面向自由空间光输入输出与传感的晶圆级超表面—光子集成电路协同设计平台

项目2093 · University of Southampton · Faculty of Engineering and Physical Sciences

所在国家或地区: 英国
申请截止日期: 2027-02-02（具体时刻请核对原始公告）
资助信息: 英国和国际申请者均有竞争资助渠道，资金滚动分配。学院奖学金通常覆盖英国本地学费与生活津贴；国际学费差额需另行落实。中国申请者可竞争只补差额的 Presidential Bursary，需一等本科学位或等值、已接受博士录取；资格段入学窗口为 2027 年 8 月 1 日至 2028 年 1 月 31 日，操作段开始年份为 2026 年，须确认。Horizon Europe 减免须已接受博士录取，并于 2027 年 8 月 1 日至 2028 年 1 月 31 日入学。减免只补国际学费差额、最多 3.5 年，依合格地区居住经历判定，通常长期居住中国者不能假定符合。ORC 国际奖学金数量少，可能部分或全额；个人金额、年限、名额与第 4 年支持未公布。

申请工作台

保存项目，围绕当前机会准备申请。截止日期和资格请以原始公告为准。

项目介绍

项目概览

南安普顿大学工程与物理科学学部 ORC 博士课题，研究超表面与光子集成电路（PIC）的协同设计，让光从芯片进入自由空间后形成所需光束。重点是把导引光场、耦合结构和超表面共同设计，并通过制造与光学实测检验性能和集成容差，建立适合晶圆级扩展的紧凑光接口。由 Professor Callum Littlejohns 担任主导师，Dr Shengqi Yin、Dr Ramsey Selim、Dr A. Emre Kaplan 共同指导。

申请 2027/28，项目截止为 2027 年 2 月 2 日；截止钟点、时区和具体入学日尚未明确。英国和国际申请者均有竞争资助渠道，资金滚动分配；国际可申请不代表已获得全额资助。

项目详情

自由空间光通信、传感和芯片互连需要 PIC 输出受控的光束。超表面能用紧凑结构整形光，但其响应取决于 PIC 提供的光场，以及组合结构的制造与对准误差。课题研究三个部分如何在实际制造约束下共同实现指定自由空间光束性质，而非只评价孤立超表面的理想性能。

博士生将针对聚焦、准直和光束转向等选定功能开展协同设计。电磁模拟将 PIC 输出光场、超表面几何结构，与光束轮廓、耦合效率和角度响应联系起来，明确考虑偏振、光学带宽、对准误差和制造变化。这使研究同时关注目标光束与设计可用范围；目前没有指定必须全部完成的功能或性能数字。

制造并表征部分选定器件，检验模型准确性、量化集成容差。随后通过自由空间光学 I/O 或传感演示，评价超越单个元件的表现。目标是形成经过验证的设计框架和适合纳入 PDK 的超表面—PIC 元件，为自由空间通信、LiDAR 和光互连提供可制造接口路径。PDK 是帮助其他设计者复用元件及其模型的工艺设计套件；“适合纳入”是预期贡献，尚不代表元件已获工艺认证或达到指定量产良率。

提供的训练包括 Ansys Lumerical、COMSOL Multiphysics、Zemax，洁净室设备使用，以及光学对准、光纤到芯片耦合、光学测量和硅光子器件表征。招聘没有要求申请者入学前精通全部软件和设备。课题将贯通设计、制造、测试与模型修正，适合希望将电磁或光学理论用于实际集成器件的研究兴趣。具体工艺、波段、计算资源、流片安排及四位导师日常分工仍待确认。

