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光纤光缆

在“头发丝上雕花”的教授:制作出全球首支光纤光栅

星之球激光 来源:深圳特区报2014-12-22 我要评论(0 )   

王义平教授 最近,国家自然科学基金委发文通知,深圳大学特聘教授王义平的光纤传感技术项目荣获2015年国家杰出青年科学基金资助,资助经费400万元。王义平成为继邢锋教...

 

王义平教授

  最近,国家自然科学基金委发文通知,深圳大学特聘教授王义平的“光纤传感技术”项目荣获2015年国家杰出青年科学基金资助,资助经费400万元。王义平成为继邢锋教授之后,深大自主培养的第二位国家杰出青年科学基金获得者。

  在直径125微米(约0.1毫米)、比头发丝还细的玻璃光纤上,用激光制作微米、甚至纳米尺度的光子器件——这是王义平长期以来从事的科研工作,他也是全球首次利用CO2激光在空气芯光子带隙光纤中成功制作出长周期光纤光栅的科学家。

  用激光制作高精密的器件

  深大校园里,绿荫掩映的一座白色三层小楼内,建设有“深圳物联网光子器件与传感系统重点实验室”,这个由王义平教授牵头组建的实验室今年获深圳市科技创新委员会批准立项建设。实验室现在拥有超净实验室以及飞秒激光微加工系统、光纤光栅制备系统、微纳光纤拉制系统等价值千万元的仪器设备。实验室现有20名成员,他们当中有教师、博士后、博士生、硕士生,43岁的青年教授王义平便是其中的“领头人”。

  谈及研究项目,王义平说:“我们不妨设想一下,在一根直径125微米(约0.1毫米)比头发丝还细的玻璃光纤横截面上,分布有数百个空气孔(芯),我们的工作,就是要在如此小的空气芯光子带隙光纤上用激光制作一个高精密的器件(即光纤光栅),这种难度就像在头发丝上雕花。”这项工作对激光加工的稳定性和重复性要求极高,其难度可想而知。而这就是王义平和他的团队长期以来一直在从事的科研项目——利用CO2激光在空气芯光子带隙光纤中制作出长周期光纤光栅,并研究其在传感、通信和激光领域的应用。

  历时8年,2008年在香港理工大学,王义平及其所在的团队终于取得首次成功,制作出全球第一支空气芯光子带隙光纤光栅。这一里程碑式的科研成果引起了国际光纤光栅领域专家的广泛关注。美国光学学会著名期刊《Optics Express》首先进行报道,随后被美国物理学会理学国际权威期刊《Journal of Applied Physics》将其选为封面图片,基于王义平在光纤光栅领域的突出研究成果,该期刊还特邀王义平撰写光纤光栅综述论文,并被选为期刊封面文章。

  直到三年后,意大利学者A·Cusano才在这种空气芯光子带隙光纤中制作出光纤光栅。

  光纤光栅技术实现产业化

  王义平教授是深大2012年首批全球公开引进的特聘教授。他2003年毕业于重庆大学光学工程专业,获得工学博士学位。来深大之前,他曾先后在上海交通大学、香港理工大学、德国耶拿光子技术研究院和英国南安普顿大学从事科研工作,曾获欧盟玛丽居里国际引进人才基金奖、德国洪堡研究基金奖等众多奖项,在世界光纤光栅领域已具有较高的知名度。

  2012年1月1日,王义平入职深大光电工程学院,在深大与牛憨笨院士的大力支持下,依托光学工程博士点和博士后流动站组建光纤传感技术研究团队和实验室,带领团队在他以前的技术成果基础上,研究基于光子晶体光纤、微纳光纤和光纤光栅的新一代光纤传感技术。

  此次获得国家“杰青”资助的便是“光纤传感技术”项目。王义平说,光纤新型传感技术还在创新研究阶段,开发出来后将会在桥梁、大坝、建筑物的健康监测,以及气体浓度、矿井安全、航天航空器件等各个方面都有广泛的应用前景。而“光纤光栅在光纤领域的重要性,就好比是电容电阻在电路电子学中的重要性,它的应用可谓是方方面面。”

  值得一提的是,在光纤光栅的产业化方面,王义平已经作出了探索。他在德国做洪堡学者期间与同事共同完成的双光束干涉在线制作光纤光栅技术已经和比利时FBGS公司合作实现了产业化,并进行了光纤光栅批量性生产,其产品已经在全球范围内推广和销售,大力促进了光纤光栅的推广和实际工程应用。

  培养出一批优秀博士和硕士生

  王义平教授是重庆人,普通话里依然带有浓重的重庆口音。这位已经获得11项国家发明专利、1项美国发明专利的科学家,在荣誉面前却十分谦逊,他将其理解为个人随和的性格。“搞研究的人就是要沉住气,关键不是看谁有多聪明,而是看谁肯多花时间,不要浮躁,静下心来,只要用功就能出成绩。”

  “你们认为考研究生一般需要几年?” “一到两年吧”。“我考了四年。”王义平本科毕业后到重庆市的一家兵工厂工作,他一边工作一边考研,后来甚至辞职全心全意复习考研。为了节省开支,王义平住在时常有老鼠光临的防空洞里。从1995年到1998年连考四次才考上。“所以我常说,要耐得了清贫,忍得住寂寞,才能做出成绩。也不要轻易地改变研究方向。光纤这条路我从2000年读博就开始,走了14年。而且,我一定会将光纤研究进行到底。”王义平坚定地说。

  在学校里王义平是有名的“工作狂”,他一周工作6天,中午从不午休,每天晚上12点之后才休息,几乎所有的时间都泡在实验室和办公室里,通宵工作是常态。他跟学生说,“24小时内任何时候有疑问都可以找我讨论”。对于科研工作他的要求可以用严苛来形容,但是对学生的学习与生活,他像慈父一样关心,科研之外,培养出一批优秀博士生和硕士生,平时他不仅主动为学生解决生活中遇到的困难,而且还在业余生活中鼓励和支持学生从事具有挑战性的活动。在他的支持下,硕士生杨凯明2014年暑期沿川藏线骑行,历时24天从成都到拉萨,挑战自我。

  目前,王义平及其团队正在从事的科研项目共有20项,其中国家级项目达到11项。

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