在1月10日舉行的2019年度國家科學(xué)技術(shù)獎勵大會上，我校物理科學(xué)與工程學(xué)院王占山教授領(lǐng)銜完成的“多功能強(qiáng)激光薄膜器件設(shè)計與全流程制作技術(shù)及應(yīng)用”項目，獲國家技術(shù)發(fā)明獎二等獎。“該團(tuán)隊歷經(jīng)十余年潛心研究，發(fā)明了多功能強(qiáng)激光薄膜器件的新結(jié)構(gòu)、新材料、新制作技術(shù)和設(shè)備，出成果出人才，獲獎實至名歸。”業(yè)內(nèi)專家如是說。
十五年前，團(tuán)隊開始強(qiáng)激光薄膜器件研究
強(qiáng)激光是前沿科技和新興產(chǎn)業(yè)的制高點之一，薄膜器件是強(qiáng)激光裝置的核心，薄膜器件能承受的最大激光強(qiáng)度就是它的損傷閾值。損傷閾值低，薄膜就容易損傷。
“要想提升激光薄膜器件的損傷性能，首先要摸清摸透薄膜的損傷規(guī)律。”王占山介紹，通過引入性質(zhì)單一且可調(diào)控的人工缺陷，團(tuán)隊突破了激光與薄膜相互作用問題難于定量研究的瓶頸，揭示了真實薄膜的激光損傷機(jī)理，提出了抑制電場增強(qiáng)的“場控”激光薄膜設(shè)計新方法，創(chuàng)制了阻止環(huán)境吸附的新材料，發(fā)明了去除損傷“局域強(qiáng)點”的全流程定量化制作技術(shù)，實現(xiàn)了激光薄膜器件損傷閾值的大幅提升，環(huán)境適應(yīng)性的明顯增強(qiáng)，制作批量一致性的穩(wěn)步提高。看著眼前表層或粉紅、或翠綠、或淡咔色的一塊塊透明方塊，記者驚奇于團(tuán)隊這種孕神奇于平淡之中的能力，而今，這些貌不驚人的器件已廣泛用于前沿科學(xué)探索以及高性能激光裝備等方面。
多年的研究結(jié)出豐碩的成果
走進(jìn)我校精密光學(xué)工程技術(shù)研究所，記者的第一件事就是換衣服、戴帽子、穿鞋套；然后進(jìn)入第二個房間，“呼呼”的風(fēng)搜遍全身，原來這是消靜電的潔凈新風(fēng)。然后，就進(jìn)入了眼前一亮的激光薄膜器件的世界了，激光薄膜的優(yōu)化設(shè)計、超精密制作、高精度表征等等都在這些實驗室里進(jìn)行，悄無聲息地工作是記者眼前的景象。“激光薄膜必須一塵不染。”該團(tuán)隊程鑫彬教授介紹，如果薄膜上有一顆灰塵，往往就成了報廢激光裝置的“引信”。他說，我們實驗室出來的光學(xué)薄膜要達(dá)到的潔凈程度，就像在一個420平方米的籃球場里，不允許有一粒芝麻般的灰塵存在。
多年來，王占山創(chuàng)建的精密光學(xué)工程技術(shù)研究所成果越來越豐富，應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛。2017年5月19日，團(tuán)隊自主研發(fā)的“高性能激光薄膜器件及裝置”6項發(fā)明專利授權(quán)成功轉(zhuǎn)讓給潤坤（上海）光學(xué)科技有限公司，合同金額共計3800萬元人民幣，創(chuàng)下了同濟(jì)大學(xué)歷史上最大額度的技術(shù)轉(zhuǎn)移現(xiàn)金合同；轉(zhuǎn)讓專利“一種激光薄膜的制備方法”獲2018年度第二十屆中國專利金獎。潤坤公司2017年以來銷售激光薄膜元器件超過25000件。不僅如此，團(tuán)隊發(fā)明的清洗技術(shù)和刻蝕技術(shù)的商業(yè)應(yīng)用，近3年便銷售了設(shè)備40多臺，生產(chǎn)廠家獲利喜人。
強(qiáng)激光薄膜器件研究成為吸引人才強(qiáng)磁場
好項目往往成為吸引人才的強(qiáng)大磁場。張眾追隨王占山讀博士，然后走上了X射線和中子多層膜光學(xué)與技術(shù)的道路，以第一或通訊作者發(fā)表中英文論文18篇，申請國家發(fā)明專利6項，其中獲授權(quán)專利5項。他的研究圍繞我國精密等離子體診斷、同步輻射、天文探測、散裂中子源等國家重大需求和大科學(xué)工程，持續(xù)開展“X射線及中子多層膜光學(xué)與系統(tǒng)”方向的研究，在國內(nèi)率先解決了中子超鏡制作問題，性能水平達(dá)到國際先進(jìn)；在國際上首創(chuàng)了大集光面積中子超鏡聚焦系統(tǒng)，為基于小型加速器中子源開展中子小角散射實驗，提供了新的技術(shù)路徑。曾入選教育部跨世紀(jì)優(yōu)秀人才。
