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如何探索光学科学海洋 本文简介：光的出现远在人类出现之前，宇宙大爆炸0.01秒后，光子就在寂静的宇宙中出现。随着人类文明的发展，人类对于光学的认知不断系统化、完整化。尤其是科技发达的今天，光与光学已经融入我们生活的方方面面，手机、电脑、电视、大街小巷的LED显示器给我们带来了巨大的视觉冲击。激光技术的发展让显示技术有了从二维到三维
如何探索光学科学海洋 本文内容：
光的出现远在人类出现之前，宇宙大爆炸0.01秒后，光子就在寂静的宇宙中出现。随着人类文明的发展，人类对于光学的认知不断系统化、完整化。尤其是科技发达的今天，光与光学已经融入我们生活的方方面面，手机、电脑、电视、大街小巷的LED显示器给我们带来了巨大的视觉冲击。激光技术的发展让显示技术有了从二维到三维的延伸，发展出全息显示技术、VR显示技术、AR显示技术等多种三维显示技术，让人们对世界的记录和观察不再停留在平面上，而是延伸到三维空间。随着我国“制造强国梦”的提出，光学在工业领域的意义也越来越重要。作为一直致力于光学研究的睿智学者，浙江大学物理学系陆璇辉教授通过自身的实践和所学所悟，在光学研究领域取得了优异的成绩。自主创新，助力制造业发展习近平总书记在党的十九大报告中指出，创新是引领发展的第一动力，是建设现代化经济体系的战略支撑。这为科技工作指明了方向，明确了战略任务。据陆璇辉教授介绍，作为对国家建设有着重要作用的光学领域，我国的研究在世界上已经处于中上水平，科研工作者迎来众多机遇，但同时也将面临巨大挑战。具体而言，我国激光技术的理论研究在国际上处于领先水平，但实际应用技术却落后于国外。陆璇辉教授认为，造成这种局面的原因有很多，其中既包括国内技术经济学和应用中存在巨大缺陷，也包括科研成果评价机制有失偏颇。近年来，国内相当数量的科研人员一味追求科研论文的发表数量，却很少有人真正关注如何将科研成果直接转化成经济效用，实现科技成果的商业化、产业化，从而创造真正的价值。当然，激光技术的直接实用性难以保证还有另外一个重要原因，那就是国内工业技术水平的相对落后和对制造工艺的忽视。相比国内科研成果向实际应用转化的产品，无论是理论成果，还是设计要求，国外制造的产品在精确度和实用性上均能得到保证；而到了国内，由于种种原因造成相应的工业制造技术制造的产品经常达不到要求的指标，严重阻碍了我国制造业的创新发展。
因此，陆璇辉教授提出，要想促进我国光学研究产业化的发展，需要众多科研工作者和有志之士共同努力，在研究观念上进行创新调整，在学术氛围上提倡扎实苦干，进一步为制造业提供更加先进的技术支持，共同推进制造强国的建设。谈到科研创新，陆璇辉教授30年来一直主张自主创新，并先后主持承担了国家高科技计划（863）项目、973项目、国家自然科学基金项目、军工863和总装预研项目、国家国际科技合作计划项目和省部级项目30多项，涉及的科研经费达1800多万元。另外，他在国内外学术刊物上已发表论文130多篇，其中被SCI和EI收录论文110多篇，获国家发明专利7项，尤其是在光束变换、固体激光器、衍射光学、激光物理、量子精密测量等光学应用基础研究领域取得了突出成果。不忘初心，用科研实现人生价值陆璇辉的科研生涯始于攻读研究生期间，当时他在导师王绍民教授的影响下将板条激光器的设计与研制作为主要研究方向，表现出在科学研究方面独特的造诣。最终，他出色地完成了关于板条固体激光器的毕业论文，从理论到实验结果都做到了完美呈现。他的毕业论文被发表在1988年的SCI杂志上，得到行业内学者的一致认可。他认为，研究生阶段的学习和研究为他点亮了人生之路，而导师兢兢业业、充满创新思想的学术精神更是深深影响着他，让他对奇妙的科技海洋更加向往。也正因如此，他在硕士毕业后选择留校从事科研攻关工作。在研究工作中，陆璇辉发现自己在专业领域仍有很大不足。为了进一步提升自己的科研能力，他于1991年受邀赴德国基尔大学从事了一年时间的半导体激光器和铷原子光谱研究，不仅积累了丰富的经验，掌握了世界先进的激光技术。还拓展了国际视野。基于此，他在1992年回国后便晋升为副教授，在科研中具有更加独特的视角。与国外发达国家的交流合作并不止于此。1999年1月，陆璇辉再次得到提升自身能力的机会，远赴美国哥伦比亚大学进行了为期一年的UV固体激光器和激光与物质相互作用的研究。