申请要点

明确学历要求为物理或密切相关学科英国 2:1 荣誉学位或国际等值。ORC 英语基线是雅思总分 6.0、单项 5.5 或认可等值，证书在 2 年有效期内，具体以 offer 为准。中国学历等值需学院评估；奖学金的一等学位门槛与入学的 2:1 门槛不同。
系统选择 Research、2027/28、Faculty of Engineering and Physical Sciences，选择全日制或非全日制，搜索 PhD ORC（7097），并在第 2 部分填写导师姓名。项目要求 CV、2 份学术推荐、截至目前的成绩单与学位证，以及适用的英语证明。ORC 通用清单还列简短研究兴趣陈述，中央流程列个人陈述；应确认是否合并及格式。ORC 要求选择现有项目或研究组，不要求为本题另创一个独立课题提案。
统一申请系统在 2026 年 10 月 19 日至 11 月 2 日关闭，2027/28 申请于 2026 年 11 月 2 日开放。可先联系主导师讨论研究与资助、准备材料，再尽早提交以进入滚动资金评审。
学院竞争奖学金通常提供英国本地学费与生活津贴；国际学费差额需另行落实。ORC 另列全额学费、UKRI 标准津贴、每年 £2,000 免税增额、最多 3.5 年的竞争渠道，但非欧盟、非 Horizon 国际奖学金数量少，可能部分或全额。本课题个人金额、年限、国际名额及第 4 年支持未公布。
Presidential Bursary 只补国际与英国本地学费差额：中国在适用名单，需一等本科学位或等值、已接受博士录取。资格段写 2027 年 8 月 1 日至 2028 年 1 月 31 日入学，操作步骤却把开始年份写成 2026 年，须确认适用届次。按博士申请提交日期先到先得，由学院代为申请，无需另填补助表；仍须落实本地学费与生活费。
Horizon Europe 减免须已接受博士录取，并于 2027 年 8 月 1 日至 2028 年 1 月 31 日入学。减免只补学费差额、最多 3.5 年，要求入学前在合格地区居住至少 3 年，单纯在外地留学的居住不计入。中国不在名单，通常长期居住中国者不能据此做预算；有其他合格地区居住经历者应让学校评估。
ORC 欢迎不同性别、族裔、残障情况、性取向和年龄的申请者，并考虑灵活安排与职业中断经历。学校提及产育、校内托育和员工福利，适用条件应按博士实际身份确认；学校另获 Platinum EcoAward。

需要进一步确认

申请前优先落实学历等值、研究兴趣／个人陈述格式及完整国际资助组合。面试时讨论工艺平台、拟选光束功能、已有模型或样片、第一年研究范围、流片与测试支持、容差指标和导师分工。接受前取得当届学费与逐年资助、涨费承担、资助尾期和入学日期的书面安排，并按 offer 确认学习形式、签证及 ATAS。

查看收录来源与申请要求

收录来源可能是学校或招聘平台；正式申请入口及最新要求请核对公告与下方报告中的官方来源。

项目深度调研报告

报告生成记录：2026-10-22。生成日期不代表招聘方确认项目仍开放。

资料更新记录：2026-10-25。申请前请再次核对原始公告。

PhD 项目深度调研报告：把超表面与光子芯片做成可制造的自由空间光接口

快速判断

这个博士研究的关键，是让光子集成电路（PIC）输出的光经过耦合结构和超表面后，在自由空间形成所需光束，并且在对准偏差和制造变化下仍能工作。南安普顿大学 ORC 提供建模、洁净室与光学测试相结合的培养路径；适合希望从电磁模型走到实际器件、愿意处理仿真与实测差异的物理相关申请者。只想做理想结构仿真、希望完全避开制造和测量的研究偏好，与公布工作不太一致。

与单一超表面功能演示相比，吸引力在于同时研究光场、耦合、器件和工艺容差，并争取形成可复用元件。两项有共同导师署名的超表面研究解释了这种协同设计的必要性，CORNERSTONE 提供真实制造与 PDK 环境。不过，课题的工艺平台、流片额度、导师日常分工和个人完整资助尚未落实。综合判断：有潜力，但存在实质性待确认事项。

申请 2027/28，项目截止为 2027 年 2 月 2 日；截止钟点、时区和具体入学日尚未明确。统一申请系统在 2026 年 10 月 19 日至 11 月 2 日关闭，2027/28 申请于 2026 年 11 月 2 日开放。资金滚动分配，适宜现在联系主导师确认研究和资金路径、准备材料，再于系统开放后尽早提交。英国和国际申请者均有竞争资助渠道，但国际可申请不代表已获得全额资助。项目及申请步骤、统一申请系统安排

