《追光者》
一文一人一故事。《追光者》欄目由光電匯特別策劃,講述充滿傳奇色彩的追光故事。
從弄懂“激光”名詞,到成為光電子學科;從一個學科,到改變整個產(chǎn)業(yè)格局;從科研探索,到產(chǎn)業(yè)實際應(yīng)用;從成立中國第一家激光企業(yè),到現(xiàn)在中國激光產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展,這就是華中科技大學“激光”50年發(fā)展的寫照。在這里發(fā)生了許多改變行業(yè)、改變光谷的大事,也走出了不少開創(chuàng)學科先河、助推產(chǎn)業(yè)發(fā)展的激光人,朱曉就是其中之一。
忙碌是朱曉教授生活的主旋律。采訪當天,朱教授上午帶著學生到企業(yè)進行生產(chǎn)實訓,下午參加智能制造的相關(guān)會議,第二天還要出差。在日常行程如此緊張的情況下,我們有幸采訪到了朱教授,回溯他近半個世紀的“追光”故事。
朱曉
華中科技大學 教授/博導(dǎo)
華中科技大學激光加工國家工程中心 主任
湖北省激光學會、武漢激光學會 名譽理事長
武漢中國光谷激光行業(yè)協(xié)會 會長
入行: 一個課題定終生
1981年高考后,對軍事特別感興趣的朱曉,選擇了華中工學院(現(xiàn)華中科技大學),填報了激光專業(yè)。
之所以選擇激光專業(yè),據(jù)朱曉回憶,是源于1980年上映的一部科幻電影——《珊瑚島上的死光》。那個年代,激光還是一個新鮮詞兒,就是因為新鮮,所以才會更加吸引。
當時華中工學院的光學工程系僅三個專業(yè):光學儀器、紅外和激光專業(yè),每個專業(yè)只有一個班,一個班全國統(tǒng)招30人?!拔覀冞@個專業(yè)當時是很難進的,不僅要分數(shù)高還要長得好看。雖說我們班只有三十來個人,但卻是當時名副其實的‘顏值班’?!敝鞎岳蠋熜χ{(diào)侃道。
學生時代的朱曉,與大多數(shù)人一樣,也曾經(jīng)歷過迷茫期,不知道自己未來想做什么,能做什么。本科畢業(yè),他繼續(xù)在本校攻讀碩士和博士,并有幸參與了李再光教授領(lǐng)導(dǎo)的“機載激光探測潛艇”項目。這是朱曉參與的第一個課題,主要協(xié)助李教授從事項目總體設(shè)計和試驗工作,也正是這個項目從此改變了朱曉的一生。
從1988年到2002年,這個項目一做就是十多年。前十年是在李再光教授的帶領(lǐng)下做激光探測潛艇的課題;后面幾年是從李教授項目延伸出來,由朱曉牽頭的水下激光成像的項目。
“第一個課題對我的影響是巨大的?!敝鞎曰貞浾f,這個課題的實驗難度超乎了一般人的想象。與一般在室內(nèi)實驗不同,激光探測潛艇的課題是把激光器裝在飛機上,再探測海里的潛艇,需要在海上進行現(xiàn)場實驗,朱曉說:“在實驗過程中,我好幾次差點死掉?!弊屩鞎杂洃涀钌畹囊淮问?,把他綁在海軍艦的船舷上面去測試,結(jié)果一個巨浪打來,幸得李老師及時發(fā)現(xiàn),關(guān)掉了電閘,“否則我就被電死了?!敝鞎杂闷降目谖腔貞浿鼞乙痪€的時刻,“經(jīng)歷了這種生死鍛煉后,我以后的心態(tài)都平和了不少,最重要的是我找到了一生的追求,投入畢生精力去做激光技術(shù)的研究?!?/span>
在這個項目研究中,朱曉有幸去美國參加了一場國際會議。在會議的文獻資料中他翻閱到一個做激光水下探測的美國公司,當時初生牛犢不怕虎,打算找對方交流學習,卻被放了鴿子?!霸趺床拍懿槐环砒澴樱蔷褪且人龅煤?。這既是一種壓力,也是一種動力?!敝鞎园迪聸Q心:總有一天中國激光產(chǎn)業(yè)的壯大,會讓外國人重視和尊重我們!
