本文刊登于《激光制造商情》2014年11月刊

打造超快激光微納技術(shù)先進(jìn)科研隊伍

受訪人：孫洪波， 吉林大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院院長，博士生導(dǎo)師，長江學(xué)者特聘教授、國家杰出青年基金獲得者

1、 《激光制造商情》：您在中國獲得博士學(xué)位后，去了日本繼續(xù)進(jìn)修與工作多年，取得了非常了不起的成就。日本是世界排名第三的激光產(chǎn)業(yè)市場，在光子學(xué)與激光的科研實力也位居世界前列。請您介紹一些日本激光與光子科研、產(chǎn)業(yè)發(fā)展的優(yōu)勢與經(jīng)驗。

答：沒有進(jìn)行過系統(tǒng)調(diào)研，但有些體會。如您所說，日本是世界排名第三的激光產(chǎn)業(yè)市場，激光產(chǎn)業(yè)目前超過中國，但仍落后于美國和歐洲。日本的激光和光子學(xué)基礎(chǔ)科研方面比較有特點，多數(shù)研究者能夠做到研究方向?qū)Ｒ?，開展長期持續(xù)的研究工作，而且大學(xué)與企業(yè)結(jié)合相對比較緊密。例如，我在大阪大學(xué)開發(fā)的飛秒雙光子加工系統(tǒng)很早就被Olympus公司關(guān)注和資助，并且小規(guī)模推向市場；有關(guān)雙光子光聚合材料的工作也是與日本合成橡膠公司（JSR）密切合作進(jìn)行的。日本Olympus，Nikon等大公司也經(jīng)常向大學(xué)和研究所投資，進(jìn)行合作研究，成為基礎(chǔ)研究的一個推手。在應(yīng)用方面，日本激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展主要是由其國際大公司的需求牽引推動的，這是一個相對封閉的體系。與德國注重通用激光加工設(shè)備不同，日本企業(yè)可能針對特定需求目標(biāo)，例如汽車中的某個零部件加工需求，開發(fā)出性能優(yōu)異的特定激光加工專用設(shè)備；日本大學(xué)和研究所的研究人員也比較傾向于將研究成果做成產(chǎn)品推向市場。這些產(chǎn)品性能優(yōu)異，但可能由于文化、匯率等原因，相關(guān)產(chǎn)品國際化程度不高。

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2、 《激光制造商情》：您在日本的科研成果得到日本政府部門多次獎勵，后來回到您的母校吉林大學(xué)任職，請問當(dāng)初您是基于什么考慮回到國內(nèi)來發(fā)展的呢？

答：當(dāng)初沒有特別的設(shè)計和考慮，感覺是自然而然就回來了。現(xiàn)在回顧起來大概有三方面原因。第一是因為一直沒有不回來的打算。我96年博士畢業(yè)后，到日本德島大學(xué)做博士后，2000年到大阪大學(xué)做助手（助理教授），2001年因為獲得日本21世紀(jì)先驅(qū)研究計劃資助，獲科研經(jīng)費一億日元，作為負(fù)責(zé)人開始建立實驗室，專門從事激光微納加工研究。雖然沒有長期停留打算，但一步步被"套牢"，所以在日本的滯留時間才達(dá)到了十年。第二，日本2004年大學(xué)獨立法人化之后，教授以外的職位實際上實施的是合同制，在此之前是終身制，我受聘的日本文部教官，在日本工作下去的話一輩子的路已經(jīng)框定了，一步步增加工作年限，職稱提升到退休的路線看得清清楚楚，玻璃天花板的感覺越來越顯著，感覺自己年輕時的一些抱負(fù)很難實現(xiàn)；另外，由于開始經(jīng)常到國際會議做邀請報告，身為日本大學(xué)學(xué)者而使自己的榮譽感大打折扣。第三、 2004年年末，吉林大學(xué)校長周其鳳院士和張文顯書記直接與我聯(lián)絡(luò)，希望我回到吉林大學(xué)發(fā)展。因為我從本科到博士都是在吉林大學(xué)度過的，對母校感情很深；特別是聽說我出身的電子學(xué)院發(fā)展處于低谷時期，希望我能回校做一些事情，就毫不猶豫答應(yīng)了。因為當(dāng)時在日本身兼JST實驗室負(fù)責(zé)人的原因，吉大希望我能繼續(xù)與日本方面保持學(xué)術(shù)聯(lián)絡(luò)，而且遣散博士后也需要時間，所以就和學(xué)校商定我于2005年年末正式回國，實際在日本的辭職時間是2006年3月末。從96年到06年，前后歷時十年。

