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此前，中國工程院院士、激光物理和激光技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)軍人物之一——許祖彥接受《瞭望》新聞周刊專訪，講述他在我國激光技術(shù)研究和應(yīng)用領(lǐng)域的思考。在采訪中，許祖彥院士表示：激光具有亮度高、方向性好、單色性好三大特點。在激光研究和應(yīng)用領(lǐng)域，我國總體上處于國際先進水平，某些方面是國際領(lǐng)先水平。

許祖彥院士

當(dāng)前，主要科技大國都高度重視激光技術(shù)的科研與應(yīng)用，美、日、歐盟等國家和地區(qū)相繼啟動激光技術(shù)的相關(guān)研究計劃。我國也十分重視激光技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用，在國家重點研發(fā)計劃“增材制造與激光制造”重點專項擬立項的2018年度項目公示清單中，不乏像高效精密激光增材制造—電解加工整體制造技術(shù)和飛秒激光精密制造應(yīng)用基礎(chǔ)研究這些具有前瞻性、戰(zhàn)略性意義的項目。

許祖彥是我國激光物理和激光技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)軍人物之一，他帶領(lǐng)團隊取得一系列開創(chuàng)性成果：發(fā)現(xiàn)光學(xué)參量效應(yīng)相位匹配折返現(xiàn)象的普遍性，發(fā)明多波長光參量激光器；帶領(lǐng)團隊首次研制成功實用化深紫外全固態(tài)激光器；率先在國內(nèi)研制成功激光全色投影顯示，提出激光顯示產(chǎn)業(yè)頂層設(shè)計和發(fā)展路線圖，率領(lǐng)團隊研制成功首臺三基色LD激光電視；率先在國內(nèi)開展高光束質(zhì)量全固態(tài)激光研究等。

問：什么是固體激光？它在我們?nèi)粘Ｉ钪杏心男?yīng)用？

許祖彥：激光的理論基礎(chǔ)起源于物理學(xué)家愛因斯坦。1917年愛因斯坦提出了一套全新的技術(shù)理論“光與物質(zhì)相互作用”。這一理論是說在組成物質(zhì)的原子中，有不同數(shù)量的粒子（電子）分布在不同的能級上，在高能級上的粒子受到某種光子的激發(fā)，會從高能級跳（躍遷）到低能級上，這時將會輻射出與激發(fā)它的光相同性質(zhì)的光，而且在某種狀態(tài)下，能出現(xiàn)一個弱光激發(fā)出一個強光的現(xiàn)象。這就叫“受激輻射的光放大”，簡稱激光。
液體、氣體和固體都能產(chǎn)生激光。氣體有氬氣、二氧化碳，液體中的有機染料等。所謂固體激光，就是在固體內(nèi)，比如在激光晶體、激光陶瓷、激光玻璃這些東西上產(chǎn)生的激光。固體激光不像氣體激光，它不流動、體積小、功能效率高?，F(xiàn)在，固體激光的波長是可以改變的，即是可以調(diào)諧的。

現(xiàn)在我們正在進入人工智能時代，在這個時代，激光是一種必不可少的工具，或者說是手段。比如掃地機器人，如果裝上激光雷達，就能在避障和智能化方面擁有更好的表現(xiàn)，能夠在最短時間內(nèi)高效率地完成整個房屋的清潔工作。

問：為什么說激光技術(shù)是我國重要的戰(zhàn)略支撐技術(shù)？

許祖彥：凡是我國有戰(zhàn)略需求而又買不來的技術(shù)，就是戰(zhàn)略支撐技術(shù)。激光在國家經(jīng)濟社會發(fā)展中有很多應(yīng)用。用固體激光，能夠?qū)崿F(xiàn)制造業(yè)的跨越式發(fā)展。例如去年新冠肺炎疫情期間，西安有一家公司憑借其在超快激光精密制孔方向上多年的技術(shù)積累，突破了我國企業(yè)在生產(chǎn)防護口罩熔噴布材料時存在的噴絲板技術(shù)瓶頸。該技術(shù)投入市場后，有效提升了噴絲孔的加工質(zhì)量，進而為熔噴布實現(xiàn)國產(chǎn)加工邁進一大步。

