堂堂正正
why not ask me directly? I have a comprehensive information which might be helpful for you. 在介绍学校之前,我先介绍一下光学是什么 。最简单的光模型,认为光是直线,由maupertuis principle支配,也就是“光行最速原理”——光选择了一条路径,使得在起点和终点花的时间最短。光的直线传播,光的反射,折射都在这个范畴。这个大家都知道,不算物理学。深入一点,认为光是一种波,具有波动的性质,符合波的叠加原理。我们熟悉的光的干涉(参考Young's interference experiment),衍射都属于这个范畴。它只是直线传播模型的一级修正,即做了一些合理的近似:比如衍射实验,假设屏的紧靠着屏后部的是纯暗的。这些现象虽然很早被发现,但是在今天仍然有很大的应用。比如制作一些不是很精密的光学仪器,对于像差的矫正,它们理论上没有研究价值,也不属于物理学,而是成熟的工程学科。在深入一点,认为光是一种电磁波,由Maxwell Equations支配。对这里的光波做一些近似,并且求解干涉与衍射的边界条件,就能得到如上的理论。但是另一方面,还有很多,比如电磁波的传播,波导和谐振腔,以及电磁波的辐射,各种经典散射这些现象。这些现象,在一些物理学分支有应用。它们构成了同步辐射,光通信,等离子体物理的一部分基础概念。真正现代的光学,研究的是量子化的光子(比如激光)和各种物质(主要是和原子)的相互作用,用量子光学来描述。虽然爱因斯坦根据光电效应提出了光量子概念,但是其实通过复杂的论证,光电效应并不需要光量子假设(你现在看到的中文百科写错了),真正开始量子光学,一个是红宝石激光器的诞生,然后在这个基础上,有了Jaynes-Cummings的量子化光子与而能阶原子相互作用的模型。其实99%的光学都可以用经典光学来解释,我们日常见到的都是。但是物理学前沿(其实已经很久了)在用量子光学来描述。量子光学是量子电动力学(QED)的一部分,其基础仍然是非相对论量子力学。不过因为经常实验在微腔中,所以理论模型相比QED的高能光子散射要简单的多。但是如果只学经典光学,而不了解量子力学和量子光学,是没法从事物理学内的光学分支的研究的。很长时间光学最热门的也是最神秘的是纠缠态的研究。这样可以用于全光量子计算,或者远程量子传态,这都属于量子信息。其他方面也非常热门,比如在BEC中的作用,用激光冷却原子达到BEC态;在量子态控制方面,有EIT这样的用光操作原子的现象。此外,利用光学做谱学也是一大领域。关于物理的光学还有工程上的,理论上的区别如上所述——大致就是经典光与量子光的区别。比如清华有光学工程专业,但是属于精仪系;电子系也有一大分支在做光电,与微电子相对立。如果你有志从事物理,那么就应该扎实的学习光与原子相互作用的理论。要从Eugene Hecht的Optics开始,掌握光学的经典现象,然后诸如Mandl 和Wolf合写的巨著Optical Coherence and Quantum Optics,就是必经之路。因此,既然是物理类,而不是工程类,论好的方向,推荐就是与原子捕获,BEC,量子通信或者激光光谱学有关的专业。但是这些方向竞争也相对激烈。记得多学量子力学。论好的学校,应该根据个人的实际情况决定。如果有相关研究经验,选过类似的课,成绩前茅,就可以报考排名往前的大学。如果你真的有志做研究,读博士而不是硕士,并且不在意生活住宿条件的单调,可以考虑中科院物理所。中科院的学生来自五湖四海,而不是像北京大学过多照顾本校毕业的本科生。如果考虑出国,及早考完GRE Sub。不必害怕考试,这是对自己是否合格的一种检验,而不是一种压力。如果不重视学校的名气,Arizona, Rochester光学都很不错,它们都有独立的光学专业和研究中心。上帝说:Let there be light. 要有光。