五、光子信息技術(shù)以光子為信息基本載體
開展光子信息技術(shù)在光傳輸器件與儀器、光子信息檢測技術(shù)等領(lǐng)域的研究。主要涉及光通信技術(shù)及器件的研究,基于平面波導(dǎo)集成密集波分復(fù)用器件及光開關(guān)器件的研究,新型高速調(diào)制光通信激光技術(shù),人工介質(zhì)即光子晶體的研究,人工負(fù)折射現(xiàn)象的研究,光及電磁波的逆問題在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用研究,生物光子學(xué)效應(yīng)的檢測技術(shù),光學(xué)相干層析技術(shù),瞬態(tài)光與生物質(zhì)作用等現(xiàn)象的研究,將現(xiàn)代光學(xué)技術(shù)應(yīng)用于生命科學(xué)中。近年主要研究成就作為我國光學(xué)儀器領(lǐng)域唯一的國家重點實驗室,浙江大學(xué)現(xiàn)代光學(xué)儀器國家重點實驗室一直將發(fā)展國家急需的先進光學(xué)儀器技術(shù)作為實驗室主要工作,不僅從應(yīng)用基礎(chǔ)研究層面開拓新型光學(xué)儀器技術(shù),面向國家重大需求作出重要貢獻,而且充分重視光學(xué)器件與儀器技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化推廣,對我國光電事業(yè)發(fā)展起到重要的推進作用。
項目成果
納米光纖技術(shù)原創(chuàng)性研究成果在國內(nèi)外產(chǎn)生重要影響,成為當(dāng)前光子學(xué)方向的研究熱點之一。2003年童利民教授關(guān)于納米光波導(dǎo)的研究成果“Subwavelength-diameter-silica-wires-forlow-lossopticalwaveguiding”在Nature上發(fā)表。隨后幾年在納米光纖諧振腔以及增益介質(zhì)型納米光纖、微光纖激光等方面的研究取得突破性進展。童利民教授在2004年獲國家杰出青年科學(xué)基金2006年獲中國青年科技獎和霍英東教育基金一等獎,2007年獲得中國光學(xué)學(xué)會王大珩光學(xué)中青年科技獎。
在液晶投影光學(xué)引擎與元件技術(shù)研究上實現(xiàn)突破,采用非成像光學(xué)技術(shù)提高了投影系統(tǒng)的光能利用率,建立了投影顯示技術(shù)的研發(fā)平臺,研制出一系列填補國內(nèi)空白的投影顯示設(shè)備,推進了我國投影顯示產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,使我國成為投影顯示光學(xué)元件產(chǎn)業(yè)的大國。該項目2004年獲國家科技進步二等獎、浙江省科技進步一等獎。項目負(fù)責(zé)人劉旭教授獲2004中國青年科技獎,2005年被授予浙江省首批特級專家稱號。在投影顯示技術(shù)方面,實驗室為國際知名的投影機商NEC設(shè)計高光效投影顯示器等,在東亞相關(guān)領(lǐng)域形成廣泛影響,成為現(xiàn)代投影顯示領(lǐng)域國際上最為重要的技術(shù)、人才供應(yīng)地之一。
在光子晶體與人工負(fù)折射介質(zhì)研究中取得諸多進展,發(fā)表了大量高水平的研究論文研究成果在2004年亞太光通訊大會上應(yīng)邀作全會特邀報告。作為首席科學(xué)家何賽靈教授主持的973項目“新型人工電磁介質(zhì)的理論和應(yīng)用研究”2005年獲得批準(zhǔn),研究總經(jīng)費達1500萬元。2007年何賽靈教授作為共主席在浙江大學(xué)成功承辦了OSA納米光子學(xué)國際會議,研究團隊獲得浙江省科學(xué)技術(shù)一等獎。2007年12月何賽靈教授當(dāng)選為OSAfellow。
