1986年本科畢業(yè)于中國科技大學(xué)少年班，近代物理系理論物理專業(yè)；1986年經(jīng)由CUSPEA項目赴美國羅切斯特大學(xué)留學(xué)，1992年獲博士學(xué)位；1992-1994年杜克大學(xué)博士后；1994-1995年在General Atomics公司任Senior Scientist；1996-2004年在NEC Research Institute（Princeton）任研究員（Research Scientist）、資深研究員（Senior Member of Technical Staff）兼部門主任（Department Head）；1997-1998年為JILA高級訪問學(xué)者（Visiting Fellow，工作邀請人為2005 年諾貝爾物理獎獲得者J. L. Hall）；2003-2008年任德國馬普學(xué)會（Max-Planck Research Group）新成立的光學(xué)、信息、光電子學(xué)研究所所長（Director），組建該所，是馬普迄今為止唯一的中國籍所長。

同時為德國紐倫堡-愛爾蘭根大學(xué)物理學(xué)終身講席教授 (C4)，兼工程學(xué)教授。2009年初辭去馬普研究所所長職務(wù)，為該所資深會員（Max-Planck Fellow）；同時為美國光學(xué)學(xué)會（OSA）fellow。2008年受聘為清華大學(xué)物理系、精密儀器系教授（2010年起全職），組建中國計量科學(xué)研究院-清華大學(xué)精密測量聯(lián)合實驗室（JMI），并擔(dān)任主任至今。2012年4月起至今受聘為中國計量科學(xué)研究院首席研究員；