激光是20世紀(jì)以來(lái)繼核能、電腦、半導(dǎo)體之后,人類的又一重大發(fā)明,被稱為“最快的刀”“最準(zhǔn)的尺”“最亮的光”。如今激光在日常生活中已經(jīng)有諸多應(yīng)用,特別是在加工制造領(lǐng)域,相比于傳統(tǒng)加工方式,激光快速和精細(xì)的優(yōu)勢(shì)更為顯著。制造業(yè)的未來(lái)是智能化、自動(dòng)化,而以激光、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新興技術(shù)為核心的智能制造是未來(lái)制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì),將在傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)和結(jié)構(gòu)性調(diào)整中扮演重要角色。
一直從事激光光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)集成、激光輔助超精密制造、脆性透射材料加工及數(shù)值仿真等研究,北京理工大學(xué)先進(jìn)加工研究所副研究員劉朋將他的研究?jī)?nèi)容概括為兩個(gè)方向:一是激光的光學(xué)應(yīng)用,即根據(jù)實(shí)際技術(shù)需求設(shè)計(jì)優(yōu)化激光光學(xué)系統(tǒng)以最大限度發(fā)揮激光光束的優(yōu)勢(shì),實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品迭代;二是激光超精密加工技術(shù)的研究,包括激光去除機(jī)理分析、加工表面質(zhì)量的測(cè)定與優(yōu)化及材料的相關(guān)性能分析。在兩大方向持續(xù)深耕,劉朋已取得諸多可圈可點(diǎn)的成績(jī)。“激光相較于傳統(tǒng)光源優(yōu)勢(shì)明顯,未來(lái)在日常生活、工業(yè)乃至在國(guó)家重要領(lǐng)域的應(yīng)用都會(huì)漸趨廣泛,我們的研究就是不斷提出激光應(yīng)用的新設(shè)想,同時(shí)以激光超精密加工為切入點(diǎn),推進(jìn)表面微結(jié)構(gòu)件更多走向應(yīng)用?!眲⑴蠼榻B。 喻家山下的蛻變 在華中科技大學(xué),劉朋度過(guò)了9年的求學(xué)時(shí)光。在喻家山下,他從一個(gè)懵懂稚氣的熱血少年成長(zhǎng)為胸懷科研志向的青年學(xué)者。 ▲劉朋(左)在激光和電子光學(xué)應(yīng)用國(guó)際大會(huì)(ICALEO)現(xiàn)場(chǎng) 本科期間,劉朋系統(tǒng)學(xué)習(xí)了材料成型及機(jī)械相關(guān)專業(yè)知識(shí);保送直博生,跟隨段軍教授求學(xué),他叩開了科研的大門。因接觸到光學(xué)材料相關(guān)研究,劉朋以此為契機(jī)轉(zhuǎn)向光學(xué)工程研究,并不斷深入鉆研。 “每個(gè)男孩子小時(shí)候都?jí)粝霌碛幸话压鈩?,覺(jué)得它很酷,可能兒時(shí)的夢(mèng)想,會(huì)影響到人生的方向?!眲⑴笮χf(shuō)。 華中科技大學(xué)為劉朋的個(gè)人成長(zhǎng)提供了平臺(tái)。直博期間,他進(jìn)入武漢光電國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(后為“武漢光電國(guó)家研究中心”)開展研究。在高級(jí)別平臺(tái)做相對(duì)前沿的工作,在此他開闊了眼界,能力獲得進(jìn)一步提升,為此后科研工作的開展打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。了解到我國(guó)在尖端光學(xué)應(yīng)用研究上仍有較大發(fā)展空間,劉朋堅(jiān)定了要在光學(xué)工程方向繼續(xù)走下去的決心,他希望自己的研究成果能在一定程度上填補(bǔ)我國(guó)在尖端光學(xué)領(lǐng)域研究的空白。 