大麦吉尔大学读研
- 范止维研究助理2024.02—2024.05后赴英国 Newcastle University 从事博士后研究
学术合作：Technion、Tel Aviv University、Erlangen、中科院物理所、上海光机所、上海理工大学等。
“Free electron and photon can exchange energy, momentum, and even information at the quantum level.”— Yiming Pan · ShanghaiTech
有教无类。
To educate college students & kids: The first principle for me is to admit my stupidity in front of them.
To teach graduate students & postdocs: My job is to support them in achieving success in science and technology.
To teach the public: The most critical aspect of disseminating information to the public is determining: What is NOT science!
Equally access to education to all individuals without discrimination.
参与本科生与研究生培养、CUPT 指导、书院导师工作及校园开放日；通过 B 站、知乎物理专栏、科普直播和科技节活动，分享对物理的理解与好奇。
B 站 · 物理与科普走进视频里的物理世界Explore with us.
Join Pan’s LiFE.
yiming.pan@shanghaitech.edu.cn ↗欢迎对物理、光学、电子信息与工程感兴趣的同学。
尤其欢迎愿意动手探索电子枪光发射、量子光学探测、
飞秒泵浦探测、电学调控与测试的同学加入。
感兴趣的研究生与博士生请提前联系导师；
组内通常有 2–3 个月的交流与面试过程。
上海科技大学 · 物质科学与技术学院
7 号楼 211 室
(+86) 19821952722