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填補多項技術空白,浙大教授劉旭的“追光”故事!

來源:江蘇激光聯(lián)盟2022-01-04 我要評論(0 )   

人物簡介:劉旭,法國科學博士、國家教學名師獎獲得者,浙江大學光電科學與工程學院教授,中國光學學會會士,國際光學學會OSA會士,國際光子學學會SPIE會士,國務院學位...

人物簡介:

劉旭,法國科學博士、國家教學名師獎獲得者,浙江大學光電科學與工程學院教授,中國光學學會會士,國際光學學會OSA會士,國際光子學學會SPIE會士,國務院學位委員會光學工程學科評議組召集人。教育部高等學校電子信息類專業(yè)教學指導委員會副主任委員,光電信息科學與工程專業(yè)教學指導分委員會主任委員。曾獲國家技術發(fā)明二等獎和國家科學技術進步二等獎各一項,2021年榮獲第四屆“最美浙江人·最美科技人”稱號。

從昔日的“追光”少年,到如今浙江大學現(xiàn)代光學儀器國家重點實驗室的帶頭人,劉旭在光學薄膜與光學成像領域默默耕耘三十載,研究成果曾獲兩項國家科技大獎,為我國超分辨光學顯微以及高清投影顯示產(chǎn)業(yè)的發(fā)展做出重大貢獻。而在這些令人欽羨的科研成就背后,是他產(chǎn)業(yè)報國的拳拳赤子心和砥礪前行的一腔熱血。

為投影設備貼上“中國制造”標簽

光,作為我們感知事物的重要介質,其本身雖不可見卻與日常生活息息相關。人們日常使用的望遠鏡、照相機,城市的照明設施,天上運轉著的衛(wèi)星相機,還有國防領域內應用廣泛的精密儀器,都離不開光學科研系統(tǒng)的支撐。

20世紀90年代,我國光學研究的環(huán)境比較落后,但國民經(jīng)濟和國防建設的發(fā)展需求卻對光學科研工作者們提出了繁重的任務要求,許多科研難題都亟待攻關。在他的兩位浙江大學導師邀請下,劉旭選擇博士答辯后立即從法國回國工作,瞄準國家的重大需求,一頭扎進了光學研究里。

據(jù)劉旭回憶,當時國家急需大型指揮、調度系統(tǒng)應用的多媒體數(shù)字信息大屏幕高清高亮度顯示設備,但由于該技術在國防、國民經(jīng)濟領域的重要意義,西方國家采取了嚴格的保密措施并對我國實行設備禁運。為填補這塊技術空白,劉旭和他的團隊摸著石頭過河,自主研究創(chuàng)新,“整個研究過程沒有前人的經(jīng)驗進行參照,可謂舉步維艱,但為了國家不受制于人,我們必須迎難而上?!?/p>

正是在這種勇闖科研無人區(qū)的精神支撐下,經(jīng)過近10年的耕耘探索,劉旭和他的團隊于2000年在光學引擎技術及液晶投影儀中光學元件批量生產(chǎn)技術上取得突破,完成投影顯示系統(tǒng)設計、元部件設計、樣機研制、部件工藝等批量生產(chǎn)的一整套液晶投影顯示研發(fā)體系,為我國現(xiàn)代投影技術的發(fā)展奠定了堅實基礎。之后,在和龍頭光學企業(yè)的合作中,我國投影儀元件全部實現(xiàn)國產(chǎn)化大批量生產(chǎn),成功實現(xiàn)投影光學元件與引擎產(chǎn)業(yè)化。而今,投影光學元件不僅實現(xiàn)了全部國產(chǎn)化制作,還出口到海外,投影設備生產(chǎn)成功貼上了“中國制造”的標簽。

在“顯微成像”領域開拓進取

超微觀測微生物活體動態(tài),近距離觀察神經(jīng)突觸的形成和變化,深入探究病毒入侵細胞的發(fā)生機制……在當今生物學和基礎醫(yī)學研究中,超高分辨率光學顯微鏡是細胞觀測的重要工具,也是取得原創(chuàng)性研究成果的重要手段。而之前我國雖然是顯微鏡消費大國,卻只能生產(chǎn)中低端產(chǎn)品,高端儀器基本依賴進口,技術受制于人的同時也嚴重制約了相關前沿領域的創(chuàng)新研究。

