來自華光光電的孫素娟，平時的工作是與一顆顆小小的發光芯片打交道。
她和團隊所從事的是高功率半導體激光器封裝工作，如何提高芯片出光功率、減少熱量的產生、提高激光器的壽命、完成激光器技術完全可控是他們工作的核心。
在孫素娟和團隊成員的不斷努力下，從最初的5W芯片的封裝、封裝良率不足60%、激光器壽命不足1萬小時，到目前已實現單芯片45W、單巴條500W的封裝，封裝良率提升至95%以上，激光器的壽命超過3萬小時，已實現100%技術可控。目前，采用華光光電自產芯片封裝的激光器已應用到多種領域，并作為核心光源隨客戶終端設備遠銷國外。
耀眼成就的背后總是立志不斷向前的努力。今天是第31個全國科技人才活動日，下面，一起在第五屆星銳獎“星銳英才”獲獎者——華光光電孫素娟的講述中，了解她追光逐夢的不凡故事。
小芯片也會有大能量
我自認為性格是比較認真、踏實的，也愛鉆研，這讓我一方面對于未知的領域有著充足的好奇心和求知欲，另一方面我也會始終把自己負責的工作努力做到最好。
我研究生期間所學專業為信息功能材料與器件。由于這是我們學校第一年開設的新興學科，在那時，課題組相關研究成果和設施都比較匱乏。
面對匱乏的條件，我沒有退縮和抱怨，而是靜下心查閱相關文獻，與導師溝通研究方向、搭建相關實驗設施。除了上課，其他時間我都是泡在實驗室里學習文獻、做實驗、寫文章，經常做著做著實驗就忘了時間，成為整個實驗大樓里最后關燈的人。
在我們的不懈努力下，實驗室逐漸建立起了完善的實驗條件，畢業之際，我就已獲得多項研究成果，在核心期刊發表多篇論文，同時獲得優秀畢業生稱號。
畢業后，為了發揮專業所學，我選擇加入了浪潮集團的光電子版塊——華光光電。
當時正值公司計劃大力發展高功率激光器之際，我接到的第一個任務就是實現高功率激光器的封裝量產。
半導體激光器具有體積小、重量輕、轉換效率高、壽命長等優點，一顆幾毫米的芯片就可以發出幾十瓦甚至幾百瓦的光，可廣泛應用于激光顯示、激光打印、激光測距、醫療等領域，隨著功率的進一步提升，還可以用于工業加工（如激光焊接、激光切割、金屬表面處理）和國家重大需求等領域。
功率越高，芯片制備及封裝技術難度越大。當時，商用高功率激光芯片生產廠家主要集中在國外少數企業，華光光電在低功率芯片及器件制備方面已深耕多年，但在高功率芯片制備和封裝方面較國外還有很大的差距。
任務拿到手中，我的第一感受就是：機會很好，但同時挑戰也很大。
當時，高功率芯片的封裝良率不足60%，壽命不足1萬小時，量產難度巨大。當時公司在高功率激光器封裝方面的研究還比較少，我雖然有點專業基礎，但對于高功率激光器的相關理論也還是比較缺乏的，完全沒有經驗。面對如此艱巨的任務，我的內心壓力非常大。
不過，后來我也想通了，所有的事情不都是由0到1、由1到N的過程嗎？只要踏踏實實從零開始做，就一定能在這個領域內做到最好。
方法總比困難多
為了找到高功率芯片量產問題的原因和解決辦法，我每天白天的主要工作就是收集失效激光器進行分類、分析、總結，晚上查閱相關文獻尋找解決思路。
經過一段時間的分析，我發現高功率激光器失效的主要原因是封裝空洞。相比于其他類型的激光器，半導體激光器電光轉換效率雖然高，但仍有40%—50%的電能轉換成熱量，激光器光功率提高的同時產生的熱量也更多，空洞的產生會導致熱量累積，從而使激光器功率降低甚至失效。因此，必須想辦法減少封裝空洞，讓激光器多出光少發熱，將芯片產生的熱量及時通過熱沉傳遞出去。
通過查閱相關文獻資料，我發現目前低功率的封裝工藝路線已不適用于高功率激光器的封裝，必須更換全新的工藝路線，提高封裝的一致性，降低封裝空洞率。
有了解決思路便有了努力的方向，但同時我又面臨著新的難題：全新的工藝路線意味著需有配套的新結構物料以及具有新功能的設備，而這些新的物料和設備在公司前期是沒有人了解的。
為了盡快推進新工藝路線的驗證，我開始自學設計軟件、與原材料供應商溝通物料設計要求、與設備供應商溝通設備技術參數，很快完成了新工藝路線所需的物料設計及設備選型。
紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行。作為技術人員，我覺得要解決技術、工藝問題，除了有一定理論基礎外，更重要的是一定要深入一線，只有這樣，才能識別出每一個工藝細節，拿到一手的數據，積累豐富的經驗。