程鑫彬在微納光學(xué)領(lǐng)域展開了卓有成效的工作，開展光頻亞波長結(jié)構(gòu)材料和器件相關(guān)研究，提升了超光譜成像、激光合束系統(tǒng)以及空間用太陽能電池的性能；在光學(xué)薄膜相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，研制出一系列高功率/高能激光器用高損傷閾值薄膜器件，達(dá)到了國際領(lǐng)先水平；在納米計量傳遞標(biāo)準(zhǔn)方面，制備出百納米量級自溯源光柵樣品和數(shù)十納米量級多層膜光柵樣品，為這些樣品成為國家傳遞標(biāo)準(zhǔn)制定奠定了扎實的技術(shù)基礎(chǔ)。獲得了教育部技術(shù)發(fā)明獎一等獎（排名第二）等。曾先后入選國家“優(yōu)青”和“杰青”。
馬彬主要從事光學(xué)精密檢測和強(qiáng)激光作用機(jī)制研究，發(fā)展了可溯源的激光損傷測試平臺，建立了多種損傷測試技術(shù)。近年來，以第一或通訊作者發(fā)表SCI論文12篇，EI論文5篇；以第一申請人授權(quán)發(fā)明專利10項，申請2項，登記軟件著作權(quán)4項。主持國家科技重大專項課題、國家自然科學(xué)基金青年基金項目等10多項。
張錦龍主要從事高性能光學(xué)薄膜、微結(jié)構(gòu)薄膜的設(shè)計、制備及表征等方面的研究。承擔(dān)5項國家自然科學(xué)基金項目、863項目，基金委創(chuàng)新群體“強(qiáng)激光器件基礎(chǔ)技術(shù)研究”的核心成員之一。在缺陷誘導(dǎo)激光損傷模擬研究、高損傷閾值多功能薄膜研制、超低損耗介質(zhì)薄膜研制等方面取得一系列研究成果。以第一完成人獲得2019度教育部科技進(jìn)步獎二等獎。
黃秋實主要從事極紫外與X射線多層膜技術(shù)研究。揭示了納米多層膜生長中原子擴(kuò)散、遷移等物理機(jī)制，發(fā)展了多種界面調(diào)控方法，實現(xiàn)了大尺寸多層膜單色器元件的自主研制和應(yīng)用，研制的X射線單色器用多層膜已成功用于德國BESSY同步輻射裝置，并有望用于上海光源線站工程以及未來的上海硬X射線自由電子激光裝置。入選2018年度上海青年科技啟明星計劃。
十五年前，團(tuán)隊開始強(qiáng)激光薄膜器件研究
強(qiáng)激光是前沿科技和新興產(chǎn)業(yè)的制高點之一，薄膜器件是強(qiáng)激光裝置的核心，薄膜器件能承受的最大激光強(qiáng)度就是它的損傷閾值。損傷閾值低，薄膜就容易損傷。
“要想提升激光薄膜器件的損傷性能，首先要摸清摸透薄膜的損傷規(guī)律。”王占山介紹，通過引入性質(zhì)單一且可調(diào)控的人工缺陷，團(tuán)隊突破了激光與薄膜相互作用問題難于定量研究的瓶頸，揭示了真實薄膜的激光損傷機(jī)理，提出了抑制電場增強(qiáng)的“場控”激光薄膜設(shè)計新方法，創(chuàng)制了阻止環(huán)境吸附的新材料，發(fā)明了去除損傷“局域強(qiáng)點”的全流程定量化制作技術(shù)，實現(xiàn)了激光薄膜器件損傷閾值的大幅提升，環(huán)境適應(yīng)性的明顯增強(qiáng)，制作批量一致性的穩(wěn)步提高。看著眼前表層或粉紅、或翠綠、或淡咔色的一塊塊透明方塊，記者驚奇于團(tuán)隊這種孕神奇于平淡之中的能力，而今，這些貌不驚人的器件已廣泛用于前沿科學(xué)探索以及高性能激光裝備等方面。
多年的研究結(jié)出豐碩的成果
走進(jìn)我校精密光學(xué)工程技術(shù)研究所，記者的第一件事就是換衣服、戴帽子、穿鞋套；然后進(jìn)入第二個房間，“呼呼”的風(fēng)搜遍全身，原來這是消靜電的潔凈新風(fēng)。然后，就進(jìn)入了眼前一亮的激光薄膜器件的世界了，激光薄膜的優(yōu)化設(shè)計、超精密制作、高精度表征等等都在這些實驗室里進(jìn)行，悄無聲息地工作是記者眼前的景象。“激光薄膜必須一塵不染。”該團(tuán)隊程鑫彬教授介紹，如果薄膜上有一顆灰塵，往往就成了報廢激光裝置的“引信”。他說，我們實驗室出來的光學(xué)薄膜要達(dá)到的潔凈程度，就像在一個420平方米的籃球場里，不允許有一粒芝麻般的灰塵存在。