3、 《激光制造商情》：您在吉林大學(xué)創(chuàng)建了超快激光電子學(xué)實驗室，在您的帶領(lǐng)下，科研水平迅速提高。請您介紹一下您所在的科研團隊在超快激光領(lǐng)域的實力與科研成果。

答：因為我在日本一直從事激光微納制造基礎(chǔ)研究，也在這個領(lǐng)域積累了一些經(jīng)驗，回國后希望保持這個優(yōu)勢，繼續(xù)這個方向的研究也比較自然，但重心從非常基礎(chǔ)的光與物質(zhì)相互作用機理和制備技術(shù)本身，轉(zhuǎn)向應(yīng)用基礎(chǔ)研究，具體而言，開始探索激光微納加工技術(shù)在從基礎(chǔ)科研到工業(yè)與國防前沿各個領(lǐng)域的應(yīng)用，將這一技術(shù)作為一項基礎(chǔ)平臺技術(shù)，為上述領(lǐng)域微納加工相關(guān)的難題，提供解決方案。到目前為止，我們已經(jīng)把激光微納制造技術(shù)的應(yīng)用拓展到了從微光學(xué)、微電子、微機械、微流控、光電子、傳感器、仿生與生物制造等多個領(lǐng)域。因為工作大都是開拓性的，目前成果還主要體現(xiàn)在高水平雜志的論文和一些專利，也為國防領(lǐng)域做了一點事。團隊早在08年就獲得教育部創(chuàng)新團隊計劃支持，目前團隊成員一人獲得優(yōu)青資助，四人獲得教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計劃資助，獲吉林省自然科學(xué)成果一等獎一項；優(yōu)秀博士畢業(yè)生批量涌現(xiàn)，已有一人獲評全國百篇優(yōu)秀博士論文并于今年入選中組部青年千人計劃。

    自我評價一下我個人及團隊的發(fā)展，速度并不快，但步子邁得比較扎實，特別是年輕人的成長非常令人欣慰。除了激光微納制造，團隊的研究內(nèi)容向超快光譜和飛秒激光遙感等領(lǐng)域拓展，也取得了不小的進(jìn)步。目前我們已經(jīng)積累了大量創(chuàng)新技術(shù)，我在思考團隊定位的轉(zhuǎn)型，希望在一兩年內(nèi)，把我們從一個問題解決方案的提供者，提升到把一些關(guān)鍵技術(shù)做下去，進(jìn)行工藝放大，提供原型設(shè)備與器件，這樣對國家的貢獻(xiàn)會更直接。但轉(zhuǎn)型后實驗室的運作模式還在探討。

4、 《激光制造商情》：激光技術(shù)發(fā)展趨勢來看，超快激光器近10年來成為激光科研與產(chǎn)業(yè)熱點，為什么會出現(xiàn)這個現(xiàn)象？超快激光制造最前沿、最尖端的技術(shù)在哪些國家？