研究问题与博士工作

为什么需要把三个部分一起设计

自由空间光通信、传感和芯片互连需要可控的离芯片光束。超表面通过微小散射结构改变光，但在 PIC 上，这些结构接收到的场由波导传播和耦合决定，沿途还会因光被不断散射出去而发生变化。因此，一个按均匀入射光设计的超表面，接入芯片后未必产生同样的波前。

课题要共同设计导引光场、耦合结构与超表面，在实际制造约束下实现目标自由空间光束。这里的科学难点包括：输入光场与散射单元相互影响，几何或对准误差会改变实际响应，改善某一项光束功能还可能牺牲耦合效率、带宽或偏振适用范围。这些是结合项目与论文可以提出的研究判断；官方尚未指定每项权衡的目标值或采用的优化算法。官方研究范围

公布工作如何形成完整证据

博士生将针对聚焦、准直和光束转向等选定功能开展协同设计。“选定功能”不等于承诺博士期间全部完成；聚焦关注光能如何汇聚，准直关注输出方向的一致性，转向关注出射方向的控制。三者需要的目标光场不同，比较时应先确认课题实际选哪一种。

工作环节	公布任务与评价对象	对博士研究的意义
电磁联合设计	将 PIC 输出光场、超表面几何结构，与光束轮廓、耦合效率和角度响应联系起来	判断目标光束是否来自完整芯片结构，而非孤立元件假设
鲁棒性分析	明确考虑偏振、光学带宽、对准误差和制造变化	区分理想最优设计与实际条件下仍可用的设计
制造与表征	制造并表征部分选定器件，检验模型准确性、量化集成容差	用实测解释仿真偏差，建立可信的设计边界
系统验证	自由空间光学 I/O 或传感演示，评价超越单个元件的表现	检验接口在更完整的光路或功能中是否成立
可复用设计	形成经过验证的设计框架和适合纳入 PDK 的超表面—PIC 元件	让其他设计者能够复用模型、器件及适用范围

这条路径把“能形成某种光束”推进到“在什么条件和误差范围内可重复得到光束”。晶圆级是要建立的平台能力与扩展方向；目前没有公开的本课题良率、整片一致性指标或商用工艺认证。自由空间通信、LiDAR 和光互连是潜在应用，不是已实现的性能承诺。

提供的训练包括 Ansys Lumerical、COMSOL Multiphysics、Zemax，洁净室设备使用，以及光学对准、光纤到芯片耦合、光学测量和硅光子器件表征。招聘没有要求申请者入学前精通全部软件和设备。具体软件分工、材料平台、波段、仿真与实验比例，仍应在讨论研究范围时落实。项目工作与训练

学校、学科与培养

授位机构为英国南安普顿大学，课题归属工程与物理科学学部，申请 PhD ORC（7097）。ORC 是该校的光电子研究与培养环境，CORNERSTONE 是相关制造及科研平台；没有联合或双学位安排的证据，也未确认博士属于雇佣合同。

ORC 的光子学训练、硅光与超表面研究，以及与制造平台的联系，比综合排名更直接影响这个课题的可行性。培养介绍列出 90 多个光子实验室、200 多位研究人员，属于整体环境规模，并非本课题专属资源。THE 2027 世界大学排名为综合并列第 136；THE 2026 工程、物理科学均为 101–125 区间。这些是学校和相关大类的背景，不能用来推断具体实验室指导质量。ORC 培养介绍、THE 榜单

ORC 全日制注册期限为 2–4 年，非全日制为 3–7 年。这是学籍期限，不是个人保证获资助的时长。项目允许在申请中选择全日制或非全日制，具体学习形式是否获得资金支持应以录取和资助通知为准。

2026/27 培养规范要求入学 3 个月内评估个人发展需求及初步数据管理计划，完成相关必修训练，并接受独立进展评审。全日制通常在第 7–9、18–20、30–32 个月提交三次评审材料，首次决定分别不晚于第 10、21、33 个月；若需再次提交，相应决定期限为第 12、24、36 个月。2027/28 入学适用规范仍需更新确认。Doctoral College 另提供科研治理、分析、沟通与职业发展培训。对依赖流片的博士，早期模型、容差分析与后续实验之间怎样安排，值得结合这些节点询问。培养规范、专业发展训练