定標: 脈沖碟片固體激光器
朱曉的激光人生,用他自己的話來說就是“命好”,自己想做什么的時候就會出現(xiàn)適當?shù)臋C遇得償所愿。
“我也曾遇到過難關(guān),有過迷茫。以前剛開始工作都是‘跟著走’,跟著導(dǎo)師走。那個時期的我不知道以后自己的研究方向在哪里,自己到底想做什么,也意識到想獨立牽頭做項目,當時自己資歷遠遠不夠。此時,出現(xiàn)了一個機遇,去德國進修,這也讓我找到了未來的方向?!?/span>
1999年,朱曉去德國柏林工業(yè)大學做半年的訪問學者。在此期間,他在德國研發(fā)固體激光器最有名的Weber Horst教授的激光研究所里,見識到了國內(nèi)外固體激光器技術(shù)和產(chǎn)業(yè)模式的巨大差距。于是,他決定,回國研發(fā)固體激光器。此時,凌云集團正在計劃投資研究激光技術(shù),雙方一拍即合。朱曉幫助凌云集團引進了國外的光纖耦合半導(dǎo)體激光器技術(shù),成立了武漢凌云光電科技有限責任公司。
從2000年起,朱曉開始研發(fā)固體激光器。國內(nèi)固體激光器的泵浦源最早是棒狀晶體,但由于散熱差,光束質(zhì)量很不理想。為了將熱量散出來,當時國內(nèi)同仁想了兩個極端的方法:一種是將晶體棒拉得很長,也就是現(xiàn)在的光纖激光器;另一種是將晶體棒做得很薄,也就是碟片激光器。
2007年,時任國家主席的胡錦濤總書記跟俄國總理普京簽訂了戰(zhàn)略合作協(xié)議,提出加強雙方的高科技領(lǐng)域合作,朱曉代表華工科技參與了此次中俄交流,并提出研發(fā)碟片激光器。這也奠定了朱曉后續(xù)10年的研發(fā)方向和目標。
朱曉在調(diào)試碟片激光器多程泵浦模塊
為什么會選擇碟片激光器這個方向?在科研路上,朱曉研發(fā)過受抑全內(nèi)反射Q開關(guān)、激光玻璃雕刻、激光電網(wǎng)除冰、激光深度雕刻、激光牙齒漂白等多個項目。唯獨在碟片激光器上,朱曉表現(xiàn)出無比“固執(zhí)”。
光纖激光器和碟片激光器的散熱效果都很好,業(yè)界對兩者優(yōu)劣的爭論一直未曾停止。工業(yè)界一致認為,光纖激光器因為光纖結(jié)構(gòu)簡單、效率更高,在連續(xù)運轉(zhuǎn)的時候具有優(yōu)勢,在工業(yè)領(lǐng)域可謂是“一統(tǒng)天下”。反觀碟片激光器在當時的應(yīng)用卻止步不前。但朱曉認為,光纖激光器和碟片激光器各有優(yōu)勢,他們不是一種替代關(guān)系,而是一種互補關(guān)系。光纖激光器因為光纖太細,所以無法滿足高脈沖能量需求,但碟片激光器的受熱面積大,恰好是大脈沖能量、高平均功率、高峰值功率、高光束質(zhì)量應(yīng)用場景的最佳選擇。
“當時做碟片固體激光器比較知名是德國的TRUMPF和Rofin公司,其中作為上市公司的Rofin中途放棄了碟片激光器轉(zhuǎn)而去研發(fā)光纖激光器,不少人包括華工激光都勸我放棄碟片激光器。但我不信邪,超快、皮秒/飛秒要做大能量,那就是碟片激光器的天下。所以,TRUMPF堅持下來了,它就成了全球唯一一個將碟片激光器投入實際應(yīng)用的企業(yè)。而我也堅信如此。把一個東西研發(fā)出來,再實現(xiàn)產(chǎn)品化,最終投入應(yīng)用,造福社會,這實現(xiàn)了我這輩子的一個夢。
