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创新团队的引领者——记江苏省先进激光材料与器件重点实验室主任唐定远教授

激光技术自上世纪60年代发明以来,最为人们所熟知的就是好莱坞大片中飞舞的各种激光武器,如何将想象变为现实,是科学家们日以继夜研究的动力之一。激光器中最为重要的就是激光增益介质,谁掌握了激光增益介质的制造工艺,谁就掌握了激光器。透明陶瓷作为最新型的激光增益介质,代表着激光器的发展方向。如何让高端的激光研发技术在江苏师范大学这样一所长期默默耕耘在淮海大地上的师范老校开花结果,学校的领导层苦思冥想、煞费苦心。2009年,江苏师范大学召回了曾经的学子,长期游学国外并集四大称号:百人计划国外杰出人才、省双创人才、省六大人才高峰、上海浦江人才,于一身的沈德元教授,开局布点光学工程这个发展方向,以激光技术为重点,以点带面,期望在光学工程这个学科有所突破。同时学校也实施了人才引进的“153工程”,即“十二五”期间引进10名左右院士量级专家、50名左右长江学者量级学术带头人和300名左右优秀博士。有了带头人,还需要有突破口,学校通过柔性引进的方式,聘请中国科学院徐至展院士、中国工程院范滇元院士为学科发展指引方向。俗话说,“独木难成林”、“一个好汉三个帮”,在沈德元教授的牵线下,与沈德元教授有十多年合作经历的唐定远教授进入了学校的视野。唐定远教授在激光技术、光电功能材料、光学陶瓷功能材料等多个领域有着国际领先的科研成果,而且门生众多。感召于学校优厚的引进人才政策和学校重视人才凸显出来的发展潜力,唐定远教授带领他所领军的“新型光学功能材料与器件”团队集体加盟江苏师大,江苏师大为了引进这个高水平团队,仅兴建高水平实验室、购买尖端设备就专项投入达3000万元。在两位院士的指导和帮助下,沈德元和唐定远教授确定了未来学科的发展方向——中红外激光技术,并围绕激光材料和激光技术方向从新加坡南洋理工大学、美国康奈尔大学和澳大利亚国立大学引进了章健、赵鹭明和杨志勇等青年学者,组建了创新团队。

   自引进以来,唐定远教授交出了令人满意的答卷。个人先后获得了2011年“江苏特聘教授”和2012年江苏省“双创人才”。在激光陶瓷、石墨烯光电子功能器件和暗光孤子技术等领域取得一系列有影响的科研成果,并得到国内及国际同行一致认可与肯定。

   团队目前掌握了高性能光学陶瓷制备核心技术,通过微观结构调控和引入新的烧结助剂体系,解决了高光学质量YAG基透明陶瓷的制备难题,陶瓷损耗降低到~0.001cm-1(目前国际上仅有日本神岛化学公司、World Lab公司能达到此损耗水平),与质量最好的YAG单晶基本处于同一水平,达到了国际领先水平。

拥有超低损耗硫系红外玻璃与光纤制备技术,正在开展低损耗红外传输玻璃、光纤、新型功能红外玻璃、红外传感、红外玻璃微球等方面的研究工作。由于其在军事和敏感工业方面的应用,欧美对中国禁运。近期,实验室制备的硫系玻璃在5-6μm区间的损耗已降低至0.08dB/m,达到国际先进、国内领先水平。

   暗脉冲激光理论与实验研究方面,提出了一种全新的产生超高重复频率暗孤子的激光运行机制。研究表明,这种新的运行模式通过光纤激光器的腔致调制不稳定性可以提高暗孤子的重复频率,通过控制泵浦功率可以调节激光器的重复频率,目前重复频率已达280GHz,并且有望进一步提升暗孤子的重复频率至太赫兹量级,从而为多个科学领域提供更为有效的研究手段,该项研究成果发表在《光学快报》(Opt. Lett. 39(12), 3484-3487, 2014),并被Nature Photonics (Maria Maragkou, Nature Photonics 8, 675 (2014))作为Research Highlights重点介绍。

   在学科建设方面,与同事一起完善学科建设,顺利完成江苏省优势学科一期的结题工作,并顺利获得江苏省优势学科二期项目资助。作为学科带头人,争取江苏省“先进激光材料与器件”重点实验室于2013年获得立项建设, 是全省唯一一家以激光技术和激光材料为主要研究方向的省级重点科研机构,是徐州地区第4家省重点实验室;作为实验室主任,江苏省“先进激光材料与器件”重点实验室2014年已通过中期检查。联合各高校、科研院所及企业,以江苏师范大学牵头获批“江苏高校协调创新中心:先进激光技术与新兴产业”。是省首批29家协同创新中心之一,获得4000万资助,是我省唯一的以激光技术研究和产业化为任务的协同创新中心。作为核心成员,与沈德元教授合作,入选2013年度江苏省组织部“江苏省科技创新团队”,所在团队入选2013年度省教育厅“江苏高校优秀科技创新团队”。

在人才培养方面,培养和引进青年人才,壮大一支学术梯队。引进的章健教授主要从事蓝宝石、钇铝石榴石和镥铝石榴石等多种透明陶瓷的制备和基础理论研究,其掌握的娴熟制备工艺能够保障透明陶瓷材料具有优异的光学性能,章健教授获批2012年度省“双创人才”。引进的杨志勇教授通过江苏省高级职称认定,从事红外硫系玻璃材料、红外光学传感器件和红外光学集成器件的研究,2013年获批徐州市“双创人才”。引进的赵鹭明教授在光纤超短/超快脉冲激光产生、整形和放大以及光孤子的理论和实验研究领域颇有建树,擅长“激光动力学过程”的模型建立、分析和实验验证,获批2013年度省“双创人才”。

对于未来的发展,唐定远教授坚信所带领的创新团队将依托江苏省重大建设项目的平台优势,建成集应用基础研究、技术孵化、工程化开发和人才培养为一体的、国内领先的科研设施;通过组建激光产业联盟和建立专业化激光科技服务公司的方式增强科技成果转化的效果;并使团队逐步成长为国际一流、勇担重任的创新团队。


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