對此,劉旭與團隊同事們下定決心一定要把“超分辨顯微成像技術”這個“硬骨頭”啃下來,改變我國在高端光學儀器方面的落后狀態(tài)。作為國家973“納米分辨快速光學成像機理與技術的基礎研究”首席科學家,他和團隊圍繞這一目標,敢于創(chuàng)新,圍繞經(jīng)典光學成像分辨率的衍射極限,提出了獨特的移頻超分辨成像的新機制,巧妙地利用表面波移頻效應繞過衍射極限的限制,實現(xiàn)了大幅度超越衍射極限分辨率的光學成像。經(jīng)過日夜奮戰(zhàn),不斷試驗、總結經(jīng)驗……終于,劉旭團隊于2019年完成了973、國家自然科學基金重大儀器項目,在超分辨顯微關鍵技術上取得了重大突破,他自豪地說:“在超高分辨成像方法、關鍵部件和超高分辨圖像構建方面,我們已經(jīng)形成了具有原創(chuàng)性自主知識產(chǎn)權的專利群,授權發(fā)明專利共有70多項。”

之后,為了更好地實現(xiàn)高端光學顯微鏡的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展,劉旭聯(lián)合永新光學和舜宇光學等有能力生產(chǎn)高端顯微鏡的企業(yè)開展產(chǎn)學研合作,形成了一系列具有自主知識產(chǎn)權的超分辨顯微成像技術與產(chǎn)品,打破了我國高端顯微鏡市場長期被德日企業(yè)所壟斷的狀況,推動我國的高端顯微鏡的市場份額逐步擴大并開始走向國際舞臺。

從超分辨顯微成像技術國家立項到核心技術實現(xiàn)突破的這些年里,劉旭沒有說過一個“苦”字。他說:“實現(xiàn)關鍵技術突破,為國家光學顯微鏡行業(yè)的發(fā)展盡一份力是我們這一代研究者的使命和責任。靜下心來踏實做好每一件小事,日積月累積攢起來就會是大的突破?!?/p>

提攜后輩甘為育人“鋪路石”

如何涵養(yǎng)一個國家的創(chuàng)新活力?劉旭的答案是——既做科技創(chuàng)新的開拓者,又做提攜后學的領路人。

多年來,劉旭不僅站在光學研究的前沿,還始終站在教書育人的一線講臺上。平日里,在肩負繁重科研任務的同時,他擔任博士生導師并堅持給本科生上課,主講國家級精品課程。在他看來,科學事業(yè)是一場“接力跑”,教師作為領路人要潛心育人做好傳幫帶工作,“我國科技事業(yè)的接續(xù)發(fā)展,最終還是要依靠高素質高水平的人才,為我國光學事業(yè)的發(fā)展積累堅實的后備力量是我義不容辭的責任?!?/p>

如今,劉旭已培養(yǎng)了90多名研究生,其中包括國家杰出青年基金獲得者1名、國家優(yōu)秀青年基金獲得者2名等。在這些學生眼里,他是一位嚴謹?shù)膶W者,也是一位良師益友,會根據(jù)每個人不同的情況采取個性化的培養(yǎng)模式,著重挖掘他們身上的潛能,培養(yǎng)他們的興趣點。據(jù)學生張乾威介紹,劉旭一直鼓勵大家要注重日常實踐,“劉老師經(jīng)常說研究的課題要與國家和社會的需要結合起來,基礎研究要與實際應用結合起來,多操作多實踐?!?/p>

正是在這日復一日的言傳身教中,一批批光學科研“后浪”日漸成長,為光學事業(yè)的蓬勃發(fā)展筑就堅實的基礎。

“一名教師,一名希望與青年人共創(chuàng)明天的老師”,這是劉旭在浙江大學教師個人主頁上為自己寫的個人簡介。在三十載春秋里,他始終踐行著這句話,教學相長,帶領著學生們在科研事業(yè)的道路上不斷攀爬,拾級而上,一起共筑我國光學事業(yè)發(fā)展的美好明天。


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浙大教授劉旭激光技術
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