從2007年到至今,朱曉一直堅持碟片激光器的相關(guān)研發(fā)。目前,朱曉團隊已研制出自主知識產(chǎn)權(quán)的薄片激光增益介質(zhì)多程泵浦模塊、聲光調(diào)制器件、沖擊冷卻模塊等碟片激光器的核心器件,也完成了碟片激光器國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈的貫通,朱曉表示,目前我國碟片激光器技術(shù)問題已基本解決,武漢華日激光公司正在研制系列碟片激光器工程樣機,國產(chǎn)碟片激光器產(chǎn)品推出指日可待。
在推進脈沖碟片激光器產(chǎn)業(yè)化的同時,朱曉教授還在遼寧激光產(chǎn)業(yè)園鞍山華科大激光公司搭建“‘用好’碟片激光器和光纖激光器研發(fā)平臺”。朱曉教授一直用“道”的思想指導(dǎo)激光應(yīng)用,“道生一,一生二,二生三,三生萬物”?!暗郎弧笔菑臒o到有,“三生萬物”是指多種手段并舉可解決問題,這都是質(zhì)變?!耙簧?,二生三”是量變。因而,把光纖激光器和碟片激光器進行融合,把連續(xù)激光和脈沖激光進行復(fù)合,也許能解決新的難題。
助力: “三句口號”助力產(chǎn)業(yè)發(fā)展
身兼數(shù)職的朱曉,不僅是實現(xiàn)多項突破的科研工作者,還是傳道授業(yè)的師者,積極推廣激光應(yīng)用、推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
2006年,朱曉被華中科技大學任命為激光加工國家工程研究中心主任,在湖北省暨武漢激光學會第六屆會員大會上,當選為湖北省暨武漢激光學會理事長,在武漢中國光谷激光行業(yè)協(xié)會第二屆會員大會上,當選為武漢中國光谷激光行業(yè)協(xié)會會長。歷史的機遇、命運的安排,使朱曉集東湖高新區(qū)激光領(lǐng)域產(chǎn)學研重任于一身。從2006 年開始,朱曉團結(jié)激光領(lǐng)域產(chǎn)學研各方的同仁,每隔五年提出一個發(fā)展口號。
2006 年他提出了“激光產(chǎn)業(yè)到了井噴式爆發(fā)的前夜”,當時整個產(chǎn)業(yè)的發(fā)展非常艱難,一來沒有廣闊的市場,二來技術(shù)也處在了更新?lián)Q代的階段。老的技術(shù)跟不上國際的發(fā)展,即將被淘汰;新的技術(shù)被迫切需要。“但要對這個市場有信心。為什么叫前夜咧,就是黎明要到了,而且是井噴式爆發(fā)?!蹦莻€時候,朱曉似乎看到了激光產(chǎn)業(yè)的光明前景。
在此口號的鼓舞下,朱曉整合激光產(chǎn)業(yè)資源,爭取到了國家科技部支撐計劃重大項目“新一代工業(yè)激光器及其裝備研發(fā)與應(yīng)用示范”,總經(jīng)費 1.8 億元,國撥經(jīng)費近 9000 萬元。該項目歷時5年,解決了行業(yè)里最核心的工業(yè)激光器問題。2006年至2011年,朱曉領(lǐng)導(dǎo)武漢激光行業(yè)在“造槍炮”,一系列制作工業(yè)激光器的公司萌芽并成長。其中,武漢銳科激光公司現(xiàn)已歷練成為行業(yè)中的領(lǐng)頭羊,2018 年6月在創(chuàng)業(yè)板順利上市。
2012年,朱曉提出了第二個口號“從猴子到激光”。在他看來,工具是人類進化的重要標志,每一個時代的劃分都與工具的發(fā)展有著密切的關(guān)系?,F(xiàn)在代表人類進化的工具是計算機和互聯(lián)網(wǎng),在此之后是什么?朱曉認為,繼計算機和互聯(lián)網(wǎng)之后,代表人類進化的工具就是激光。這個口號之下,朱曉又組織行業(yè)力量,爭取到了國家發(fā)改委“光電器件與激光產(chǎn)業(yè)集聚發(fā)展試點項目”的支持,國撥經(jīng)費 3 億元。