导师、论文与研究条件

指导团队能支持什么

官方列主导师 Professor Callum Littlejohns，职务为 CORNERSTONE 副主任；共同导师为 Enterprise Fellow Shengqi Yin、CORNERSTONE 业务发展负责人 Ramsey Selim、Senior Enterprise Fellow A. Emre Kaplan。角色及论文组合显示了超表面设计、硅光集成与技术转化的联系，但职务不能代替具体指导安排。应确认谁负责科学问题、建模反馈、制造协调及实验训练，以及出现工艺延期时由谁调整研究计划。Littlejohns、Yin、Selim、Kaplan

三篇相关论文怎样帮助判断课题

这三篇都有所列导师署名，但与课题的距离不同。前两篇直接解释波导驱动超表面的设计问题；第三篇反映集成硅光与实验评价经验。以下依据已保存的正式发表 PDF：重点读取前两篇的设计原理及相关正文、第二篇结论，以及第三篇摘要、表征和结论相关段落；未覆盖补充材料，也未独立复现结果。

Chen、Huang、Yin 等，Optics Express 31(10)，15876–15887，2023；DOI 10.1364/OE.488959，在线发表 2023 年 4 月 26 日、期次日期 5 月 8 日。论文

论文比较了用宽多模波导驱动二维超表面的常见思路与单模波导阵列方案。宽波导中的模式容易被散射结构扰动；单模阵列改变了供光方式，使设计可容纳较强散射单元。正文还把输出相位区分为波导传播与散射结构的贡献，说明超表面几何不能脱离导模传播单独决定。偏转与聚焦是数值演示，作者将方案用于有限孔径需求的情境。它与本博士最直接的联系，是提供了“为什么要联合设计”的物理依据；尚未解决本课题的制造、偏振和带宽容差。
Lyu、Huang、Yin 等，Photonics Research 11(9)，1542–1552，2023；DOI 10.1364/PRJ.496366，在线发表 2023 年 8 月 28 日、期次日期 9 月 1 日。论文

这项工作处理另一个限制：光沿波导被不断散射出去，后续单元获得的能量越来越少，限制有效发射孔径。论文利用散射振幅的梯度补偿这种衰减，数值演示平面波扩束、聚焦和涡旋光束，区别于仅以相位梯度为核心的设计。对本博士的启发是，目标波前不仅由相位分布决定，还与供光和振幅分布有关。研究在太赫兹频段开展，不能直接套用到光学 PIC；正文还指出制造精度、材料吸收和表面粗糙度的限制，后两项未在概念验证中系统分析。因而，实验容差验证正是重要的下一步，而非重复理想仿真。
Liu 等（含 Littlejohns），Photonics Research 13(11)，3111–3120，2025；DOI 10.1364/PRJ.565545，在线发表 2025 年 10 月 29 日、期次日期 11 月 1 日。论文

论文集成了硅光波长转换器和可调滤波器，用通信信号检验器件；摘要报告 25 nm 可调滤波范围、超过 52 dB 的泵浦与信号抑制。它说明研究环境具备把集成器件放进通信评价场景的经验，对课题的系统演示有间接参考价值；研究对象并非自由空间超表面接口，不能据此认定本课题已有可用原型。发表 PDF 第 9 位作者为 Denh Tran，机构书目记录为 Ying Tran；姓名更正或身份关系未核实。2025 年 8 月 14 日及第二篇 2023 年 6 月 28 日均为 posted 日期，不能替代首次发表日期。

前两篇较早但问题直接相关，第三篇较新但关联更间接。这组证据不能证明 2026 年以后没有其他相关成果，也不能代替询问课题当前基线器件。比较项目时，更有价值的问题是：已有模型或样片处在上述哪一步，博士需要补上的新证据是什么。

制造平台的价值与边界

南安普顿纳米制造洁净室可处理最高 200 mm 规格晶圆，并提供工程和技术支持。CORNERSTONE 的多项目晶圆（MPW）服务允许共享晶圆面积与工艺成本，并按平台组织定期制造；Open Platform 旨在维护 Standard PDK 与用户贡献的 Community PDK，让元件设计与实测数据形成联系。部分开放数据、仿真及计量功能仍列作后续计划。洁净室、MPW 服务、开放 PDK

