沈元壤教授主要從事光與物質(zhì)相互作用的基本物理問(wèn)題的理論和實(shí)驗(yàn)研究，發(fā)展現(xiàn)代激光光學(xué)技術(shù)并將其應(yīng)用到化學(xué)和材料科學(xué)的研究之中。目前他的研究工作絕大部分集中在液體表面和界面、液晶和固體的表面、界面的研究。他的研究小組于1980年代初首先發(fā)展出了非線性光學(xué)光譜的界面研究方法和理論，開(kāi)創(chuàng)了界面科學(xué)研究的新領(lǐng)域，這些新領(lǐng)域的研究包括液體表面結(jié)構(gòu)、異相界面性質(zhì)、表面反應(yīng)的原體探測(cè)、超快表面動(dòng)力學(xué)、表面分子的取向和構(gòu)象等。目前他的研究組的研究題目有液晶非線型光學(xué)研究、表面非線型研究、光學(xué)光譜研究、超快現(xiàn)象研究和原子力顯微術(shù)和近場(chǎng)光學(xué)技術(shù)研究等。

“很多時(shí)候，諾貝爾獎(jiǎng)可遇不可求。科技界有很多人的實(shí)力不比諾貝爾

獎(jiǎng)得主差，但這些人往往正是國(guó)家所需要的。我們要培養(yǎng)的是有實(shí)力的人，而不是諾獎(jiǎng)得主，我更傾向于為國(guó)家作實(shí)實(shí)在在的貢獻(xiàn)�！�

從1972年開(kāi)始，沈元壤就作為當(dāng)時(shí)的美籍華人學(xué)者訪問(wèn)團(tuán)中的一員回國(guó)訪問(wèn)，當(dāng)年他37歲�！皣�(yán)謹(jǐn)而又有實(shí)力的學(xué)者”，這是與他相識(shí)的人對(duì)他的評(píng)價(jià)。

“我并不是物理學(xué)界最早回國(guó)訪問(wèn)的學(xué)者，在我之前還有楊振寧等一些科學(xué)家。不過(guò)，有幸被選為訪問(wèn)團(tuán)的一員，我很高興，因?yàn)楫?dāng)時(shí)我確實(shí)懷著與國(guó)內(nèi)科研界交流合作的殷切希望，盡管當(dāng)時(shí)對(duì)國(guó)內(nèi)的科研情況并不了解�！鄙蛟�壤顯然不愿意接受既不符合實(shí)際又沒(méi)有意義的“最早”，而更在意與國(guó)內(nèi)科技界的實(shí)際交流與合作。

從第一次訪問(wèn)開(kāi)始，沈元壤和國(guó)內(nèi)科技界的交流合作就再也沒(méi)有中斷過(guò)�！�30多年，回國(guó)四五十次。而且，基本上每年一兩次，有時(shí)一待就是3個(gè)月�！焙蜕蛟�壤早已成為朋友的中科院院士楊國(guó)楨回憶說(shuō)。

楊國(guó)楨清晰地記得，“文革”剛結(jié)束，沈元壤就回國(guó)訪問(wèn)中科院物理所，這一待就是3個(gè)月，其間，除了日常的學(xué)術(shù)交流外，沈元壤還作過(guò)系統(tǒng)的學(xué)術(shù)報(bào)告，如非線性光學(xué)進(jìn)展，“他至少講了10講，聽(tīng)課的大多是我們所的研究人員和附近高校、科研機(jī)構(gòu)的科研人員，包括北大、清華，我們把他的報(bào)告整理成了講義�！�

當(dāng)時(shí)在中科院物理所工作過(guò)的科研人員都記得和沈元壤進(jìn)行學(xué)術(shù)交流的情景。在激光室從事激光技術(shù)與激光光譜的研究及應(yīng)用工作的馮寶華研究員回憶說(shuō)：“他和我們的學(xué)術(shù)交流并不是浮在表面，而是真正地切入到了每一個(gè)細(xì)節(jié)。他每次回國(guó)總和每個(gè)研究組的科研人員進(jìn)行座談，從科研方向、規(guī)劃甚至到實(shí)驗(yàn)的過(guò)程，非常仔細(xì)。他總能想出一些有意義的題目和我們交流�！�

在楊國(guó)楨的記憶中，沈元壤是一個(gè)思維活躍、知識(shí)面很寬的科學(xué)家�！白罱�一段時(shí)間，他很關(guān)注水的問(wèn)題。眾所周知水和環(huán)境、能源都密不可分，而水處理有很多手段，光也是其中之一，沈元壤對(duì)此十分關(guān)注。”

在百度上搜索“沈元壤教授”，與學(xué)術(shù)有關(guān)的中文條目多達(dá)數(shù)千條，而學(xué)術(shù)界對(duì)他這樣評(píng)價(jià)：在非線性光學(xué)方面，他在等離子體的光學(xué)非線性、感應(yīng)散射理論、非線性光學(xué)的量子統(tǒng)計(jì)理論等方面作了開(kāi)創(chuàng)性的工作，開(kāi)辟了液晶非線性光學(xué)研究領(lǐng)域。

他在激光光譜和分子物理方面，與李遠(yuǎn)哲合作，對(duì)多原子分子的紅外多光子解離得到透徹的了解。他與H.Walther小組合作，觀察和分析了囚禁離子有序——無(wú)序躍遷，成為原子物理學(xué)近期的熱點(diǎn)。他在固體物理方面，發(fā)展了調(diào)制光譜的方法，使測(cè)定固體能帶更為精確。他開(kāi)辟了表面科學(xué)的諸多新領(lǐng)域……

