美國留學：光學與電子專業(yè)申請要點與院校推薦

1、美國留學：光學與電子專業(yè)申請要點與院校推薦一、概念光電專業(yè)在美國不屬于一門非常成熟的學科，所以光電的學校還是很少的。光電相關的研究有的電子與電氣工程系，有的在物理系。EE偏重于工程應用領域的研究，如Optical Communications，Optoelectronic Devices等，Physics的集中于理論的研究，例如QuantumOptics，Nonlinear Optics等。二、光電涵蓋領域1、Fiber Optics：這個領域的研究主要集中在研究光纖性能和光纖材料，在光通信（Fiber Optic Communication）、光傳感（Fiber Optic Sensing）

2、以及光纖網(wǎng)絡（Fiber OpticNetworks）等領域有重要應用。2、Nonlinear Optics Quantumn Optics：這個領域的研究主要集中在研究非線性光學材料（NonlinearOptical Materials），非線性光學器件（Nonlinear Guided Waves &Fibers），光譜學（Spectroscopy），周期性結構中的量子光學（Nonlinear Optics in PeriodicStructures）以及孤子（Solitons）等方向的研究，應用體現(xiàn)在量子通信（Quantum Communication& Informat

3、ion）等領域。3、Semiconductor IntegratedOptics：這個領域可以說是光電領域最紛繁復雜的一塊，其研究領域有LED（LEDs & LaserDiodes），光電半導體器件（Optoelectronics），集成光電器件（IntegratedOptics），納米光學（Nanophotonics），外延生長（Eptiaxial Growth），硅光子學（SiliconPhotonics），光伏（Photovoltaics），量子點和納米結構（Quantum Dots& Nanostructures）周期性結構以及光子晶體（Periodic Structu

4、res& PhotonicCrystals），Plasmonics等方向的研究。其應用非常廣泛，在光通信（OpticalCommunication），光信號處理（Optical Signal Processing）以及能源（Solar EnergyApplications）等諸多領域都有廣泛應用。4、Imaging，Sensing Display：這個領域的研究有光電成像（Including Millimeter& THz Technology），液晶顯示（Liquid CrystalsDisplays），應用非常廣泛。5、Lasers：顧名思義，這個領域主要是研究激光器，研究

5、的方向包括各種激光器，有固態(tài)激光器（Solid StateLasers）、陶瓷激光器（Ceramic Lasers）、半導體激光器（SemiconductorLasers）、高能激光器（High Power Lasers）、超快激光器（Ultrafast Lasers）、X光激光器（EUVX-ray Lasers）、光頻梳（Optical Frequency Combs）等等。應用主要集中在LaserFabrication & Lithography，Laser MaterialProcessing，Lasers in Medicine。三、EE涵蓋領域美國大學EE專業(yè)一直是美國大學申

6、請中較受關注的熱門專業(yè)，在工作中我發(fā)現(xiàn)對學生們來說，申請中最大的問題就是只注重經(jīng)典的國內(nèi)的學科研究范疇，而忽略了國外的學科設置情況。例如傳統(tǒng)的國內(nèi)教授認為EE應該是以system為主要核心，主要原因就在于沒有那么多科研的經(jīng)費投到device，material層面去研究，認為這些方面的研究不能直接產(chǎn)生經(jīng)濟效益；而system層面的研究得到的回報比較迅速。當然這樣的觀點國內(nèi)這幾年也有所改觀。而美國的EE的faculty認為EE應該是以device為核心，向上向下分別延伸，稱為system，material?；蛘邠Q句話說：EE就應該是以物理層面為主要的，雖然傳統(tǒng)國內(nèi)理解的Communication，

7、SignalProcessing等方面前幾年比較熱，這只是因為他們的應用市場、產(chǎn)業(yè)前景非常好，但這并不是EE的主流。對于美國大學EE的學科大致有11個分支方向，和光電相關的是光子學與光學Photons and optics。從研究角度來看，在美國大學，光子學與光學屬于電氣電子系的關鍵方向之一。本方向包括光電子學裝置，超快電子學，非線性光學，微光子學，三維視覺，光通訊，軟X光與遠紫外線光學，光印刷學，光數(shù)據(jù)處理，光通訊，光計算，光數(shù)據(jù)存儲，光系統(tǒng)設計與全息攝影，體全息攝影研究，復合光數(shù)字數(shù)據(jù)處理，圖象處理與材料光學特性研究。從錄取難度分析，與物理方向有交叉，很多物理專業(yè)的學生也競相申請，競爭相對