这些条件支持“设计—制造—测量—复用”的研究路径，但不证明本项目已经预留流片、设备时段或新元件认证。还应确认材料平台与超表面工艺是否兼容，制造及测量由学生承担哪些部分，费用从哪里支付。C-PIC 提供咨询、原型开发与企业合作渠道，对光子设计、工艺集成、测试封装及 PDK 工程能力有应用背景；其产业增长目标和学校职业支持均不是博士岗位、薪资或实习保证。C-PIC、博士研究人员职业支持

资助、学费与生活成本

国际申请者要看完整资金组合

项目的学院竞争奖学金通常向排名靠前者提供英国本地学费与生活津贴，国际学费差额另有支持渠道。ORC 培养页面另列全额学费、UKRI 标准津贴、每年 £2,000 免税 ORC 增额，最多 3.5 年，并表示原则上各课题均可竞争。不过，非欧盟、非 Horizon 国际奖学金数量少，可能部分或全额，依据经济需要和申请实力评定；本课题没有公布个人津贴、年限、国际名额或第 4 年资金。项目资助、ORC 资助说明、通用博士资助

路径	支持范围	对通常居住在中国的申请者意味着什么
学院竞争奖学金	通常是英国本地学费与生活津贴	需要确认是否获奖及金额、期限；不能自动覆盖国际差额
Presidential Bursary	国际与英国本地学费差额	中国在适用名单；需一等本科学位或等值、已接受博士录取，仍须落实本地学费与生活费
Horizon Europe 减免	国际学费差额，最多 3.5 年	按合格地区永久居住判断；中国不在名单，通常长期居住中国者不能据此做预算
ORC 国际奖学金	可能部分或全额支持	数量少且竞争激烈，要请团队给出本课题实际可组合的奖项

Presidential 现行资格段写明 2027 年 8 月 1 日至 2028 年 1 月 31 日入学，按博士申请提交日期先到先得，由学院代为申请，无需另填补助表；同页操作步骤却把开始年份写成 2026 年。这一日期冲突仍需招生团队确认，补助年限也未明确。Horizon Europe 减免须已接受博士录取，并于 2027 年 8 月 1 日至 2028 年 1 月 31 日入学。其永久居住条件为入学前在合格地区居住至少 3 年，单纯在外地留学的居住不计入。因此不能仅按中国国籍作结论；有其他合格地区长期居住经历者，应提交自己的居住情况请学校判断。Presidential 条件、Horizon 条件

ORC 写出的 £22,858 是 2025/26 总额，不是 2027/28 报价。UKRI 对 2025/26 的最低津贴为 £20,780，与 £2,000 相加为 £22,780，与该总额不一致。UKRI 从 2026 年 10 月起的最低津贴为 £21,805，也不能直接推算为本课题 2027/28 的个人待遇。接受前应让 ORC 说明基准、增额与年度调整。UKRI 津贴与学费支持

学费与注册尾期

ORC 公布的 2026/27 全日制国际／本地学费分别为 £27,300／£5,238，非全日制为 £13,650／£2,619，仅作上一学年参照。中央 2027 表中尚未定位到 ORC 专门条目，不能套用计算机科学学费；该表明确 2027 年 8 月 1 日起新入学国际研究生每年涨费，并列 nominal registration 开始时一次性 £250 费用。须核实当届学费、涨幅由谁承担，以及资助最多 3.5 年与注册最多 4 年之间如何衔接。学费表

按研究生全年居住来比较成本

学校生活预算是南安普顿学生的一般周支出估计：校管宿舍 £155–236，私人租金约 £115；私人住房水电约 £30、网络 £4，食品 £50、手机 £10。校管宿舍已含指定水电、网络、Unilink 公交和洗衣，这些项目不可再次加到租金上。另有交通、社交与健康、个人用品、书籍及出行等弹性开支。生活预算