答：分為內(nèi)因和外因。內(nèi)因是超快激光特別是飛秒激光用于微納加工所具有的獨特優(yōu)勢，比如熱作用區(qū)小、加工精度高；適合加工材料范圍廣，特別是可以對難加工材料和復(fù)合材料進(jìn)行制備；能夠三維加工或者空間自由曲面加工。這些獨有特點使其成為不可替代的一種新型加工設(shè)備。外因之一，是飛秒激光技術(shù)的發(fā)展，盡管在上世紀(jì)80年代出現(xiàn)了固態(tài)飛秒激光器，但是直到2000年后，商品化、易用性好、維護(hù)成本低的超快激光器才逐漸進(jìn)入很多科研實驗室和市場。近年激光技術(shù)的發(fā)展進(jìn)一步使飛秒激光器的輸出功率和穩(wěn)定性等性能不斷提升，價格不斷降低，飛秒激光器從象牙塔走向工廠車間成為可能；外因二是各種難加工新材料不斷涌現(xiàn)，人們對高性能部件的加工制造要求不斷提高，而很多制造任務(wù)利用現(xiàn)有技術(shù)難以完成，客觀上促成了飛秒激光技術(shù)開始走向前臺。

目前，超快激光微納制造技術(shù)最前沿、最尖端的技術(shù)主要在德國，我國在一些領(lǐng)域也具有優(yōu)勢，與日本、美國大體在一個層次。德國的優(yōu)勢在于他們的早期宏觀激光制造的積累深厚、設(shè)備研發(fā)能力強、技術(shù)轉(zhuǎn)化能力強。與他們競爭，我們不占優(yōu)勢，任務(wù)很艱巨。#p#分頁標(biāo)題#e#

5、 《激光制造商情》：我們有時留意到，在歐洲，掌握最尖端超快激光技術(shù)與產(chǎn)品的是一些中小型激光公司，規(guī)模不大，但科研與產(chǎn)業(yè)化緊密結(jié)合，創(chuàng)新性非常強，這種經(jīng)驗該如何被我們學(xué)習(xí)？

答：實際上不僅僅是超快激光技術(shù)，其它技術(shù)也一樣，革命性技術(shù)創(chuàng)新的主體通常是小公司，因為他們創(chuàng)新愿望強烈，很少顧慮和負(fù)擔(dān)。但小公司創(chuàng)業(yè)和成長需要一定的工業(yè)基礎(chǔ)和制度加以保障。一套基本功能的飛秒激光加工設(shè)備，就需要激光、光學(xué)加工與元件、自動控制和機械加工能力的支撐。在歐洲可能一個小公司掌握了核心技術(shù)，就可以做下去了。例，Carl Zeiss公司就與德國大學(xué)Wegener教授合作，共同推出nanoscribe的飛秒激光微加工設(shè)備；在我國很多支撐技術(shù)不具備，全套都由小公司來完成的話，任務(wù)還是非常艱巨的。作為應(yīng)對策略，我想有兩方面，一是放手鼓勵支持小公司，通過自主研發(fā)和引進(jìn)等方式完成配套，加上自己的核心技術(shù)，實現(xiàn)創(chuàng)新是有可能的；另一方面，通過國家和地方政府的前瞻性布局，集中優(yōu)勢力量攻關(guān)，發(fā)揮中國政府可以集中精力做大事的優(yōu)勢，彌補不足，具備實現(xiàn)超快激光技術(shù)應(yīng)用的彎道超車的條件。特別是深圳地區(qū)思想活躍、民營經(jīng)濟發(fā)達(dá)，有可能率先在中國實現(xiàn)超快激光的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

6、 《激光制造商情》：隨著制造業(yè)的升級，對效率與精度的要求越來越高，這帶動了工業(yè)級超快激光器進(jìn)入了產(chǎn)業(yè)化熱潮，除了醫(yī)療，它們還應(yīng)用于智能手機、電子產(chǎn)品、電路板等附加值較高的領(lǐng)域。然而超快激光在國內(nèi)還處于起步狀態(tài)，您認(rèn)為超快激光在中國發(fā)展遇到了什么困難與挑戰(zhàn)？

