文?|記者?李偉 

武漢光谷廣場（2020 年 3 月 15 日攝） 李賀攝

◇湖北去年戰(zhàn)略性新興工業(yè)營業(yè)收入突破萬億元，其中電子信息產(chǎn)業(yè)占6348億元。湖北光電器件占全國市場60%、激光設(shè)備占全國市場50%、光谷的光線光纖占全球市場25%

◇截至2021年底，光谷“光芯屏端網(wǎng)”產(chǎn)業(yè)規(guī)模達6000億元，加速向萬億級規(guī)模沖刺，成為代表國家參與全球光電子產(chǎn)業(yè)競爭的主力軍

◇一個個“0—1”的突破昭示著，光電子信息產(chǎn)業(yè)率先實現(xiàn)突破的曙光漸近

　　武漢光谷以“光”命名，因“光”聞名，是全球知名光電子產(chǎn)業(yè)基地，位于武漢東湖新技術(shù)開發(fā)區(qū)。正如20世紀的微電子學造就了美國硅谷，21世紀的光子學催生了武漢“中國光谷”。

　　光電子信息產(chǎn)業(yè)在武漢東湖新技術(shù)開發(fā)區(qū)的發(fā)展，離不開“追光者”們的努力。地處光谷腹地的武漢光電國家研究中心（下稱“研究中心”），是全國首批組建的6個國家研究中心之一，在這里，有一群“追光者”，孜孜不倦、鍥而不舍、勇攀高峰；在這里，有一批科研成果，問鼎國際學術(shù)前沿，打破國外封鎖，實現(xiàn)了從0到1的突破。

　　世界上第一個小鼠全腦高分辨率圖譜、“幽靈”雙曲極化激元電磁波、新一代相變存儲器芯片、掌握國際話語權(quán)的100kW高功率光纖激光器、顯示亮度增強6萬倍的“點亮肺部”MRI……一個個技術(shù)突破昭示著，光電子信息產(chǎn)業(yè)率先實現(xiàn)突破的曙光漸近。

　以原始創(chuàng)新獨樹一幟

　　瞄準國際學科前沿，不斷加強原創(chuàng)性、引領(lǐng)性科技攻關(guān)，是光電子信息產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)突破的基礎(chǔ)依托。

　　超分辨成像和加工、超快激光與物質(zhì)相互作用、高效光場調(diào)控、高效光電轉(zhuǎn)換材料與器件等方向是國際學科前沿，是全世界光電領(lǐng)域研究者共同關(guān)心的基礎(chǔ)性問題。對此，研究中心從基礎(chǔ)理論、原理、工藝、核心器件到科研裝置部署了系統(tǒng)研究。

　　經(jīng)過近20年研究條件和科研能力建設(shè)，一系列“藏龍臥虎”般的原創(chuàng)性研究成果奔涌而出，支撐了光谷在光電子信息產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的獨樹一幟地位。

　　在超快激光與物質(zhì)相互作用研究方面，產(chǎn)生小于100阿秒、高能量的阿秒激光一直是國際上研究的熱點。陸培祥教授團隊在國際上首次理論突破百阿秒壁壘，并與日本研究小組合作產(chǎn)生1.3微焦阿秒激光，單脈沖能量保持世界第一。近年來，陸培祥教授實現(xiàn)阿秒時域雙縫干涉精密測量，并建立光電離和阿秒光電子全息理論，實現(xiàn)阿秒光電子全息，精度達10阿秒，實驗發(fā)現(xiàn)隧穿電離的非絕熱效應(yīng)，在精密測量方面具有廣闊的應(yīng)用前景。

　　在高效光場調(diào)控方面，利用新的模式和新的維度是實現(xiàn)突破衍射極限、實現(xiàn)高效傳輸和存儲的有效解決途徑。李培寧、張新亮教授團隊突破性證明了傳統(tǒng)的雙折射晶體中存在“幽靈”雙曲極化激元電磁波，革新了極化激元基礎(chǔ)物理的教科書定義，對凝聚態(tài)物理、光物理、電磁學等領(lǐng)域的基礎(chǔ)原創(chuàng)研究具有重要指導(dǎo)意義；王健教授團隊從電磁波根本特性參數(shù)出發(fā)，挖掘出與電磁波空間螺旋相位分布相關(guān)聯(lián)的軌道角動量這一電磁波潛在新維度資源，將軌道角動量成功引入到光通信，其相關(guān)研究成果發(fā)表于國際頂級期刊，受到廣泛關(guān)注。