于是，為了盡快摸索出可行的封裝工藝，物料及設備到位后，每個工步我都親自上手操作、實驗驗證，掌握設備每個部件的功能。同時，由于半導體激光器制造領域部分設備相對價值較高，部分設備緊張，為了避免影響生產進度，我經常白天學習設備原理及操作，等生產下班后自行進行設備操作，完成實驗驗證，大幅縮短了研發周期。在此過程中我也學會并熟練掌握了金屬蒸鍍、貼片、鏡檢、焊線、測試、老化等多款設備，這為后續工藝問題的快速解決奠定了良好的基礎。
經過半年多的努力，我終于完成了新工藝路線的驗證及所有參數定型，空洞率大大降低，封裝良率提升至95%以上，產品的可靠性由不足1萬小時提升到3萬小時以上，達到客戶要求及量產標準，助推公司在高功率激光器方面邁出了一個新的臺階。
在這整個的過程中，我更加相信方法永遠比問題多。回想起在接手任務之初的狀態，其實也能理解到，我們工作中總會遇到這樣或那樣的困難，但只要克服消極畏難情緒，正視存在的困難，不逃避，不抱怨，不懈怠，知難而進，多思考解決的方法，任何困難都能克服。
助推國產激光器走向世界
激光技術的進步是非常快速的，隨著半導體激光器應用領域的快速擴展，客戶對芯片功率有了新的需求，要求的功率越來越高。為了快速滿足市場要求，公司加快了高功率芯片的研發進度。
高功率激光器對于高功率芯片的壽命要求較高，而正常新產品的每一輪壽命考評周期至少半年，周期長、成本高。如果我們每款芯片每一輪驗證都要經過半年以上，那會遠遠落后于國內外先進企業。因此，芯片驗證就成為我們下一步工作所面對的“堵點”。
為盡快扭轉這一局面，加快高功率芯片的研發進度，公司成立項目組，由我擔任項目負責人。為盡快打通自產芯片驗證的“堵點”，我多次組織項目組成員討論、分析，在公司領導的指導下，很快確定了保證高功率芯片考評數據準確的前提是確保激光器做好電連接和散熱。
經項目組評估，原有低功率的考評平臺因通流能力低、散熱能力差已不適合高功率芯片的考評。為解決通流能力和散熱的問題，項目組經過多次討論及理論模擬，終于找到解決方案。
有了解決思路，項目組成員進行分工，一部分人負責電極結構設計，提高考評夾具的通流能力。一部分人負責散熱通道設計，提高考評夾具的散熱能力。經過二個月的通力合作，新型考評平臺驗證成功，實現了高功率激光器的穩定考評。
平臺已搭建，但是因新型號研發芯片種類多、批次多，全部考評周期長、成本高。
為解決這一難題，我們查閱國內外相關文獻，并設計多輪、多組實驗，經過反復驗證，終于研究出一套快速考評方法，實現了激光器的壽命推導，最終將芯片的驗證周期縮短至一個月內，大大提高了研發效率。
看著一款款芯片通過快速考評平臺，定型、通過客戶考評推向市場，形成產值，我們的自豪感也油然而生。
目前，已利用此平臺完成了單管5W/10W/15W/20W/25W/35W/45W、單巴條60W/100W/200W/500W等多款芯片及器件的考評，并均已成功轉產，完成了技術完全可控，產品已被廣泛應用于醫療、工業加工、國家重大需求等領域，部分產品作為核心光源隨客戶終端設備遠銷國外，產品可靠性得到客戶高度認可。
利用此平臺研制的“千瓦級半導體激光器”獲得中國電子學會科學技術獎三等獎以及山東電子學會技術發明一等獎。
在此項目過程中，我也深切感受到了團隊合作的強大力量。
單絲不成線，獨木不成林，一個人的精力、見識和想法都是有限的，在技術的道路上，更需要團隊成員一起不斷地溝通交流、思想不斷地碰撞，才能不斷地實現創新，解決一個又一個難題。
在此項目實施過程中，通過將不同細分專業領域的人結合在一起，我們的每次溝通都會產生多個新穎的想法，尤其一些年輕的團隊成員，他們敢想敢做，不受固有思維的影響，勇于突破，給團隊注入了新生機和活力，大大加快了自產芯片的研發和驗證速度。
今天恰好是全國科技人才活動日，作為一名科技工作者，我的經驗是一定要時刻保持學習的心態，要有深耕的意識，不管在哪個崗位、哪個領域，都有學不完的知識。只有不斷地學習新的知識，才能保持創新的頭腦，才能在自己所在領域里實現更大的價值。
而作為一線技術人員，我會繼續深耕，腳踏實地，不忘初心，做好每一只激光器；我也會仰望星空，開拓創新，縮小與國際領先企業的差距，讓中國的激光器在世界上更多的地方發光。
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