在这一年中，他与哥伦比亚大学顶尖的激光器研究者共同合作、研究，对科研与实用技术的结合又有了新的感触和认识。陆璇辉发现，国内的科研与企业的实际应用总是分开进行，因此无论是对科技发展，还是对企业创新都造成了一定的阻碍。而哥伦比亚大学的实验小组虽然同样开展了激光技术的研究，但他们的实验目标主要是以经济市场的需求为标准。例如，他们研究的短脉冲紫外微细加工技术主要应用在激光构造心脏冠状动脉支架。基于此，他们与美国强生医药公司合作开展了激光加工新型心脏冠状动脉支架的研制，为了达到加工尺寸小和精度高的实用效果，运用短波长激光（紫外266nm）加工；为了达到更好的加工效果，设计了新型聚焦透镜和控制脉冲的方法等，不仅使科研成果得到了最直接的应用，缩短了成果向生产力的转化过程，而且很好地实现了技术经济化，促进了经济的快速发展。这一切，陆璇辉都看在眼里，记在心里。他认为，国外良好的科研氛围和对科技成果直接应用性的重视非常值得借鉴。同样，在美国期间，他也用自己的科研实力证明了中国人的智慧，尤其是他设计和研制的固体激光超衍射极限的新光束在学术会议上得到同行的高度好评。而他设计和研制的半导体激光泵浦固体激光器与传统激光器相比输出的光束质量更高，亦得到了很好的应用。这些科研成果的取得，为他回国后的工作铺就了一条新的道路。厚积薄发，光学领域显身手虽然在求学和国外访问期间，陆璇辉都取得了令人欣喜的成果，但最令他感到自豪的还是在国内取得的科研成果，因为他那颗拳拳赤子之心始终被祖国的发展建设所牵绊。
从德国回国后，他带领课题组争取到国家自然科学基金项目“衍射和无衍射原理的研究”的资助。期间，通过对新型激光器长时间的扎实研究，他参与推导和设计了国内第一台内腔式高亮度小发散角新型光束CO2激光器，也因此获得1997年国家技术发明三等奖和浙江省科技进步一等奖。据了解，该激光器因为先进性和实用性获得了在美国纽约展出的机会，得到国外众多专业人士的高度评价，也让我国的激光器研制技术在国际上更具话语权。从美国访问回国后，陆璇辉带着从国外学到的经验和技术，开始专注于激光操控微粒和冷原子物理的研究。这期间，他承担了国家高技术研究计划（863）项目，对冷原子干涉重力梯度的传感技术展开了研究。基于量子光学和冷原子物理的精密测量装置可以大幅度提高时间等物理量的测量精度，他带领课题组十余年如一日在冷原子干涉测量重力场测量方面展开深入研究，最终不仅突破了许多关键技术，更重要的是得到了实际应用。陆璇辉在冷原子干涉测量重力场测量方面取得的技术突破，不仅具有非常重要的科学意义，对国家和社会发展同样有着重大的应用价值，尤其是在航天航空、授时、通信网络同步、计算机安全、探矿、新能源等应用领域具有极高的实用价值。他主持的国家国际科技合作项目“原子干涉仪测量引力波”就是这些技术的直接应用。此外，陆璇辉还对当前较为热门的光镊技术展开了研究，并主持了“基于玻璃基底列阵波导的多光束操控微粒的研究”这一国家自然科学基金项目。在该项目中，他提出了用列阵光镊方式捕获不同尺寸的微粒，用于DNA的移植和分离实验。而目前研究的多光束操控获得的光束是通过列阵和光纤的方法获得的。他提出，利用拟对列阵光波导进行进一步研究，能够改进以往只研究单一直线式分布的输出分布光束。他希望在这一挑战性的研究领域内取得实质性的进展，真正得出用多光束操控微粒的优越性。该研究结果不仅为业内的科研工作者提供了可参考的资料，同时为生物医学提供了一种新的可靠多光镊操控的理论依据。未来，他将继续潜心探索，力求获得更大的突破，促进我国光学研究的飞跃发展。2018年10月2日，发明“光学镊子”的美国物理学家阿瑟•阿什金以及开创啁啾脉冲放大技术的唐娜•斯特里克兰、热拉尔•穆鲁共同分享了2018年的诺贝尔物理学奖，他们通过开创性的发明和研究让人类可以更好地驾驭光，从而“让光成为奇迹工具”，做出了突出的贡献。有专家称“这种技术对于能源领域有着巨大的探索潜力。”可以说，光学领域还有很多神奇奥妙的东西等待人类去探索，光学研究也将为我们的生活带来更多更美好的事物。我们期待，陆璇辉教授能够带领自己的团队在这一领域取得更大的成就，攀登更险峻的高峰，看到更美丽的“风景”。
作者：王丹
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