8、激烈。但物理學的純光學研究，主要研究光的基本性質(zhì)；電子工程的光學主要研究通信類激光，區(qū)別還是很大的。本科和研究生期間的方向是集成光學和光纖通信器件以及信息與電子工程學系的非常適合申請。具有專業(yè)背景和數(shù)學功底很重要。有著較為扎實的數(shù)學基礎，對于和信息科學相關的學科和科研工作是很重要的。因為21世紀是信息技術的世紀，而信息的處理、分析和傳輸離不開數(shù)學方法和數(shù)學工具的應用。另外10個方向如下：1、信號處理Image, video, audio, and speech processing研究內(nèi)容：信號處理技術是現(xiàn)代電氣電子工程的基礎。包括聲音與語言信號處理，圖象與視頻信號處理，生物醫(yī)學成像與可視化，

9、成像陣列與陣列信號處理，自適應與隨時間變化的信號處理，信號處理理論，大規(guī)模集成電路（VLSI）體系結構，實時軟件，統(tǒng)計信號處理，非線性信號處理與非線性系統(tǒng)標識，濾波器庫與小波變換理論，無序信號處理，分形與形態(tài)信號處理。未來就業(yè)前景：就業(yè)前景比較廣泛，因為該方向中各個分支都具有很強的應用性，可以應用在制造業(yè)，航空航天業(yè)，醫(yī)學界，以及軍事領域等等。錄取難度分析：這個方向?qū)τ谏暾堈叩难芯亢蛯嵺`經(jīng)歷比較看中，取得AD的比較多，拿到RA/TA Fellow的中國學生很少，主要要求有一定從業(yè)基礎以及應用實踐經(jīng)驗，中國學生申請這個方向的學生比較缺乏經(jīng)驗因此獲取獎學金的機會也不多。同樣對于申請者的研究和實踐經(jīng)

10、歷比較看中，以去年一位申請者為例，本科，T：627+5.0,G：1290, GPA 3.4/4.0, 并且之前有不少相關研究經(jīng)歷，最后拿到了一個Auburn University（2006 USnews綜合排名86）的PhD錄取，可見競爭的激烈程度。2、通訊與網(wǎng)絡Telecommunication systems and computer networks研究內(nèi)容：通訊與網(wǎng)絡是目前很熱門的學科方向之一，主要包括無線網(wǎng)絡與光網(wǎng)絡，移動網(wǎng)絡，量子與光通訊，信息理論，網(wǎng)絡安全，網(wǎng)絡協(xié)議與體系結構，交互式通訊，INTERNET運行性能建模與分析，開放式可編程網(wǎng)絡，路由算法，多點傳送協(xié)議，網(wǎng)絡電話學，網(wǎng)

11、絡中的差錯控制理論及應用，多維信息與通訊理論，網(wǎng)絡仿真工具，網(wǎng)絡分析，神經(jīng)網(wǎng)絡；信息的特征提取、傳送、存儲及各種介質(zhì)下的信息網(wǎng)絡化問題，包括大氣、空間、光釬、電纜等介質(zhì)等。本方向與信號處理，計算機，控制與光學等廣泛交叉。未來就業(yè)前景：就業(yè)前景非常不錯，可以在電信通信部門，電信通信設備制造業(yè)找到工作錄取難度分析：EE下最熱的方向，競爭異常激烈，可以不夸張的說，10個申請者里差不多有5個是申請此方向的。除了在GPA，G/T上有競爭力外（T高于580，G高于1100，GPA高于3.0可以說是申請TOP100學校的基本錄取硬件條件），此外，還需要有相關的研究背景和實力。此方向與信號處理，計算機，控制與

12、光學等廣泛交叉。適合有以上相關背景的人申請。3、計算機工程與科學Computer science engineering研究角度：計算機科學與工程涉及領域較寬廣，包括計算機圖形學，計算機視覺技術，口語系統(tǒng)，醫(yī)學機器人，醫(yī)學視覺，移動機器人學，應用人工智能，有生物靈感的機器人及其模型。醫(yī)療決策系統(tǒng)，計算機輔助自動化，計算機體系結構，網(wǎng)絡與移動系統(tǒng)，并行與分布式操作系統(tǒng)，編程方法學，可編程系統(tǒng)研究，超級計算技術，復雜性理論，計算與生物學，密碼學與信息安全，分布式系統(tǒng)理論，先進網(wǎng)絡體系結構，并行編輯器與運行時間系統(tǒng)；并行輸入輸出與磁盤結構，并行系統(tǒng)、分布式數(shù)據(jù)庫和交易系統(tǒng)，在線分析處理與數(shù)據(jù)開采中的