答：根本原因是中國的制造業(yè)還處于較低端水平，大多數(shù)企業(yè)處于資本和技術(shù)的原始積累階段，靠模仿還有一些盈利空間。隨著我國企業(yè)規(guī)模擴大和技術(shù)水平的進(jìn)一步提升，創(chuàng)新將成為企業(yè)生存和發(fā)展的內(nèi)在需求，工業(yè)級超快激光制造會和其他技術(shù)一樣，獲得直接發(fā)展動力。如果希望在這一技術(shù)獲得引領(lǐng)優(yōu)勢，就要單獨加以扶持，我上面已經(jīng)提到了這一問題。另外一個非常關(guān)鍵的問題是知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)，沒有完善的知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)政策并加以嚴(yán)格執(zhí)行，企業(yè)就不會有動力和意愿對技術(shù)研發(fā)進(jìn)行投資。從這一角度講，知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)執(zhí)行得好壞，是創(chuàng)新的生命線。

7、 《激光制造商情》：以納秒、皮秒與飛秒激光為代表的工業(yè)級超快激光不斷涌現(xiàn)，科研上還在研發(fā)阿秒激光器，這些越來越快的激光器以后的技術(shù)發(fā)展趨勢如何？應(yīng)用前景如何呢？

答：目前，納秒激光已經(jīng)在工業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，皮秒激光有了少量應(yīng)用，而飛秒激光開始步入應(yīng)用,阿秒距離應(yīng)用仍然較遠(yuǎn)。這主要還是受到成本和穩(wěn)定性的限制，估計隨著新技術(shù)出現(xiàn)和發(fā)展（例如光纖飛秒技術(shù)），會有新的應(yīng)用領(lǐng)域開拓出來，現(xiàn)在還難以預(yù)期。

8、 《激光制造商情》：全球激光與光子產(chǎn)業(yè)發(fā)展成熟的有歐、美、日、中、俄、印、以色列等國，縱觀國內(nèi)整個激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展，您認(rèn)為目前是什么樣一個發(fā)展?fàn)顟B(tài)，什么樣的水平？請您談?wù)勀壳按嬖诘膯栴}與幾點建議。

答：中國目前激光產(chǎn)業(yè)和目前中國整體制造業(yè)水平是比較相稱的。下一步可以把激光制造技術(shù)作為我國產(chǎn)業(yè)升級的一個突破口,通過加強投入，實現(xiàn)突破和引領(lǐng)。但要形成和長期保持這樣一個地位，就必須從基礎(chǔ)研究做起，否則技術(shù)創(chuàng)新就會成為無源之水、無本之木。超快激光制造在國際上也是剛剛起步，而且在很多方面我國研究者的工作與發(fā)達(dá)國家比，并不落后，這也是我國制造技術(shù)實現(xiàn)局部突破的機遇。

個人簡介：

孫洪波，長江學(xué)者特聘教授（2005），國家杰出青年基金獲得者（2005），吉林大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院院長（2006-）、集成光電子學(xué)國家重點聯(lián)合實驗室學(xué)術(shù)委員會主任（2012-）、大阪大學(xué)特聘教授（2006-）。主要從事基于超快激光的微納集成器件制備新工藝和光電電光變換動力學(xué)研究，圍繞上述方向發(fā)表SCI論文200余篇，被SCI論文引用近7000次，被Nature、Science和Laser Focus World 等雜志追蹤報道100余篇次，100余次做國際會議邀請報告。2002年獲日本光科學(xué)與技術(shù)財團顯著貢獻(xiàn)獎（全日本每年1-2人）；2006年獲日本文部大臣表彰青年科學(xué)獎；2008年獲國務(wù)院政府特殊津貼，2010年獲王大珩光學(xué)獎，2012年獲吉林省科學(xué)技術(shù)獎一等獎，2012年獲評全國百篇優(yōu)秀博士論文指導(dǎo)教師稱號；2013年入選國家百千萬人才工程，并被授予有突出貢獻(xiàn)中青年專家榮譽稱號。目前系Optics Letters、Light Science ＆ Applications、Nanoscale、Display and Imaging等雜志的編委/顧問編委。 

 采訪人/編輯：李國忠