“在非線性光學晶體領域,世界看中國,中國看科學院,我們實驗室是科學院該領域最具代表性的實驗室。”中國科學院光電材料化學與物理重點實驗室主任葉寧自信地說。
他的自信并非毫無由來。在全球主流的四大非線性光學晶體材料中,光電材料化學與物理重點實驗室所發明的BBO和LBO占據“半壁江山”,被公認為“中國牌”晶體。
籌建于2007年的光電材料化學與物理重點實驗室如今已走過了十年的歷程,雖然年輕,但在光電功能材料的基礎研究與制備應用上,走出了一條引領全球之路。
“還未掛牌,就是第一”
中國科學院光電材料化學與物理重點實驗室依托中國科學院福建物質結構研究所(以下簡稱物構所),原來只是該所的材料化學與物理研究室。
2007年,中國科學院組織材料領域的實驗室評估,而當時光電材料化學與物理重點實驗室處于擬籌建階段,尚未掛上“重點實驗室”的牌子。“籌備期也可以參與評估,通過了就可以掛牌。”葉寧告訴《中國科學報》記者,“這也意味著我們是在跟該領域的‘老牌’實驗室同臺競爭。”
最終,經過對實驗室定位與研究方向、主要研究成果、實驗室運行管理和對外開放程度等多個方面的評估,材料化學與物理室拿下了“第一名”,也順利升級為中國科學院光電材料化學與物理重點實驗室。
光電功能材料是發展信息、能源、先進制造等戰略性新興產業的物質基礎,也是改變人類生活方式的重要物質。葉寧介紹道,“人類下一代的能源是激光約束核聚變,而光電材料在激光約束核聚變裝置中起到關鍵作用。”因此,自成立之初,該實驗室就將自己定位于做“光電材料源頭創新、關鍵核心技術突破、成果轉移轉化的全鏈條研究”。
開展材料化學與材料物理交叉學科的原創研究,是實現創新和突破的關鍵。葉寧主導的課題“平面三角構型紫外非線性光學晶體的結構設計與生長”就是學科交叉的成果。該研究拓展了紫外非線性光學晶體材料研究的新體系,為設計大非線性光學系數紫外晶體提供了一個嶄新的思路。該研究成果也獲得了2016年福建省自然科學獎一等獎。
“高起點、嚴要求”,葉寧說,十年來,光電材料化學與物理重點實驗室一直以“國家重點實驗室”的管理模式要求自己,未來要將自己打造成“國內外光電材料的研究中心”。
打通青年人才成長通道
葉寧似乎并不擔心人才不來。在他看來,吸引人才的無外乎兩方面:一是實驗室本身的科研水平高和影響力大;二是年輕人有廣闊的發展前景。“這兩方面我們都具備,對于真正想做科研、想干一番事業的年輕人來說,我們實驗室是很好的選擇。”葉寧說。
光電材料化學與物理重點實驗室在凝聚人才方面有自己獨特的一套思路。針對優秀青年科研人員,該重點實驗室開辟了所級培養計劃“春苗人才專項”和“團隊百人計劃”去銜接科學院級“青年創新促進會”、國家自然科學基金委的“優秀青年基金”和“杰出青年基金”,構成四級人才培養通道,使40歲以下青年人才得到快速成長。
葉寧說,對于剛走入科研崗位的年輕人來說,一步跨越到國家人才培養計劃的難度太大,“根據年輕人科研發展特點,我們為他們補齊發展臺階,給予大力支持,讓他們順利發展。”
自2012年中國科學院實驗室評估以來,該重點實驗室共培育杰青5人、優青2人、“青促會”成員7人,其中40歲以下的科研骨干占比38%。
科研成果創造上億年產值
在光電材料化學與物理重點實驗室,很多科研骨干都有著“科學家”和“企業家”雙重身份。“我們鼓勵科研人員通過技術買斷、技術入股等方式將原創科研成果投入產業化。”葉寧告訴記者,目前依托重點實驗室的6家高科技公司里的技術骨干實際上就是實驗室的科研人員。
提到光電材料化學與物理重點實驗室的重大原創科研成果:“中國牌”晶體BBO和LBO,就不得不提其催生的第一家高科技公司——福建福晶科技股份有限公司(以下簡稱福晶公司),該公司目前是非線性光學晶體和激光晶體的最大全球制造商,2008年于深交所上市。
BBO和LBO是物構所十余年的研究成果,這兩種晶體作為激光頻率轉換晶體材料在激光高科技產業中得到廣泛的應用,曾獲美國光電子產業界頒發的十大光電子產品獎。為了在國際市場上開辟中國晶體的“領地”,2001年,物構所通過知識產權轉讓的方式做起了這個國內第一家公司。
“目前,我們仍不斷有新的成果持續導入福晶公司,使得他們在原創性產品上很有競爭力。”葉寧說。
此外,自2012年以來,光電材料化學與物理重點實驗室以技術作為“無形資產”,共孵化了中科光芯、中科光匯、中科芯源、中科晶創和廈門中爍5家高新技術公司。其中“中科芯源”突破了大功率LED光源陶瓷熒光體與封裝技術,引領超大功率白光LED COB封裝技術發展。該公司是國際第一家規模化生產LED透明陶瓷熒光體及光源的高科技企業,獲得2016年“OFWEEK最佳LED照明技術創新獎”。
葉寧很看好每一家公司的成長。“每個新成立的公司雖然都不大,但在今年一共創造了一億多元的年產值。”
現在,實驗室實現了戰略高技術與工程產業化協同發展。他們突破超大尺寸晶體高質量生長技術,獲得大口徑KDP類和LBO晶體并實現批量穩定生長;突破高致密度低晶界散射損耗固態燒結技術,獲得大尺寸高質量激光透明陶瓷,率先實現單片5kW高能激光輸出。光電材料化學與物理重點實驗室依靠自己的力量,打破了國際技術封鎖,為我國重大工程實施提供了關鍵材料和器件。
“未來在光電領域還存在著兩大瓶頸,即性能更優的原創性晶體的發現與制備,以及科研成果走出實驗室、走向市場的效率。”葉寧表示,“我們將會始終堅持實驗室的初衷,通過打造光電功能材料‘全鏈條’發展之路來跨越這些挑戰。”