　　在高效光電轉(zhuǎn)換材料與器件方面，高效、廉價的新型太陽能電池技術(shù)和高效的發(fā)光材料對“碳達峰”和“碳中和”意義重大。韓宏偉教授在國際上研制出“至今最高穩(wěn)定性”器件，被國際上稱為“武漢電池”和“韓電池”；唐江教授開辟了硒化銻薄膜太陽能電池研究新方向，制備出光電轉(zhuǎn)換效率達5.6%的電池器件，在發(fā)光材料研究方面，團隊打破熒光粉近百年研究瓶頸。

　　一組數(shù)據(jù)很有說服力：在全球十所知名光學機構(gòu)中，研究中心2008～2021年科學引文索引擴展版論文總數(shù)、被引總頻次、ESI高被引論文數(shù)均排名第一，說明研究中心已位列國際光電領(lǐng)域基礎(chǔ)研究第一方陣。

　　基礎(chǔ)研究是科技創(chuàng)新的源泉，基礎(chǔ)研究的每一次重大突破都會催生一系列新技術(shù)、新發(fā)明，帶動新興產(chǎn)業(yè)崛起，促進經(jīng)濟社會發(fā)生重大變革。研究中心常務(wù)副主任張新亮教授認為，未來只要努力把科學研究向前推移，將科教優(yōu)勢轉(zhuǎn)變?yōu)榭萍紕?chuàng)新優(yōu)勢，就有望支撐光電子信息產(chǎn)業(yè)率先實現(xiàn)突破。

以交叉研究支撐產(chǎn)業(yè)突破

　　瞄準國際學術(shù)前沿，不斷開展多學科交叉融合的創(chuàng)新研究，是光電子信息產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)突破的關(guān)鍵依托。

　　2003年，為應(yīng)對全球光電技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，華中科技大學聯(lián)合中國科學院武漢物理與數(shù)學研究所、武漢郵電科學研究院、中船重工第七一七研究所等，共同組建武漢光電國家實驗室（籌），2017年獲批組建武漢光電國家研究中心。十余年來，研究中心始終圍繞前瞻性研究開展學科交叉布局。重點聚焦信息光電子、能量光電子和生命光電子三大領(lǐng)域，圍繞集成光子學、光子輻射與探測、光電信息存儲、激光科學與技術(shù)、能源光子學、生物醫(yī)學光子學、多模態(tài)分子影像、生命分子網(wǎng)絡(luò)與譜學等8個方向，開展基礎(chǔ)性、前瞻性、多學科交叉融合的創(chuàng)新研究。

　　如電石火花觸碰，一系列原創(chuàng)性科研成果在學科交叉處產(chǎn)生，在大功率光纖激光器、激光3D打印裝備、光通信用大帶寬光電器件、存儲器件、醫(yī)療影像裝備、柔性光電材料等方面取得突破，對光谷激光、光通信、存儲、顯示、生命大健康等領(lǐng)域的光電子信息技術(shù)企業(yè)發(fā)揮了重要支撐作用。

　　駱清銘院士團隊一直從事信息光電子學與生物醫(yī)學交叉的學科——生物醫(yī)學光子學新技術(shù)新方法研究，在生物結(jié)構(gòu)、功能及多分子事件信息獲取方面做出了系統(tǒng)的創(chuàng)新性成果。相關(guān)技術(shù)應(yīng)用于北京冬奧會，為極端嚴寒環(huán)境下的運動員提供防寒護臉技術(shù)。

　　陶光明教授接受《瞭望》新聞周刊記者采訪時介紹，自己牽頭的纖維光電子學研究團隊聚集了來自光電、材料、計算機、臨床醫(yī)學、運動等不同領(lǐng)域的青年學者，致力于醫(yī)療纖維機器人和面向運動與健康智能化的智能織物技術(shù)等跨學科研究。多學科交叉、產(chǎn)學研協(xié)同研發(fā)的光學超材料織物，在戶外暴曬環(huán)境可為人體表面降溫近5℃。

　　費鵬教授牽頭的生物光子學與微流控技術(shù)團隊的研究也是跨越光電、機械、計算機和生物多個領(lǐng)域，聚焦于尖端生物動態(tài)光學成像技術(shù)的研究。該團隊去年發(fā)明了一種新型的光場顯微技術(shù)，可觀測目前顯微鏡難以清晰捕捉的毫秒級動態(tài)生物學過程，今年又提出一種新的光片超分辨顯微成像策略，大幅突破現(xiàn)有三維超分辨成像的時空分辨率極限，為快速、三維、長時程地觀測活細胞的精細動態(tài)和相互作用提供了強有力的新工具。