13、性能分析。錄取難度分析：與CS廣泛交叉，很多在國內(nèi)學習計算機的學生也競相申請，此方向更傾向于機器人，AI，以及密碼學與信息安全方面，這些方向招收的國際學生較少，所以前期陶瓷很重要，問清楚教授是否招收國際學生。4、電子與集成電路Electronics & integrate circuit研究內(nèi)容：本領域包括微電子學與微機械學，納電子學（Nanelectronics），超導電路，電路仿真與裝置建模，集成電路（IC）設計，大規(guī)模集成電路中的信號處理，易于制造的集成電路設計，集成電路設計方法學，A/D與D/A轉(zhuǎn)換器，數(shù)字與模擬電路，數(shù)字無線系統(tǒng)，RF電路，高電子遷移三極管，雪崩光電管，聲控電

14、荷傳輸裝置，封裝技術，材料生長及其特征化。未來就業(yè)前景：主要可以從事芯片開發(fā)，電子產(chǎn)品研發(fā)方面的工作，就業(yè)前景樂觀，在以生產(chǎn)商為代表的電子產(chǎn)品生產(chǎn)領域擁有著廣闊的就業(yè)空間。錄取難度分析：可能其主要理解還是VLSI為主。國外不少做這個方向的faculty是CS的，所以有的把這個也歸在CS里。應該說純粹去ICdesign這個只是非常應用的技術，而不是研究所應該做的工作，上了研究生或者是工作從事IC設計話這個體會應該比較深刻，或者ASIC那邊的話?？傊甀C是十足的工程，基礎是半導體和微電子。基礎不突破，上面的VLSI也只能是小打小鬧。主要可以從事芯片開發(fā)，電子產(chǎn)品研發(fā)方面的工作，就業(yè)前景樂觀，以手機

15、生產(chǎn)商為代表的電子產(chǎn)品生產(chǎn)領域擁有著廣闊的就業(yè)空間。招生量比較大，但生源一般，因此競爭并不是非常激烈。5、系統(tǒng)控制System control研究角度：系統(tǒng)控制包括魯棒與最優(yōu)控制，魯棒多變量控制系統(tǒng)，大規(guī)模動態(tài)系統(tǒng)，多變量系統(tǒng)的標識，制造系統(tǒng)，最小最大控制與動態(tài)游戲，用于控制與信號處理的自適應系統(tǒng)，隨機系統(tǒng)，線性與非線性評估的設計，隨機與自適應控制等等。錄取難度分析：偏理論的研究方向，生員比較生源比較差，很少有申請這個方向。這是個偏理論的研究方向，相對比較枯燥乏味，申請者相對較少。競爭相對不是很激烈。6、電力技術Electric power tech研究角度：此方面主要包括電氣材料學與半導體學

16、，電力電子及裝置，電機，電動車輛，電力系統(tǒng)動態(tài)及穩(wěn)定性，電力系統(tǒng)經(jīng)濟性運行，實時控制，電能轉(zhuǎn)換，高電壓工程等。錄取難度分析：取得AD的比較多，拿到RA/TA的中國學生很少，主要要求有一定從業(yè)基礎以及應用實踐經(jīng)驗！7、電磁學Electromagnetics研究角度：本方面包括衛(wèi)星通訊，微波電子學，遙感，射電天文學，雷達天線，電磁波理論及應用，無線電與光系統(tǒng)，光學與量子電子學，短波激光，光信息處理，超導電子學，微波磁學，電磁場與生物媒介的相互作用，微波與毫米波電路，微波數(shù)字電路設計，用于地球遙感的衛(wèi)星成像處理，子毫米波大氣成像輻射線測定（Submillimeter-WaveAtmospheric

17、Imaging Radiometry），矢量有限元，材料電氣特性測量方法，金屬零件缺陷定位。錄取難度分析：比較枯燥的專業(yè)。相對其他的專業(yè)。這個專業(yè)的競爭不是那么激烈，但是同樣的生源也比較少，所以這個專業(yè)如果想申請的話成功的機會還是挺高的。8、微結構Microstructure研究角度：作為微電子學革命的發(fā)源學科，固體電子學技術現(xiàn)在又產(chǎn)生了另一個新的重要的技術領域_微機電系統(tǒng)Micro-Electro-Mechanical SystemsMEMS。MEMS是一個極端多學科交叉的領域，對許多工程與科學領域有重大影響，尤其是電氣工程，機械工程，生物工程等等。最近的研究表明微加工（Micromachi