在生物光子檢測技術(shù)上開展了光學(xué)相干層析成像技術(shù)OCT的研究,在國內(nèi)首次獲得人眼底活體視網(wǎng)膜高分辨層析圖像,取得了優(yōu)于商業(yè)化產(chǎn)品ZeissHumphrey第三代眼底OCT儀的滿意結(jié)果,成果屬世界前列水平。項目負(fù)責(zé)人丁志華研究員2004、2006年連續(xù)兩屆被邀請在中國光學(xué)年會生物醫(yī)學(xué)光學(xué)專題作“OCT技術(shù)與應(yīng)用最新進展”的特邀報告,多次被邀請至美國、瑞士、韓國等作訪問交流,并獲教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才培養(yǎng)計劃、教育部博士點基金、霍英東青年教師基金及多項國家和省級自然科學(xué)基金資助。
在精密光學(xué)檢測和加工設(shè)備方面開展了大面積高精度光刻設(shè)備的研究實驗室與國際著名企業(yè)合作研制成功分辨率為1微米的12英寸硅片一次曝光鏡頭,填補了國內(nèi)空白并達到國際先進水平。
實驗室所依托的浙江大學(xué)光學(xué)工程學(xué)科在近幾年的全國學(xué)科評比中也取得了很好的成績。在全國一級學(xué)科評比中,2002年獲得全國第四名、2004年獲得全國第二名、2006年獲得全國第一、2007年在全國研究生院一級學(xué)科評比中獲得第一名、浙江大學(xué)光學(xué)工程博士后流動站被評為2005年全國優(yōu)秀博士后流動站。2004年浙江大學(xué)光電系成功舉辦了二十年來規(guī)模最大的全國光學(xué)大會,國內(nèi)外共1300多人參加了大會,被時任中國光學(xué)學(xué)會理事長的母國光先生譽為“群賢畢至”開創(chuàng)了中國光學(xué)學(xué)會成功舉辦大型年會的先例。國際學(xué)術(shù)交流活躍,近年來每年都承辦國際學(xué)術(shù)會議,有多名教授在相關(guān)研究領(lǐng)域的國際會議上擔(dān)任共主席。
交流合作
作為我國最主要的光學(xué)工程領(lǐng)域科學(xué)研究與人才培養(yǎng)的基地,近年來實驗室與日本NEC、濱松光子、美國PrecisionLens、JDSU等國際光學(xué)與信息企業(yè)進行了廣泛的技術(shù)交流與合作,與浙江舜宇集團、浙江水晶光電、富通集團、寧波永新、上海嘉光、南陽利達等國內(nèi)主要的光學(xué)產(chǎn)業(yè)集團進行產(chǎn)學(xué)研合作。支持了長三角地區(qū)諸多光學(xué)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,形成了長三角光學(xué)產(chǎn)業(yè)群。浙江舜宇集團已在香港上市,年產(chǎn)值達十億元,成為國際上最重要的光學(xué)加工基地之一。
4、山東大學(xué)晶體材料國家重點實驗室
晶體材料國家重點實驗室是我國首批建設(shè)的重點實驗室之一,屬于應(yīng)用基礎(chǔ)研究類國家重點實驗室。實驗室秉承“團結(jié)、拼搏、求實、創(chuàng)新”的傳統(tǒng)扎扎實實做好各項工作,四次參加了材料領(lǐng)域國家重點實驗室現(xiàn)場評估,成績均為優(yōu)秀。目前晶體材料國家重點實驗室已發(fā)展成為我國一個由材料學(xué)、凝聚態(tài)物理兩個國家級重點學(xué)科和材料科學(xué)與工程、物理學(xué)、化學(xué)三個一級學(xué)科博士點支撐的高層次人才培養(yǎng)基地以及上、中、下游緊密銜接的科技成果輻射基地。