激光技術(shù)作為我國的重要戰(zhàn)略支撐技術(shù)之一，支撐作用主要體現(xiàn)在兩個方面：一是支撐科研前沿，二是支撐國家高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。

在支撐科研前沿方面，2013年我參與的國家重大科研裝備研制項目“深紫外固態(tài)激光源前沿裝備研制項目”通過驗收，這個系列科研裝備的研制成功，使我國成為世界上唯一一個能夠制造實用化深紫外全固態(tài)激光器的國家。這些儀器設(shè)備的研制成功及利用這些設(shè)備在石墨烯、高溫超導(dǎo)、拓?fù)浣^緣體、寬禁帶半導(dǎo)體和催化劑等研究中獲得的重要成果，使我國深紫外領(lǐng)域的科學(xué)研究水平處于國際領(lǐng)先地位，并在物理、化學(xué)、材料、信息等領(lǐng)域開創(chuàng)了一些新的多學(xué)科交叉前沿。這些成果受到了海外學(xué)者的高度評價，這批儀器設(shè)備直到今日仍然對國外“禁運”。

在高新技術(shù)方面，我舉兩個案例。一個是中科院院士顧瑛的例子，她用激光治療常規(guī)血管病，創(chuàng)造了“顧式療法”，這種療法的原理是用激光穿透人的表層皮膚，給出血的內(nèi)臟止血，挽救病人生命而不對病人皮膚造成傷害，這一療法在國際上也獲得推廣；還有一個是中科院半導(dǎo)體研究所的林學(xué)春研究員的例子，他開發(fā)了激光清洗汽車輪胎模具國產(chǎn)化成套方法，制造的相關(guān)設(shè)備不僅環(huán)保、安全高效，而且降低了我國此前對德國進口類似產(chǎn)品的依賴。

問：如何評價我國激光技術(shù)發(fā)展的國際地位？

許祖彥：在激光研究和應(yīng)用領(lǐng)域，我國總體上處于國際先進水平，某些方面是國際領(lǐng)先水平。比如剛才提到的“顧式療法”以及“深紫外固態(tài)激光源前沿裝備研制項目”，都是國際領(lǐng)先水平。再比如林學(xué)春研究員的激光清洗汽車輪胎模具國產(chǎn)化成套方法，這個屬于國際先進水平。

我國激光技術(shù)應(yīng)用方面在許多方向上都有突破和發(fā)展。激光通訊方面，做得比較好的是中國工程院的余少華院士。他長期從事光纖通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究，主持完成國家973和863等十余個項目，均實現(xiàn)成果轉(zhuǎn)化和大量應(yīng)用，是我國電信傳輸網(wǎng)SDH（同步數(shù)字體系）與互聯(lián)網(wǎng)（含以太網(wǎng)）兩網(wǎng)融合的開拓者之一。
 在一些精密儀器制造行業(yè)，激光導(dǎo)航也是未來產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的一個重要方向。有了先進的激光導(dǎo)航技術(shù)，機器人工人就可以在工廠里高效率地工作。

問：今年6月，陜西省推出“追光計劃”，希望聚焦先進激光與光子制造、光子材料與芯片、光子傳感三大重點領(lǐng)域，發(fā)展光子技術(shù)原始創(chuàng)新及產(chǎn)業(yè)高地。你如何看待這一發(fā)展方向？

許祖彥：光子產(chǎn)業(yè)是21世紀(jì)最具戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性、先導(dǎo)性的新興產(chǎn)業(yè)之一。隨著世界集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，光子取代電子成為趨勢。光子產(chǎn)業(yè)將是未來整個信息產(chǎn)業(yè)的基石，也將迎來爆發(fā)式增長。

“追光”在全球早已成為科學(xué)界的一種潮流：2013年，美國國家科學(xué)研究委員會發(fā)布《光學(xué)與光子學(xué)：美國不可或缺的關(guān)鍵技術(shù)》，為光子科技的發(fā)展和應(yīng)用提供了前瞻性的指引和支持；2014年，歐盟啟動實施“地平線2020”計劃，將光子技術(shù)作為決定歐盟工業(yè)生存和未來競爭力的六大關(guān)鍵要素之一，投入巨資建設(shè)。我國也在這個領(lǐng)域不甘落后。今年，信息光子技術(shù)被列為“十四五”國家重點研發(fā)計劃重點專項。