18、ng）為推動化學工程、材料工程、生物學、物理化學的前沿發(fā)展提供了強大的工具。MEMS的最基礎方面是微制備技術的加工知識，制造微小結構的方法。正是MEMS技術使我們能夠制造超聲微噴流（Microjet）和微米尺度電機。錄取難度分析：經(jīng)典的分支方向，也是比較容易找工作的專業(yè)。現(xiàn)在也比較缺這方面的人才。所以很正常的這個專業(yè)的競爭已經(jīng)日益激烈了。但是畢竟還是有勝出者的。那些成功的人基本上都有相關的研究背景和比較高的G/T,GPA也很重要。9、材料與裝置Material and equipment研究角度：電氣電子材料及其裝置是美歐大學電氣學科中的重要學科方向之一。這一學科包括光電子裝置仿真，納結構電子

19、學，半導體與微電子學，磁性材料、介電材料與光材料及其裝置，固態(tài)物理及其應用，小型機械結構及其激勵器，微機械與納機械裝置（Micromechanical and NanomechanicalDevices），物理、化學和生物傳感器，裝置物理學及其特征化，設備建模與仿真，納米制備（Nanofabrication）與新裝置，微細加工（Microfabrication），超導電子學。錄取難度分析：這個專業(yè)可以說是材料工程的相關專業(yè)，所以這兩個是可以相互轉(zhuǎn)換的。也就是說對于那些學材料的人來說有了更多的選擇。這個專業(yè)相對來說FUNDS還是比較多的。所以申請獎學金的機會比較多。增強你的研究經(jīng)歷更有機會。10

20、、生物工程生物、生命科學是21世紀的最活躍學科之一，利用電氣電子技術進行生物生命研究是美歐大學電氣學科的特點之一。本方面包括生物儀器，生物傳感器，計算神經(jīng)網(wǎng)絡，生物醫(yī)學超聲學，微機電系統(tǒng)（MEMS），神經(jīng)系統(tǒng)中信號的傳遞與編碼，高能粒子與生命物質(zhì)的相互作用，高能粒子束與高能X光在治療腫瘤中的臨床應用，醫(yī)學成像，生物圖象處理，磁共振成像，發(fā)射型計算機斷層攝影術（PET和SPET），超聲成像，超聲成像的三維重建，心臟成像的特征提取，PET/SPET成像中衰減校正，神經(jīng)微電子界面，血管內(nèi)的成像，聾瞎病人感官輔助系統(tǒng)，盲人閱讀機，自動語言識別等。五、申請注意光電專業(yè)申請者最好具備以下幾個方面的能力：1

21、. 具有較扎實的自然科學基礎、較好的人文、藝術和社會科學基礎及正確運用本國語言、文字的表達能力；2. 較系統(tǒng)地掌握本專業(yè)領域?qū)拸V的技術理論基礎知識。3. 具有本專業(yè)必需的制圖、計算、實驗、測試、文獻檢索和基本工藝操作等基本技能；4. 具有本專業(yè)領域內(nèi)某個專業(yè)方向所必要的專業(yè)知識，了解其科學前沿發(fā)展趨勢；5. 具有初步的科學研究、科技開發(fā)及組織管理能力；6. 具有較強的自學能力和創(chuàng)新意識。六、 院校推薦Stanford University 斯坦福大學CMU 卡耐基梅隆大學University of South California 南加州大學UCLA，UCSD，UCSB，UC Davis加州大

22、學-洛杉磯分校、圣地亞哥分校、圣巴巴拉分校、戴維斯分校U of Michigan 密歇根大學-安娜堡分校University of Rochester 羅徹斯特大學Georgia Institute of Technology 佐治亞理工學院Lehigh University里海大學University of Florida 佛羅里達大學Ohio State University 俄亥俄州立大學Purdue University 普渡大學TAMU 德州農(nóng)工大學Virginia Tech 弗吉尼亞理工大學U of Delaware 德拉華大學University of Dayton 戴頓大學Ar

23、izona State University 亞利桑那州立大學University of Central Florida 中佛羅里達大學學校舉例說明三大光學中心：U of Arizona，U of Rochester，U CentralFlorida，要申請光電專業(yè)的申請者最好都細細看看這三個學校的網(wǎng)站。可能你不一定會申請，但是他們網(wǎng)站上對于光學專業(yè)的介紹以及指導可能會給你一種醍醐灌頂?shù)母杏X?？傮w而言，UArizona和U Central Florida偏向Engineering，URochester更Theoretical一點，當然不是一概而論，需要看具體的方向和老板?？偟膩碚f，UArizo