晶體材料國家重點實驗室晶體生長方法齊全、結(jié)構(gòu)、性能表征與器件制作設(shè)備先進,科研工作已由以前單純地跟蹤、模仿逐步發(fā)展到今天在材料設(shè)計、制備及相關(guān)技術(shù)等方面頗具創(chuàng)新能力,整體研究實力處于國際先進水平。同時逐步形成優(yōu)秀的研究群體,研究領(lǐng)域由體塊晶體向低維化方向拓展,研究層次由宏觀向介觀、微觀擴展。國家重點實驗室建立以來,先后有LAP、KTP、雙摻雜TGS、KNSBN、KTN、NdPP、NYAB、LT、DKDP、KDP、MHBA、BN等晶體材料的創(chuàng)新性研究工作受到了國際同行的廣泛關(guān)注,獲得了包括國家發(fā)明獎一等獎1項、國家發(fā)明獎三等獎3項、國家發(fā)明獎四等獎2項、國家科技進步獎二等獎1項、國家科技進步獎三等獎1項在內(nèi)的多項獎勵。
重點實驗室目前已建成一支由國際知名專家為學(xué)術(shù)領(lǐng)導(dǎo)人,以中青面學(xué)術(shù)骨干為主的、老中青結(jié)合的學(xué)術(shù)隊伍。其中有中科院院士2名,教育部“長江學(xué)者獎勵計劃”特聘教授3名,國家自然科學(xué)杰出青年基金獲得者5名。重點實驗室具有重要的國際影響,特別是體塊功能晶體材料的制備技術(shù)居于國際前沿水平。長期以來,美國、德國、俄羅斯、澳大利亞、日本、韓國、新家坡、馬來西亞及我國臺灣、香港等多個國家和地區(qū)形成了交流合作關(guān)系,與其中不少學(xué)校和研究機構(gòu)建立了實質(zhì)性的科研合作,培養(yǎng)的研究生5人獲得全國優(yōu)秀博士學(xué)位論文。
研究方向和任務(wù)
晶體所的主要研究方向包括新的功能晶體的設(shè)計和探索,實用功能晶體材料的生長、表征及其應(yīng)用,低維晶體材料包括半導(dǎo)體薄膜、鐵電薄膜、纖維、微納材料及其相關(guān)原型器件的研究和應(yīng)用,晶體生長及材料制備過程的基礎(chǔ)研究等。
研究所的任務(wù)是從事人工晶體及相關(guān)材料的組成、基團、結(jié)構(gòu)和功能性質(zhì)之間關(guān)系的探索和研究、設(shè)計和制備新的功能材料,重視材料制備基本過程的研究,改進和拓展現(xiàn)有功能晶體及相關(guān)材料的特性。充分利用材料的綜合性能,開展有科學(xué)意義和實用價值的功能晶體及相關(guān)材料、功能晶體器件的設(shè)計、制備和應(yīng)用,逐步擴展與功能晶體相關(guān)的各種新型功能材料的研究,發(fā)展以功能晶體為核心的功能材料科學(xué)與技術(shù)。
晶體材料研究所長期以來堅持以功能晶體制備及應(yīng)用為中心內(nèi)容的四個主要研究方向,順應(yīng)材料科學(xué)技術(shù)的發(fā)展趨勢,不斷地對這四個方向所包含的實質(zhì)內(nèi)涵進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整、拓寬和充實。
經(jīng)過多年的建設(shè)和發(fā)展,研究所已經(jīng)從最初的以溶液生長為主、設(shè)備簡陋的科研小組。發(fā)展到今天晶體生長方法齊全、結(jié)構(gòu)、性能表征與器件制作設(shè)備先進的國家重點實驗室??蒲泄ぷ饕延蓜傞_始的跟蹤、仿制國際先進材料,逐步發(fā)展到今天在材料設(shè)計、制備及相關(guān)技術(shù)等方面頗具創(chuàng)新能力,整體研究實力處于國際先進水平。同時,逐步形成了知識和年齡結(jié)構(gòu)合理的優(yōu)秀研究群體。
科研成果