多年來，王占山創(chuàng)建的精密光學(xué)工程技術(shù)研究所成果越來越豐富，應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛。2017年5月19日，團(tuán)隊自主研發(fā)的“高性能激光薄膜器件及裝置”6項發(fā)明專利授權(quán)成功轉(zhuǎn)讓給潤坤（上海）光學(xué)科技有限公司，合同金額共計3800萬元人民幣，創(chuàng)下了同濟(jì)大學(xué)歷史上最大額度的技術(shù)轉(zhuǎn)移現(xiàn)金合同；轉(zhuǎn)讓專利“一種激光薄膜的制備方法”獲2018年度第二十屆中國專利金獎。潤坤公司2017年以來銷售激光薄膜元器件超過25000件。不僅如此，團(tuán)隊發(fā)明的清洗技術(shù)和刻蝕技術(shù)的商業(yè)應(yīng)用，近3年便銷售了設(shè)備40多臺，生產(chǎn)廠家獲利喜人。
強(qiáng)激光薄膜器件研究成為吸引人才強(qiáng)磁場
好項目往往成為吸引人才的強(qiáng)大磁場。張眾追隨王占山讀博士，然后走上了X射線和中子多層膜光學(xué)與技術(shù)的道路，以第一或通訊作者發(fā)表中英文論文18篇，申請國家發(fā)明專利6項，其中獲授權(quán)專利5項。他的研究圍繞我國精密等離子體診斷、同步輻射、天文探測、散裂中子源等國家重大需求和大科學(xué)工程，持續(xù)開展“X射線及中子多層膜光學(xué)與系統(tǒng)”方向的研究，在國內(nèi)率先解決了中子超鏡制作問題，性能水平達(dá)到國際先進(jìn)；在國際上首創(chuàng)了大集光面積中子超鏡聚焦系統(tǒng)，為基于小型加速器中子源開展中子小角散射實驗，提供了新的技術(shù)路徑。曾入選教育部跨世紀(jì)優(yōu)秀人才。
程鑫彬在微納光學(xué)領(lǐng)域展開了卓有成效的工作，開展光頻亞波長結(jié)構(gòu)材料和器件相關(guān)研究，提升了超光譜成像、激光合束系統(tǒng)以及空間用太陽能電池的性能；在光學(xué)薄膜相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，研制出一系列高功率/高能激光器用高損傷閾值薄膜器件，達(dá)到了國際領(lǐng)先水平；在納米計量傳遞標(biāo)準(zhǔn)方面，制備出百納米量級自溯源光柵樣品和數(shù)十納米量級多層膜光柵樣品，為這些樣品成為國家傳遞標(biāo)準(zhǔn)制定奠定了扎實的技術(shù)基礎(chǔ)。獲得了教育部技術(shù)發(fā)明獎一等獎（排名第二）等。曾先后入選國家“優(yōu)青”和“杰青”。
馬彬主要從事光學(xué)精密檢測和強(qiáng)激光作用機(jī)制研究，發(fā)展了可溯源的激光損傷測試平臺，建立了多種損傷測試技術(shù)。近年來，以第一或通訊作者發(fā)表SCI論文12篇，EI論文5篇；以第一申請人授權(quán)發(fā)明專利10項，申請2項，登記軟件著作權(quán)4項。主持國家科技重大專項課題、國家自然科學(xué)基金青年基金項目等10多項。
張錦龍主要從事高性能光學(xué)薄膜、微結(jié)構(gòu)薄膜的設(shè)計、制備及表征等方面的研究。承擔(dān)5項國家自然科學(xué)基金項目、863項目，基金委創(chuàng)新群體“強(qiáng)激光器件基礎(chǔ)技術(shù)研究”的核心成員之一。在缺陷誘導(dǎo)激光損傷模擬研究、高損傷閾值多功能薄膜研制、超低損耗介質(zhì)薄膜研制等方面取得一系列研究成果。以第一完成人獲得2019度教育部科技進(jìn)步獎二等獎。
黃秋實主要從事極紫外與X射線多層膜技術(shù)研究。揭示了納米多層膜生長中原子擴(kuò)散、遷移等物理機(jī)制，發(fā)展了多種界面調(diào)控方法，實現(xiàn)了大尺寸多層膜單色器元件的自主研制和應(yīng)用，研制的X射線單色器用多層膜已成功用于德國BESSY同步輻射裝置，并有望用于上海光源線站工程以及未來的上海硬X射線自由電子激光裝置。入選2018年度上海青年科技啟明星計劃。
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