“在科學(xué)研究上，他向來(lái)不會(huì)死守一個(gè)方面。很寬的知識(shí)面也使他能不僅在光物理方向上和物理所的科研人員交流，也能在物理所的整個(gè)研究方向上和我們進(jìn)行交流，并且經(jīng)常給我們以啟發(fā)�！睏顕�(guó)楨說(shuō)。

經(jīng)過(guò)改革開(kāi)放30年的變遷，目前，科研機(jī)構(gòu)課題調(diào)整已成為極其通常的科研組織行為；然而在上世紀(jì)70年代末或80年代初，這卻是一項(xiàng)難題。至今，回顧中科院物理所那項(xiàng)推動(dòng)物理所發(fā)展的科技改革與創(chuàng)新的重要舉措——課題調(diào)整，楊國(guó)楨仍記憶猶新。

1978年，沈元壤教授應(yīng)邀來(lái)物理所作為期3個(gè)月的訪問(wèn)。楊國(guó)楨時(shí)任激光實(shí)驗(yàn)室副主任，在與沈元壤進(jìn)行學(xué)術(shù)交流的同時(shí)，還研究討論了課題組應(yīng)如何建立及其評(píng)估等有關(guān)問(wèn)題。為了提高研究工作的水平，在研究所的同意和支持下，由研究室和物理所有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)共同提出了激光實(shí)驗(yàn)室課題調(diào)整的實(shí)施方案。其目標(biāo)主要是克服研究課題分散、低水平重復(fù)的現(xiàn)象，探索建立研究課題包括開(kāi)題、檢查、結(jié)題等管理過(guò)程的制度化、規(guī)范化。

楊國(guó)楨表示：“當(dāng)時(shí)我們改革的目的就是想要課題組的發(fā)展與國(guó)際接軌，并借鑒了美國(guó)大學(xué)研究工作的管理辦法。和沈元壤合作以后，我們就逐漸明晰了要把一個(gè)研究所搞上去應(yīng)該怎么辦，我們改革的目的就是為了建立一個(gè)好的研究所機(jī)制。雖然當(dāng)時(shí)的改革因?yàn)榫幹频纫恍┰�因擱淺了，但我們當(dāng)時(shí)制定的課題調(diào)整的實(shí)施方案為研究所后來(lái)的體制改革提供了重要的借鑒�！�

1984年，物理所被列為中科院改革試點(diǎn)單位率先邁出改革步伐，針對(duì)當(dāng)時(shí)存在課題分散、重復(fù)及數(shù)量過(guò)多的狀況，進(jìn)行了研究課題調(diào)整的試驗(yàn)。此后明確為每3年進(jìn)行一次課題調(diào)整，主要根據(jù)課題組3年的業(yè)績(jī)和學(xué)科發(fā)展動(dòng)態(tài)，確定課題研究方向，并選定組長(zhǎng)及其人員的優(yōu)化組合。同時(shí)實(shí)行課題組在一定自主權(quán)下具有職、權(quán)、利相結(jié)合的組長(zhǎng)負(fù)責(zé)制的目標(biāo)管理，還與此相應(yīng)地制定了有關(guān)課題組長(zhǎng)工作試行條例，以利于建立高水平課題組。

1984年物理所進(jìn)行改革以后，最直接的效果就是物理所的課題組由100多個(gè)逐漸縮小為50多個(gè)，研究方向集中了。而最大的效果就是形成了既嚴(yán)格又自由的學(xué)術(shù)氛圍。當(dāng)時(shí)，這不僅在物理所，在中國(guó)科技界都是不小的震動(dòng)。而沈元壤給了我們直接的幫助。”楊國(guó)楨表示。

中國(guó)的科學(xué)界進(jìn)步很快，科研條件也越來(lái)越好，希望青年科研人員一定要好好學(xué)習(xí)，做好本專(zhuān)業(yè)工作的同時(shí)也要關(guān)注相關(guān)學(xué)科的學(xué)習(xí)，更加積極努力的工作。他認(rèn)為與國(guó)外學(xué)者建立并保持友情是非常有益的，能夠很好地促進(jìn)合作，提高科研水平。

上世紀(jì)80年代和90年代，沈元壤由于對(duì)物理所的貢獻(xiàn)被聘為物理所的名譽(yù)研究員和光物理實(shí)驗(yàn)室學(xué)術(shù)委員會(huì)名譽(yù)主任。鑒于沈元壤杰出的學(xué)術(shù)成就和與中科院物理所等研究所及我國(guó)一些大學(xué)有長(zhǎng)期和有效的合作，在1996年他還被選為中科院外籍院士。

由沈元壤教授倡議，在中國(guó)大陸召開(kāi)的“全國(guó)激光物理討論會(huì)”，從1980年在青島首次舉辦以來(lái)，每?jī)赡暾匍_(kāi)一次，至今已堅(jiān)持了近30年，共組織召開(kāi)了14屆。這一討論會(huì)對(duì)我國(guó)了解世界激光領(lǐng)域前沿動(dòng)態(tài)、促進(jìn)激光物理領(lǐng)域?qū)W科的發(fā)展，以及培養(yǎng)激光物理領(lǐng)域優(yōu)秀人才起到了重要作用。