晶體所建立以來承擔(dān)了包括國家基礎(chǔ)研究計劃“973”項目、國家高技術(shù)研究計劃“863”項目、國家重大工程項目、國家科技支撐計劃、“核高基”項目、國家自然科學(xué)基金,重大、重點項目等一大批重要研究課題,為國家重大工程提供了關(guān)鍵的晶體器件。已獲得包括國家發(fā)明一等獎、國家科技進步二等獎、國家發(fā)明三等獎、教育部科技一等獎和山東省自然科學(xué)一等獎以及科技進步一等獎等多項國家和省部級獎勵。研究所緊緊把握國際功能晶體材料發(fā)展趨勢。面向國家重大需求,以功能晶體的制備科學(xué)及其在國民經(jīng)濟、國防建設(shè)中的應(yīng)用為主線,以激光核聚變工程用大KDP/DKDP晶體、白光照明工程及高功率微波器件用SiC單晶襯底和強激光工程用晶體為主要研究目標(biāo)開展科學(xué)研究和培養(yǎng)人才,形成了一個能進行集體攻關(guān)的創(chuàng)新研究群體。一些新的激光、非線性光學(xué)晶體及寬禁帶半導(dǎo)體的生長技術(shù)處于國際前沿水平。在納米超硬、光催化、發(fā)光材料及有機光電材料等方面,開展了大量創(chuàng)新性研究工作。
5、天津大學(xué)
天津大學(xué)精密儀器與光電子工程學(xué)院于1995年10月2日在原精密儀器工程系(成立于1959年)基礎(chǔ)上成立的,原精密儀器工程系的前身是精密機械儀器專業(yè)成立于1952年。
學(xué)院下設(shè)四個系精密儀器工程系、光電子信息工程系、生物醫(yī)學(xué)工程與科學(xué)儀器系、光電子科學(xué)技術(shù)系。分別設(shè)有五個專業(yè):測控技術(shù)與儀器、電子科學(xué)與技術(shù)、信息工程、生物醫(yī)學(xué)工程、光電子技術(shù)科學(xué)。學(xué)院還有精密測試技術(shù)及儀器國家重點實驗室、光電信息技術(shù)教育部重點實驗室、精密儀器中心、現(xiàn)代光學(xué)研究所、光電子研究中心、傳感工程研究所、照明技術(shù)研究所、光電測控技術(shù)研究所、激光與光電子技術(shù)研究所、生物光學(xué)研究所、安全防偽技術(shù)研究中心等研究和開發(fā)機構(gòu)。
學(xué)院現(xiàn)有教職員工180人,在校學(xué)生2000人。學(xué)院下設(shè)精密儀器工程系、光電子信息工程系、生物醫(yī)學(xué)工程與科學(xué)儀器系、光電子科學(xué)技術(shù)系具有機、光、電、算綜合學(xué)科優(yōu)勢。在學(xué)科發(fā)展和科技創(chuàng)新過程中逐漸形成了信息化、集成化、微型化和實用化的明顯特征。
6、上海交通大學(xué)
“激光制造中心”作為中國與德國政府間重大“科技合作”項目,2004年在兩國總理見證下于柏林簽約,2005年10月底在上海交通大學(xué)閔行校區(qū)落成,2006年2月底完成設(shè)備安裝調(diào)試正式投入運行。中德雙方參與激光合作項目有國際知名大學(xué)、研究所和企業(yè)集團,德方主要合作伙伴激光器制造商Trumph公司、激光焊炬五軸運動機械與控制系統(tǒng)制造商Schuler Held公司以及不來梅大學(xué)激光應(yīng)用研究所;中方主要合作伙伴:上海交通大學(xué)、滬東中華造船集團、江南造船集團、外高橋造船有限公司和上海寶山鋼鐵股份公司。德方政府和企業(yè)以及中方企業(yè)大學(xué)出資共同構(gòu)建船舶激光制造系統(tǒng)平臺。激光制造中心建筑面積3000㎡擁有機加工、焊接切割設(shè)備、吊裝運輸設(shè)備、材料分析儀器、計算機通訊網(wǎng)絡(luò)、辦公設(shè)施和多媒體會議室。激光制造中心是集辦公、學(xué)術(shù)交流、科學(xué)試驗、生產(chǎn)加工于一體多功能實驗研究基地。
激光制造中心建立受到國家科技部、上海市科委高度重視,自2005年先后批準(zhǔn)立項的科研項目有“船舶大功率激光建造技術(shù)”、“造船工業(yè)大功率激光制造技術(shù)及應(yīng)用研究”,“超高強鋼高功率激光焊接技術(shù)研究”“國產(chǎn)船用材料高功率激光焊接適應(yīng)性研究”,于2006年激光制造中心被批準(zhǔn)為“上海市激光制造與材料改性”重點實驗室