在“第二個五年”里,最重要的奮斗目標是使光谷激光領(lǐng)域的企業(yè)具備規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的能力。朱曉回憶,當時的公司都很小,沒有自己的研發(fā)基地、生產(chǎn)廠房和一系列規(guī)范性的生產(chǎn)流程。他將規(guī)?;陌l(fā)展比作“從游擊隊變成正規(guī)軍”,以前每年只能, 生產(chǎn)幾臺、十幾臺激光設(shè)備,現(xiàn)在每年要生產(chǎn)幾百臺、上千臺,才能稱得上是有規(guī)模。2012年至2017年,朱曉助力武漢激光行業(yè)在“筑戰(zhàn)壕”。
如果說要把光谷激光產(chǎn)業(yè)的發(fā)展看成一場戰(zhàn)役,按照朱曉提出的,第一個五年制造出高技術(shù)的激光器就是“造槍炮”,第二個五年解決規(guī)模產(chǎn)業(yè)化問題就是“筑戰(zhàn)壕”。“這倆準備好了,后面就是打仗?!敝鞎孕χf。
打好這一仗,就要激光與各行各業(yè)深度融合,滿足他們的需求,這正是第三個口號“激光到了應(yīng)用的時代”的意義。朱曉分析,這簡單的九個字包含了兩個關(guān)鍵點:一是,激光器已不是最為重要的部分,激光研發(fā)專家要成為配角,而讓激光應(yīng)用專家唱主角;二是,此時期的激光企業(yè)必須擁有核心器件或規(guī)模,使國有化程度越來越高。
為此,朱曉積極與各個行業(yè)的企業(yè)、協(xié)會交流溝通,規(guī)劃激光產(chǎn)業(yè)的未來藍圖。
十幾年來,他和其他致力于推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展的追光者們都是按照這三句口號,一步一個腳印做起來的。朱曉表示,這是一個螺旋式上升的過程,現(xiàn)在要重新思考,新的槍炮、新的基地、新的應(yīng)用是什么?或許萬瓦級超快激光器及其應(yīng)用就是新的風口。無論是科研還是產(chǎn)業(yè),要提前看到這種規(guī)律,提前布局。“未來十五年,我已退休,但不影響我繼續(xù)思考激光產(chǎn)業(yè)的未來!”
回顧自己追光40年,朱曉教授連續(xù)幾次都調(diào)侃自己命好。但我們知道,命運只會垂青有準備的人。對于未來激光的發(fā)展,朱教授也有著自己的殷殷期盼:
首先,無論是搞科研,還是搞產(chǎn)業(yè),必須要有堅持的態(tài)度,堅定目標一路向前,將每一步都做“到位”。
其次,科研人定位要清楚,積極主動走進企業(yè),了解應(yīng)用需求;要鼓勵宣傳企業(yè)多與科研人員溝通交流,獲得前沿消息,才能提前布局規(guī)劃未來。
通過幾十年的發(fā)展,目前中國激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展實現(xiàn)了從0到1,從1到N的過程,要看到這是時代機遇和國家政策支持的產(chǎn)物,更是時勢英雄們奮斗得來的結(jié)果,更要正確認識目前國內(nèi)外存在的差距,不能盲目自信,尤其是國內(nèi)惡性競爭越來越多,如何將這個行業(yè)實現(xiàn)良性發(fā)展?這是需要行業(yè)人長期思考的問題。
最后,朱曉希望新一代“追光人”能夠青出于藍勝于藍。2021年是湖北激光誕辰50周年,湖北激光50年的發(fā)展,是中國激光產(chǎn)業(yè)從無到有、從小到大、從弱到強的一個縮影,湖北50年激光文化,朱曉凝練到一個字——“創(chuàng)”,創(chuàng)左邊是倉,右邊是刀,說明只有去拼搏,糧倉中才有收獲。希望新一代“追光人”敢拼敢闖,創(chuàng)造更加美好未來。