2014年3月底，15位兩院院士及近百位專家學(xué)者聚首成都，研討太赫茲科學(xué)技術(shù)戰(zhàn)略發(fā)展。
“太赫茲”為什么能讓眾多專家學(xué)者聚首研討？中國(guó)科學(xué)http://cao88.126.zuji03.com院院士劉盛綱說(shuō)，太赫茲是電磁波譜最后處女地，具有獨(dú)特的優(yōu)越性及極重要的應(yīng)用，是新一代產(chǎn)業(yè)的科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)。
電磁波譜最后處女地的爭(zhēng)奪
電磁波譜里，毫米波與紅外之間有一段“真空地帶”，其頻率約為1萬(wàn)億赫茲，也就是“太赫茲（THz）”，這個(gè)極其特殊的波段被認(rèn)為即將開(kāi)啟“本世紀(jì)的又一場(chǎng)科技前沿革命”。太赫茲波在生命科學(xué)、材料科學(xué)、天文學(xué)、大氣與環(huán)境監(jiān)測(cè)、通訊、反恐、國(guó)家安全等多個(gè)重要領(lǐng)域……太赫茲無(wú)線通信可以承載更大的信息量，解決目前信息傳輸受制于帶寬的問(wèn)題，是目前所知的滿足大數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸速率通信要求的唯一通信手段。
國(guó)際通訊聯(lián)盟已指定下一代地面無(wú)線通信的頻段0.12THz，太赫茲技術(shù)將成為6G或7G通訊的基礎(chǔ)，人類將全面進(jìn)入太赫茲通信時(shí)代。
從上世紀(jì)90年代開(kāi)始，在劉盛綱等專家學(xué)者的不懈努力和推動(dòng)下，我國(guó)開(kāi)始重視太赫茲研究，在國(guó)家“十二五”科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃、國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中長(zhǎng)期規(guī)劃中都有明確部署。2005年，有20多位院士參加的第270次香山科學(xué)會(huì)議，專題研討如何在中國(guó)發(fā)展太赫茲科學(xué)技術(shù)，標(biāo)志著中國(guó)太赫茲研究戰(zhàn)略的啟動(dòng)。
2010年4月底，陳佳洱等16位院士相會(huì)成都，謀劃太赫茲科學(xué)技術(shù)發(fā)展的中國(guó)路線圖。會(huì)后不久，劉盛綱等19位院士聯(lián)名上書(shū)國(guó)務(wù)院領(lǐng)導(dǎo)，提出了發(fā)展我國(guó)太赫茲科學(xué)技術(shù)的若干建議并獲批示。
2011年底，科技部啟動(dòng)的“毫米波與太赫茲無(wú)線通信技術(shù)開(kāi)發(fā)”項(xiàng)目，我國(guó)太赫茲領(lǐng)域第一個(gè)過(guò)億元的863計(jì)劃主題項(xiàng)目，下設(shè)5個(gè)課題組，匯聚了電子科技大學(xué)、南京大學(xué)、東南大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院等國(guó)內(nèi)十多所高校和研究所的優(yōu)勢(shì)力量，著名無(wú)線通信專家、電子科技大學(xué)李少謙教授擔(dān)任項(xiàng)目負(fù)責(zé)人。
在李少謙看來(lái)，太赫茲科學(xué)技術(shù)將是后摩爾時(shí)代信息技術(shù)發(fā)展的重要支撐，中國(guó)人在這一“真空地帶”能夠有所建樹(shù)，并將在這場(chǎng)世界科技競(jìng)賽中占據(jù)制高點(diǎn)和主動(dòng)權(quán)。
協(xié)同創(chuàng)新展示太赫茲研究的中國(guó)力量
“太赫茲科學(xué)綜合了電子學(xué)與光子學(xué)的特色，是典型的交叉前沿科學(xué)領(lǐng)域，該領(lǐng)域蘊(yùn)含著原創(chuàng)性重大機(jī)理和方法并亟待突破，具有重大的科學(xué)意義，必須凝聚整合全國(guó)的優(yōu)勢(shì)力量，才能助推我國(guó)太赫茲研究持續(xù)、健康發(fā)展。”劉盛綱認(rèn)為，急需一種模式來(lái)加強(qiáng)組織和協(xié)同攻關(guān)。
2012年，國(guó)家推動(dòng)實(shí)施“2011計(jì)劃”，面對(duì)這個(gè)千載難逢的機(jī)遇，劉盛綱立即聯(lián)系國(guó)內(nèi)相關(guān)單位，著手組建太赫茲科學(xué)協(xié)同創(chuàng)新中心。當(dāng)年6月，電子科技大學(xué)聯(lián)合南京大學(xué)、清華大學(xué)以及中科院電子所、光電所等國(guó)內(nèi)優(yōu)勢(shì)力量，在成都正式成立太赫茲科學(xué)協(xié)同創(chuàng)新中心。陳佳洱院士擔(dān)任學(xué)術(shù)委員會(huì)主任、南開(kāi)大學(xué)校長(zhǎng)龔克教授擔(dān)任管理咨詢委員會(huì)主任、清華大學(xué)周炳琨院士擔(dān)任首席科學(xué)家、劉盛綱院士任中心主任。中心的成立，開(kāi)啟了中國(guó)高校、研究所、企業(yè)協(xié)同創(chuàng)新研究太赫茲的新時(shí)代。