　　得益于較早布局多學科交叉研究，研究中心在光電領(lǐng)域的學科實力穩(wěn)居全國前列。據(jù)研究中心黨委書記夏松介紹，由研究中心與華中科技大學相關(guān)院系共建的光學工程、生物醫(yī)學工程在國家第四輪學科評估中被評為“A+”，共建學科“計算機科學與技術(shù)”被評為“A”。

　　交叉學科研究有助于打破學科壁壘，為光電子信息產(chǎn)業(yè)未來實現(xiàn)率先突破奠定基礎(chǔ)，帶來更多無限創(chuàng)新可能。夏松認為，要促使光電子信息產(chǎn)業(yè)突破，還要在學科交叉融合上進一步發(fā)力，主動布局、自主增設(shè)戰(zhàn)略性新興交叉學科，進一步凸顯放大光電子信息交叉學科的優(yōu)勢特色。

　以機制創(chuàng)新支撐成果轉(zhuǎn)化

　　搭建平臺、理順機制，促進科技成果快速轉(zhuǎn)化和光電產(chǎn)業(yè)快速升級，是支撐光電子信息產(chǎn)業(yè)率先實現(xiàn)突破的必要條件。

　　研究中心先后成立武漢光電工業(yè)技術(shù)研究院、鄂州工業(yè)技術(shù)研究院、蘇州腦空間信息研究院等平臺。迄今已完成30多個項目、120多項知識產(chǎn)權(quán)的成果轉(zhuǎn)化，累計轉(zhuǎn)化價格3.3億元。其中，武漢光電工業(yè)技術(shù)研究院已孵化極目智能、沃億生物、尚賽光電等130家企業(yè)，為光谷的持續(xù)創(chuàng)新點燃了“星星之火”。

　　韓宏偉教授團隊研究成果通過掛牌轉(zhuǎn)讓給萬度光能，目前在成本控制、穩(wěn)定性及大面積化方面均處行業(yè)引領(lǐng)地位；付玲教授團隊研究的共聚焦顯微內(nèi)窺鏡成果以投資入股的形式實現(xiàn)科技成果轉(zhuǎn)化，去年全新一代共聚焦顯微內(nèi)窺鏡系統(tǒng)獲準上市，目前已在全國三十余家三甲醫(yī)院完成試用；曾曉雁教授團隊自2007年開始研究激光3D打印技術(shù)并推進其產(chǎn)業(yè)化，推動激光3D打印裝備逐漸走向市場。

　　與大型企業(yè)合作，為企業(yè)解決核心技術(shù)瓶頸問題，也是實現(xiàn)成果轉(zhuǎn)化的高效方式。近年來，研究中心和華為、騰訊、浪潮、聯(lián)影、長江存儲、高德紅外等頭部企業(yè)開展深入合作，解決核心技術(shù)問題，或布局未來5～10年新型研究?？娤蛩淌趫F隊扎根存儲器領(lǐng)域，自主研發(fā)存儲芯片35年，團隊將93項三維相變存儲器芯片專利許可轉(zhuǎn)讓長江存儲并合作開發(fā)芯片產(chǎn)品，推動存儲器芯片技術(shù)的成果轉(zhuǎn)化及未來技術(shù)的探索。研究中心與華為公司深度合作，張新亮、夏金松、余宇、謝長生、李進延等在鈮酸鋰芯片、新型光存儲技術(shù)、高性能光纖技術(shù)等方面開展研究……

　　湖北去年戰(zhàn)略性新興工業(yè)營業(yè)收入突破萬億元，其中電子信息產(chǎn)業(yè)占了6348億元，湖北光電器件占全國市場60%、激光設(shè)備占全國市場50%、武漢光谷的光纖光纜占全球市場25%……截至2021年底，光谷“光芯屏端網(wǎng)”產(chǎn)業(yè)規(guī)模達6000億元，加速向萬億級規(guī)模沖刺，成為代表國家參與全球光電子產(chǎn)業(yè)競爭的主力軍。

　　今年，武漢市出臺支持光谷高質(zhì)量發(fā)展方案，提出加快推進國家信息光電子創(chuàng)新中心、國家先進存儲產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心等9個國家創(chuàng)新中心建設(shè)和創(chuàng)建工作。面向未來，光谷將堅持聚焦發(fā)展光電子信息產(chǎn)業(yè)，并向“光芯屏端網(wǎng)”全面拓展，構(gòu)建優(yōu)質(zhì)企業(yè)梯度成長格局，組成戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的主力軍和先鋒隊。