1982年至1986年，在西北電訊工程學(xué)院（現(xiàn)西安電子科技大學(xué)）技術(shù)物理系學(xué)習(xí)，獲得工學(xué)學(xué)士學(xué)位。
1986年至1993年，在華中理工大學(xué)（現(xiàn)華中科技大學(xué)）光電子工程系學(xué)習(xí)，先后獲得光學(xué)專業(yè)理學(xué)碩士、物理電子學(xué)與光電子學(xué)專業(yè)工學(xué)博士學(xué)位。
1993年至1999年，在華中科技大學(xué)光電子工程系工作，先后擔(dān)任講師、副教授、教授。
1995年至1997年，在美國賓夕法尼亞大學(xué)醫(yī)學(xué)院生物化學(xué)與生物物理學(xué)系擔(dān)任博士后副研究員。
1997年02月，創(chuàng)建生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)研究中心。
1999年01月至2004年03月，兼任華中科技大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程系主任。
1999年01月至2007年09月，擔(dān)任華中科技大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院副院長、院長。
2000年08月，擔(dān)任生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)教育部重點實驗室主任。
2006年01月，當(dāng)選華中科技大學(xué)黨委委員。
2007年03月，擔(dān)任武漢光電國家實驗室（籌）常務(wù)副主任。
2007年08月，擔(dān)任華中科技大學(xué)副校長。
2007年，當(dāng)選國際光學(xué)工程學(xué)會會士。
2007年07月至2012年06月，兼任華中科技大學(xué)光電子科學(xué)與工程學(xué)院院長。
2011年05月，出任華中科技大學(xué)黨委常委、副校長。
2011年，受聘為國家重大科學(xué)研究計劃“活體蛋白質(zhì)功能的光學(xué)分子成像新技術(shù)新方法研究”項目首席科學(xué)家。
2012年，當(dāng)選國際工程技術(shù)學(xué)會會士。
2016年06月20日，入選第二批國家萬人計劃科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才。
2017年11月，武漢光電國家研究中心被科學(xué)技術(shù)部批準組建之后，擔(dān)任中心主任。
2018年09月15日，被任命為海南大學(xué)校長、黨委常委、副書記。
2018年10月09日，被免去中共華中科技大學(xué)委員會常委、委員職務(wù)。
2019年11月，當(dāng)選為中國科學(xué)院院士。
2022年04月，當(dāng)選中國共產(chǎn)黨海南省第八屆委員會委員。
2022年08月，擔(dān)任海南大學(xué)紀檢監(jiān)察學(xué)院建設(shè)領(lǐng)導(dǎo)小組組長。
2023年01月16日，當(dāng)選海南省政協(xié)副主席。
2001年，榮獲“中國青年科技獎”。
2010年，項目《生物功能的飛秒激光光學(xué)成像機理研究》榮獲“國家自然科學(xué)獎二等獎”。
2014年，項目《單細胞分辨的全腦顯微光學(xué)切片斷層成像技術(shù)與儀器》榮獲“國家技術(shù)發(fā)明二等獎”。
2019年，榮獲“全國優(yōu)秀教育工作者”、“全國優(yōu)秀科技工作者”、“湖北省突出貢獻中青年專家”、“湖北省青年五四獎?wù)隆钡葮s譽。
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