博士階段是劉朋的科研啟蒙期。對(duì)他來(lái)說(shuō),第一次真正意義上接觸科研是進(jìn)行激光分離相關(guān)技術(shù)研究。與很多科研入門者一樣,一開始他十分興奮,希望能盡快干出一番成績(jī),但隨后遇到的種種難題、挫折,讓他品嘗到科研的苦澀?!耙呀?jīng)有學(xué)長(zhǎng)做了好多年,但都沒(méi)有突破,作為一個(gè)新入學(xué)的博士,承擔(dān)一個(gè)國(guó)家級(jí)的課題,我壓力很大,也在攻關(guān)過(guò)程中,感受到課題實(shí)實(shí)在在的難度?!眲⑴笳f(shuō)。 但劉朋是幸運(yùn)的,團(tuán)隊(duì)的通力協(xié)作,加之自己在不斷求而不得與迎難而上中,始終保持了對(duì)科研的熱情,最終課題攻關(guān)取得令人滿意的結(jié)果,穩(wěn)定切割KDP晶體(磷酸二氫鉀晶體)的技術(shù)突破為劉朋之后的研究工作積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。 每個(gè)人的成長(zhǎng)過(guò)程中,都會(huì)邂逅令自己感佩至深的“引路人”,劉朋亦如此。得益于博士生導(dǎo)師段軍教授的指導(dǎo),劉朋在科研道路上不斷成長(zhǎng)、前進(jìn)?!岸谓淌谧鳛槲铱蒲械膯⒚衫蠋?,幫助我完成了從本科生到博士生的轉(zhuǎn)變,他是我科研生活的引路人。他人品端正、學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn),他身上優(yōu)秀的品質(zhì)亦深深影響著我,多年來(lái)讓我獲益良多?!?/p> 博士畢業(yè),劉朋的很多同窗選擇出國(guó)深造,但他卻決定留在國(guó)內(nèi),錨定北京理工大學(xué)這方平臺(tái)繼續(xù)開展他熱愛(ài)的光學(xué)研究。在劉朋看來(lái),北京理工大學(xué)有其吸引人的魅力所在?!跋噍^于國(guó)外,我認(rèn)為現(xiàn)今國(guó)內(nèi)的高校也同樣具有強(qiáng)大的科研實(shí)力,而在這之中,北京理工大學(xué)作為國(guó)家首批頒布的16所全國(guó)重點(diǎn)大學(xué)之一,在光學(xué)應(yīng)用及先進(jìn)制造領(lǐng)域?qū)嵙π酆?,近幾年更是異軍突起,自然成為我博士后階段的首選。來(lái)到北京理工大學(xué)后,團(tuán)隊(duì)的研究方向與我自身相當(dāng)契合,加之良好的實(shí)驗(yàn)條件和優(yōu)秀的學(xué)術(shù)氛圍,讓我最終選擇繼續(xù)留在北京理工大學(xué)研究任教?!眲⑴筇寡?。 最高級(jí)的科學(xué)研究一定是“頂天立地”的,劉朋一直這樣認(rèn)為。入職北京理工大學(xué)后,將產(chǎn)學(xué)研結(jié)合,劉朋堅(jiān)實(shí)地邁出了實(shí)現(xiàn)科研理想的每一步。 “頂天立地”做科研 從在讀博士真正轉(zhuǎn)變?yōu)楠?dú)當(dāng)一面的科研人員,劉朋的首個(gè)科研發(fā)力點(diǎn)聚焦于激光超精密分離技術(shù)的突破上,他主持的首個(gè)大科研項(xiàng)目“液相輔助多光源耦合激光超精密分離光學(xué)玻璃微透鏡研究”也正與此相關(guān)。 為解決光學(xué)微透鏡制造存在分離成本高、效率低的問(wèn)題,劉朋創(chuàng)新性地采用液相輔助多光源耦合激光的分離方法,成功實(shí)現(xiàn)了光學(xué)玻璃微透鏡的精密高效分離,推進(jìn)了光學(xué)玻璃微透鏡的大規(guī)模應(yīng)用。目前以此方法分離的鏡片,已經(jīng)批量化生產(chǎn),實(shí)現(xiàn)了科研成果的真正落地。“從理論創(chuàng)新、方法創(chuàng)新到系統(tǒng)集成、落地應(yīng)用,我們完成了全流程的科研實(shí)踐過(guò)程,真正做到了頂天又做到了立地。”