2013年，中心先后受中國(guó)電子學(xué)會(huì)委托成立太赫茲分會(huì)，受國(guó)家自然科學(xué)基金委與中國(guó)科學(xué)院聯(lián)合委托成立“太赫茲科學(xué)技術(shù)前沿發(fā)展戰(zhàn)略研究基地”，為國(guó)家太赫茲科學(xué)發(fā)展提供戰(zhàn)略建議咨詢和頂層規(guī)劃設(shè)計(jì)。
太赫茲研究領(lǐng)域的中國(guó)力量正在崛起，國(guó)際同行十分關(guān)注。2014年1月，中心國(guó)際咨詢委員會(huì)委員、國(guó)際紅外毫米波—太赫茲學(xué)會(huì)主席專門在IEEE雜志上，發(fā)表了題為《太赫茲先驅(qū)：劉盛綱》的文章，并多次提到太赫茲科學(xué)協(xié)同創(chuàng)新中心對(duì)國(guó)際太赫茲研究的重要貢獻(xiàn)。
由中心開(kāi)創(chuàng)的“深圳國(guó)際先進(jìn)科學(xué)技術(shù)會(huì)議——太赫茲科學(xué)技術(shù)”也被國(guó)際公認(rèn)為太赫茲領(lǐng)域的頂尖學(xué)術(shù)會(huì)議，極大地提升了我國(guó)太赫茲國(guó)際學(xué)術(shù)地位。
“1+2+x”的動(dòng)態(tài)協(xié)同創(chuàng)新組織
太赫茲科學(xué)協(xié)同創(chuàng)新中心大膽創(chuàng)新體制機(jī)制，形成“1+2+x”的動(dòng)態(tài)協(xié)同創(chuàng)新組織，即以電子科技大學(xué)為核心，聯(lián)合南京大學(xué)、清華大學(xué)構(gòu)建核心層，此為“1+2”。不斷吸納國(guó)內(nèi)優(yōu)勢(shì)單位、團(tuán)隊(duì)和個(gè)人形成外圍層，此為“X”，現(xiàn)在由中科院電子所和光電所構(gòu)成。此外，中心還與中國(guó)電科集團(tuán)簽署了成果轉(zhuǎn)化協(xié)議，構(gòu)建了一條完整的創(chuàng)新技術(shù)及產(chǎn)業(yè)鏈條。
“太赫茲科學(xué)協(xié)同創(chuàng)新中心所追求的就是1+1>2的效果，通過(guò)協(xié)同機(jī)制來(lái)共享我們的經(jīng)驗(yàn)、思想、設(shè)備、資源等，做出比單打獨(dú)斗時(shí)更多的成果。”中心學(xué)術(shù)委員會(huì)副主任、南京大學(xué)吳培亨院士說(shuō)。
2012年底，劉盛綱團(tuán)隊(duì)在國(guó)際頂級(jí)物理學(xué)術(shù)期刊《Physical Review Letters》發(fā)表論文，首次發(fā)現(xiàn)電子激發(fā)表面等離子體激元產(chǎn)生太赫茲到紫外輻射的新現(xiàn)象，并原創(chuàng)性提出利用表面等離子體激元把電子學(xué)和光子學(xué)結(jié)合起來(lái)嘗試太赫茲輻射的新機(jī)理。
文章在國(guó)內(nèi)外引起很大反響，Nature Physics在這篇文章被接受但尚未公開(kāi)發(fā)表前就在其專欄刊出了一篇專題評(píng)述文章，指出“這是一個(gè)十分令人驚訝的成果……”
“這個(gè)實(shí)驗(yàn)如果不由中國(guó)人來(lái)驗(yàn)證，那就太可惜了！”吳培亨第一時(shí)間建議由協(xié)同單位發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)，共同對(duì)這個(gè)發(fā)現(xiàn)的新物理現(xiàn)象進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
電子科大擅長(zhǎng)太赫茲產(chǎn)生和調(diào)控機(jī)理研究，南京大學(xué)專注太赫茲?rùn)z測(cè)機(jī)理研究，清華大學(xué)在太赫茲高速無(wú)線通信和太赫茲源高質(zhì)量束源研究方面獨(dú)步國(guó)內(nèi)，中科院光電所則在微納加工技術(shù)方面實(shí)力雄厚。
幾家單位各展所長(zhǎng)，創(chuàng)新要素?zé)o縫銜接，最大限度地提升了創(chuàng)新能力，使得實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證極為順利。
“如果沒(méi)有太赫茲科學(xué)協(xié)同創(chuàng)新中心，這些在以前是無(wú)法想象的。”劉盛綱感慨地說(shuō)。
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