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高端訪談

姚建銓院士:推動激光技術實現產業化的“追光者”

來源:中科智庫2022-06-28 我要評論(0 )   

姚建銓,中國科學院院士,中科智庫首批入庫專(zhuan) 家兼審核委員會(hui) 委員,激光與(yu) 非線性光學專(zhuan) 家,天津大學教授,激光與(yu) 電子研究所所長。姚建銓長期從(cong) 事激光與(yu) 非線性光學頻率變...


姚建銓,中國科學院院士,中科智庫首批入庫專(zhuan) 家兼審核委員會(hui) 委員,激光與(yu) 非線性光學專(zhuan) 家,天津大學教授,激光與(yu) 電子研究所所長。

姚建銓長期從(cong) 事激光與(yu) 非線性光學頻率變換技術研究,發展了高功率倍頻激光的理論,發明的雙軸晶體(ti) 最佳相位匹配的精確計算理論,被國際學學術界稱為(wei) “姚技術”、“姚方法”。


研製激光濕度傳(chuan) 感器

激光出現以後,在軍(jun) 事、醫學、生物各個(ge) 方麵得到了大量應用。1969年,姚建銓開始激光研究,這比西方紅寶石激光器整整晚了近十年。姚建銓說,激光有很多應用。在醫療方麵,激光可在血管裏去打血栓,也可治療癌症;在能源方麵,激光可以分離同位素,接受控核聚變;在生活方麵,激光全息照相,可以防偽(wei) 和增加立體(ti) 感,激光光纖通信技術信息容量大、傳(chuan) 輸速度快;在環境監測方麵,激光可以做大氣汙染監測儀(yi) 器。

2017年,國家科技部重大科學儀(yi) 器設備開發專(zhuan) 項——“麵向複雜工況的激光高溫濕度傳(chuan) 感器研製及產(chan) 業(ye) 化”項目啟動。姚建銓為(wei) 該項目專(zhuan) 家組負責人,他說,用激光對濕氣以及各種氣體(ti) 進行檢測,是一項革命性的技術。人類生產(chan) 和生活很多方麵都離不開濕度測量,例如研究霧霾的形成及防治,濕度的測量就非常關(guan) 鍵。在環保領域,排放氣體(ti) 的濕度測量直接影響到環保排放測算的準確性。

姚建銓介紹,用激光測濕氣或其他氣體(ti) ,具有很多優(you) 點。首先,激光不會(hui) 影響被測氣體(ti) 的組分和形態;其次,它能夠對危險氣體(ti) 進行遠程非接觸式測量,保證測試人員安全;再者,它的測量精度非常高且激光的響應速度非常快。他同時表示,激光高溫濕度傳(chuan) 感器一旦研製成功,可提升我國濕度監測水平,提高環保排放測算準確性、降低工業(ye) 過程排放。未來,這個(ge) 技術應用前景非常廣泛。

經過多年的研究,姚建銓完成了數十項科研任務。2021年,威海激光與(yu) 光電子信息技術研究院成立,姚建銓任院長,他帶領團隊致力於(yu) 激光與(yu) 光電子、信息光學相關(guan) 技術的研究和開發,並積極推動激光技術在工業(ye) 智能裝備、海洋、醫療等領域實現產(chan) 業(ye) 化。同時,姚建銓在海下激光下行通信技術、太赫茲(zi) 技術、微納光電子材料及技術等方麵也做出了突出貢獻。他經常說,搞科研要“頂天立地”。“頂天”,就是要搞出具有國際水平的;“立地”,就是科研成果能夠用於(yu) 國計民生,改變老百姓的生活。


太赫茲(zi) 技術為(wei) 公共安全保駕護航

近幾年,太赫茲(zi) 技術成為(wei) 熱門前沿技術,是物質結構探索、安全檢查和通信領域的研究熱點。2015年,姚建銓簽約入站北京航天易聯科技發展有限公司成立的工作站,並多次指導,航天易聯公司太赫茲(zi) 安檢儀(yi) 的技術開發。經過多年的技術迭代,太赫茲(zi) 人體(ti) 安檢儀(yi) 已日趨成熟化、標準化,並且為(wei) 社會(hui) 公共安全保駕護航。

另外,姚建銓認為(wei) ,太赫茲(zi) 波具有類似X射線的穿透能力,但其光子能量小,不會(hui) 引起生物組織的光離化。因此,太赫茲(zi) 波用於(yu) 生物醫學成像具有安全較高的優(you) 點。姚建銓建議:“應加強太赫茲(zi) 波領域中物理、生物學、醫學及材料學等學科的交叉融合,以推進太赫茲(zi) 波在生物醫學領域的研究與(yu) 應用。”

姚建銓說,在微觀領域,太赫茲(zi) 波技術可以提供新的科學方法,以解釋生物大分子之間、細胞之間的相互作用物質規律;在宏觀層麵,該技術則將為(wei) 疾病診斷、治療、評估、監測和預警以及後續藥物的研發生產(chan) 帶來革命性的衝(chong) 擊。同時他表示:“隻有加強相關(guan) 領域學科交叉融合、聯合攻關(guan) ,才能在這一領域取得實質性突破。”


推動實現“政、產(chan) 、學、研、商”的融合

物聯網可以讓城市聯接,從(cong) 人與(yu) 人的聯接拓展到人與(yu) 物的聯接以及物與(yu) 物的聯接。姚建銓說,最近幾年中國在信息領域發展速度很快,其中,物聯網產(chan) 業(ye) 已進入穩定發展期。他表示,“從(cong) 互聯網到物聯網到雲(yun) 計算、大數據、虛擬現實係統、區塊鏈、人工智能,這是穩步發展的過程。”在姚建銓看來,未來可以通過對城市物聯網獲得的感知數據進行融合分析,為(wei) 萬(wan) 物互聯、人機交互、天地一體(ti) 的城市網絡空間注入新的智慧。

同時,姚建銓認為(wei) ,我國物聯網發展仍麵臨(lin) 重大問題。一是高端核心技術尚未實現本質突破。目前我國有95%的高檔芯片全部依賴進口,而芯片是物聯網的核心。二是運營模式碎片化嚴(yan) 重。如同一個(ge) 城市裏,交通、旅遊、文化、衛生、科技的智能化建設缺乏統一規劃和設計。

對此,姚建銓建議,我國應抓住機遇,加快物聯網、互聯網和移動通信網結合的“三網融合”,促進融合發展;完善科研和產(chan) 業(ye) 發展基礎設施;抓緊核心技術,研究商業(ye) 模式問題,實現“政、產(chan) 、學、研、商”的真正跨界融合。


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