談起所做工作,劉朋不無(wú)自豪。 2023年,劉朋又成功獲批國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目,與之前研究一脈相承,這個(gè)項(xiàng)目同樣著眼于激光精密分離技術(shù)的研究,但不同的是,新項(xiàng)目更多的是面向高層次應(yīng)用,研究復(fù)雜微結(jié)構(gòu)光學(xué)元件的分離成形技術(shù),追求更高的分離精度?!耙坏╉?xiàng)目攻關(guān)成功,將會(huì)極大推進(jìn)我國(guó)復(fù)雜微結(jié)構(gòu)光學(xué)元件的研究與應(yīng)用進(jìn)展?!眲⑴蠼榻B。 加入北京理工大學(xué)機(jī)械與車輛學(xué)院先進(jìn)加工研究所4年有余,在周天豐教授領(lǐng)銜的團(tuán)隊(duì)中,劉朋各項(xiàng)工作進(jìn)展順利。團(tuán)隊(duì)氛圍融洽,成員積極進(jìn)取,在激光加工、模壓成形、注塑成形、超精密切削等多個(gè)方向大家齊頭并進(jìn),取得了眾多科研成果。通過(guò)北京理工大學(xué)重慶創(chuàng)新中心的建設(shè)工作,團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步發(fā)展壯大。劉朋的個(gè)人能力也在深度參與團(tuán)隊(duì)的各項(xiàng)工作中獲得極大提升。 劉朋認(rèn)為,作為一名青年教師,在做好科研的同時(shí),還要做好教學(xué),將自己所學(xué)毫無(wú)保留地傳遞給學(xué)生。劉朋是碩士生導(dǎo)師,在指導(dǎo)碩士生及組內(nèi)博士生開展研究工作的同時(shí),他還承擔(dān)了碩士生課程教學(xué)任務(wù),并擔(dān)任本科行政班的班導(dǎo)師。對(duì)于學(xué)生他最看重的是認(rèn)真務(wù)實(shí)的態(tài)度?!氨种@種態(tài)度,我想我的學(xué)生無(wú)論從事什么工作,都能有所建樹?!眲⑴笳f(shuō)。他也期望學(xué)生對(duì)科研有耐心,歷經(jīng)挫折、失敗仍能保持初心。他鼓勵(lì)學(xué)生結(jié)合個(gè)人興趣選擇科研方向,因?yàn)榕d趣是最有效的驅(qū)動(dòng)力。他不愿意學(xué)生成為“兩耳不聞窗外事,一心只讀圣賢書”的“書呆子”。“將國(guó)際、國(guó)內(nèi)熱點(diǎn)與個(gè)人的科研方向進(jìn)行耦合,大膽去想,小心論證,很多奇思妙想會(huì)變成現(xiàn)實(shí)。” 在工作之余,劉朋喜歡運(yùn)動(dòng),經(jīng)常與同事、學(xué)生們一起打羽毛球、打籃球?!皬氖驴蒲泄ぷ鳠o(wú)論是在心理上還是生理上都難免會(huì)積累一定壓力,和大家一起運(yùn)動(dòng),一起暢談,于身于心都是極大的放松。有了放松的頭腦和健康的身體,才能更好地開展工作。”劉朋說(shuō)。 對(duì)未來(lái)激光技術(shù)的發(fā)展,劉朋有美好憧憬?!凹す鈺?huì)逐步替代傳統(tǒng)光源,在各領(lǐng)域大放異彩。同時(shí)光學(xué)微透鏡的應(yīng)用也會(huì)為我們的生活帶來(lái)巨大改變,所以還請(qǐng)大家拭目以待?!闭劦絺€(gè)人的工作計(jì)劃時(shí),劉朋坦言,“團(tuán)隊(duì)未來(lái)的研究方向可能會(huì)側(cè)重激光的應(yīng)用,研究激光應(yīng)用相關(guān)問(wèn)題,希望能真正做到讓激光走進(jìn)千家萬(wàn)戶。我個(gè)人的終極理想是希望我國(guó)的激光技術(shù)能大幅領(lǐng)先世界,讓中國(guó)成為激光光學(xué)技術(shù)的領(lǐng)跑者?!?/p>
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