24、na各個分支都很強，但是大陸的學生本科畢業(yè)直接申PHD難度很大；URochester歷來牛人輩出，理論研究尤其牛，每年也都會在中國大陸招幾個人；U CentralFlorida的光學方向很全，液晶和激光尤其強悍，每年都會留幾個名額給中國大陸的學生（但是今年由于funding原因，就招了我一個中國學生），比較傾向于招浙大的學生。直接進入這三所學校難度較大，很多中國學生都是transfer進去的，有的換系，有的換學校。所以大家如果被拒也不用灰心，錄取比例實在比較低，其中有學校為了diversity的目的。所以如果實在非這幾個不去，可以考慮曲線救國。University of MichiganAnn

25、 Arbor(密西根大學安娜堡分校 ; 密歇根大學 )光電專業(yè)實力很強，教授多，研究方向也比較全，其中Optoelectronics尤其強。UMichigan的Optoelectronics組規(guī)模很大，所以funding不是問題，每年都會招很多學生，不過申請難度也不小。University of CaliforniaSantaBarbaraUCSB的光電集成電路是北美最強的幾個集成光電中心之一（有可能是高校中最強的）。主要有四個教授：Coldren，Bowers，Blumenthal，Dagli。前三個教授最近幾年每年都有百萬計的錢入賬，幾乎每年都會招人。Bowers每年都會招好幾個。Dagl

26、i也很牛，但組規(guī)模小而精，幾年只招一個人。如果想做光電集成電路，UCSB基本是最佳選擇之一。還有兩個LED的教授：Denbaars和Nakamura，其中Nakamura尤其牛。另外，做MBE的Gossard和做Quantum Structures andDevices的Petroff以前都是AT&TBell的骨干。那里所有的博士生都能保證有導師，有funding，科研環(huán)境比較寬松，條件也很好。尤其是electronicsphotonics方向，有非常充足的錢提供科研。作為三五族半導體的圣地，這里有北美最好的cleanroom之一，也有（可能是）北美最多的MOCVD和MBE。但是，總體

27、來說UCSB的ECE不像其他學校，沒有那么依賴中國人，所以UCSB的申請還是挺難的，photonics方向幾年來也幾乎沒招幾個中國人。University of CaliforniaSanDiegoUCSD有個Photonics/Opto-ElectronicsProgram，下面有四個做光電的研究組。分別是High Speed Devices Group，OptoElectronicComputing Group，Ultrafast and Nanoscale Optics Group，PhotonicSystems Integration Lab，UCSD Photonic Systems

28、Group，研究實力都還不錯，畢竟地處加州。University of CaliforniaDavis又是一所UC系列的學校，繼承了UC學校光電專業(yè)的強勢。Georgia Tech這個學校工科特別大，比較全，所以排名很高。光電來說，基本上做什么方向的都有。不過據(jù)說這個學校如果套詞沒人回信是沒有希望的，這個學校審材料的過程是先挑出一些特別好的，其他人的材料就被扔在那里，等著教授自己去拿。如果沒有人拿你的材料，他就一直拖著，直到最后小米清理完一起來拒。Ohio State UniversityOSU的ECE很大，做的東西很全，做光電的也不少，但是沒有做的突出的。這個學校算是中國學生的大眾情人校，每

29、年也都會在大陸發(fā)不少offer。那邊的中國學生和學生也特別多，和PSU情況差不多。University of MinnesotaTwinCitiesMN將ECE和Physics的從事光學的教授，拿出來成立了一個光學院，光學還做的不錯。有不少較牛的教授，集中在做Nanophotonics和Optoelectronics方向。不過Minnesota地理位置實在太差，太冷，冬天最低可達零下50度。Princeton University該校的光電研究主要集中在Photonic Systems，Non-linearOptics，Nanophotonics以及Quantum Optics，研究組規(guī)模都不大，但是屬于小而精的類型。Harvard University哈佛的ECE和Princeton差不多，都屬于小而精的類型。不過哈佛的ECE近年來引進了一批牛人，其中光電和微波方向的不少，似乎要主攻這兩個方向。有興趣的同學可以看看，不過哈佛的申請難度不需贅述了。University of ColoradoBoulder又一所光電牛校，這