更贴近研究生的是 2026/27 住宿合同表。多数研究生需要 51 周合同，房型示例如下；这是历史学年报价，不是 2027/28 租金或房源保证。

房型与地点	2026/27 每周租金	已列合同选择
Wessex Lane 标准共用浴室房	£139.09	41 或 51 周
Glen Eyre 标准共用浴室房	£164.85	41 或 51 周
City Gateway 标准独卫房	£194.67	41 或 51 周
City Gateway enhanced studio	£267.75	51 周

51 周合同仍可能需要补足其余居住时间，签下后不能改为更短合同。做全年预算时，将所选房型与对应周数相乘，再加未含生活费、签证、医疗附加费、旅行及初期押金；不要把不同日期、不同房型的最低价拼成一个住房方案。个人津贴尚未确认，当前不足以得出可结余金额。住宿费用和合同

申请匹配、材料与下一步

学历门槛、训练与准备要分开

明确学历要求为物理或密切相关学科英国 2:1 荣誉学位或国际等值。ORC 英语基线是雅思总分 6.0、单项 5.5 或认可等值，证书在 2 年有效期内，具体以 offer 为准。中国学历的 2:1 等值和 Presidential 所需一等学位等值，是两个不同门槛，应由学院评估，不能直接套用授课型硕士的换算表。项目入学要求、ORC 英语要求、中国学历说明

项目没有独立列出优先经验清单。电磁场、波导或器件建模、光学测量和编程经历可帮助展示研究准备，但属于据工作内容提出的准备建议；Lumerical、COMSOL、Zemax 和洁净室操作是提供的训练。较有说服力的研究材料，是用一项经历说明物理问题、个人贡献、模型怎样验证、如何处理误差，以及适用时怎样与实测比较。已有洁净室经验有帮助，却不是公布的硬性门槛。

申请路径与材料

在系统选择 Research、2027/28、Faculty of Engineering and Physical Sciences，选择全日制或非全日制，搜索 PhD ORC（7097），并在第 2 部分填写导师姓名。项目要求 CV、2 份学术推荐、截至目前的成绩单与学位证，以及适用的英语证明。ORC 通用清单还列简短研究兴趣陈述，中央流程列个人陈述；可先准备研究动机、相关能力和职业目标，再向招生确认是否合并及格式。ORC 要求选择现有项目或研究组，不要求为本题另创一个独立课题提案。项目步骤、ORC 材料清单、中央申请流程

主导师联系 C.Littlejohns@soton.ac.uk；申请事务联系 doctoralcollege-admissions@soton.ac.uk。ORC 欢迎不同性别、族裔、残障情况、性取向和年龄的申请者，并考虑灵活安排与职业中断经历。学校的产育、托育及员工福利表述应按实际博士身份确认，不能推断本项目享有员工合同待遇；学校另获 Platinum EcoAward。

把待确认问题放到需要答案的阶段

申请前：向主导师发一段相关研究贡献和兴趣，问清本题可申请的完整国际资助组合、本科学历等值，以及研究兴趣／个人陈述格式。有特殊居住经历或入学时间安排者，同时确认 Horizon 或 Presidential 的适用范围及日期冲突。材料齐备后，争取系统 11 月 2 日开放后尽早提交，而非等到最终截止。
面试时：确认实际 PIC 与超表面平台、拟选光束功能、已有模型或样片、第一年可回答的科学问题；询问流片次数、经费、设备与算力安排、光学测试支持，以及怎样界定有用的集成容差。确认四位导师日常分工，并讨论制造或演示延期时仍可完成的论文贡献、PDK 文档与知识产权、产业合作方式。
接受前：取得逐年的学费、国际差额、津贴、ORC 增额、涨费及资助尾期安排；确认学习形式、注册及入学日期、出差与制造费用、住房。按 offer 中的课程分类核实 ATAS 与学生签证；目前未确认本题 CAH 分类，也没有员工签证资格的依据。官方 ATAS 指引

比较类似项目时，可用相同问题核对三件事：博士需要补上的科学证据是什么，设计能否获得实际制造与测量支持，个人奖项能否覆盖整个注册期间。这个项目在第一项上已有清楚方向，后两项仍需团队给出具体安排。

证据与来源