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高端访谈

姚建铨院士:推动激光技术实现产业化的“追光者”

来源:中科智库2022-06-28 我要评论(0 )   

姚建铨,中国科学院院士,中科智库首批入库专家兼审核委员会委员,激光与非线性光学专家,天津大学教授,激光与电子研究所所长。姚建铨长期从事激光与非线性光学频率变...


姚建铨,中国科学院院士,中科智库首批入库专家兼审核委员会委员,激光与非线性光学专家,天津大学教授,激光与电子研究所所长。

姚建铨长期从事激光与非线性光学频率变换技术研究,发展了高功率倍频激光的理论,发明的双轴晶体最佳相位匹配的精确计算理论,被国际学学术界称为“姚技术”、“姚方法”。


研制激光湿度传感器

激光出现以后,在军事、医学、生物各个方面得到了大量应用。1969年,姚建铨开始激光研究,这比西方红宝石激光器整整晚了近十年。姚建铨说,激光有很多应用。在医疗方面,激光可在血管里去打血栓,也可治疗癌症;在能源方面,激光可以分离同位素,接受控核聚变;在生活方面,激光全息照相,可以防伪和增加立体感,激光光纤通信技术信息容量大、传输速度快;在环境监测方面,激光可以做大气污染监测仪器。

2017年,国家科技部重大科学仪器设备开发专项——“面向复杂工况的激光高温湿度传感器研制及产业化”项目启动。姚建铨为该项目专家组负责人,他说,用激光对湿气以及各种气体进行检测,是一项革命性的技术。人类生产和生活很多方面都离不开湿度测量,例如研究雾霾的形成及防治,湿度的测量就非常关键。在环保领域,排放气体的湿度测量直接影响到环保排放测算的准确性。

姚建铨介绍,用激光测湿气或其他气体,具有很多优点。首先,激光不会影响被测气体的组分和形态;其次,它能够对危险气体进行远程非接触式测量,保证测试人员安全;再者,它的测量精度非常高且激光的响应速度非常快。他同时表示,激光高温湿度传感器一旦研制成功,可提升我国湿度监测水平,提高环保排放测算准确性、降低工业过程排放。未来,这个技术应用前景非常广泛。

经过多年的研究,姚建铨完成了数十项科研任务。2021年,威海激光与光电子信息技术研究院成立,姚建铨任院长,他带领团队致力于激光与光电子、信息光学相关技术的研究和开发,并积极推动激光技术在工业智能装备、海洋、医疗等领域实现产业化。同时,姚建铨在海下激光下行通信技术、太赫兹技术、微纳光电子材料及技术等方面也做出了突出贡献。他经常说,搞科研要“顶天立地”。“顶天”,就是要搞出具有国际水平的;“立地”,就是科研成果能够用于国计民生,改变老百姓的生活。


太赫兹技术为公共安全保驾护航

近几年,太赫兹技术成为热门前沿技术,是物质结构探索、安全检查和通信领域的研究热点。2015年,姚建铨签约入站北京航天易联科技发展有限公司成立的工作站,并多次指导,航天易联公司太赫兹安检仪的技术开发。经过多年的技术迭代,太赫兹人体安检仪已日趋成熟化、标准化,并且为社会公共安全保驾护航。

另外,姚建铨认为,太赫兹波具有类似X射线的穿透能力,但其光子能量小,不会引起生物组织的光离化。因此,太赫兹波用于生物医学成像具有安全较高的优点。姚建铨建议:“应加强太赫兹波领域中物理、生物学、医学及材料学等学科的交叉融合,以推进太赫兹波在生物医学领域的研究与应用。”

姚建铨说,在微观领域,太赫兹波技术可以提供新的科学方法,以解释生物大分子之间、细胞之间的相互作用物质规律;在宏观层面,该技术则将为疾病诊断、治疗、评估、监测和预警以及后续药物的研发生产带来革命性的冲击。同时他表示:“只有加强相关领域学科交叉融合、联合攻关,才能在这一领域取得实质性突破。”


推动实现“政、产、学、研、商”的融合

物联网可以让城市联接,从人与人的联接拓展到人与物的联接以及物与物的联接。姚建铨说,最近几年中国在信息领域发展速度很快,其中,物联网产业已进入稳定发展期。他表示,“从互联网到物联网到云计算、大数据、虚拟现实系统、区块链、人工智能,这是稳步发展的过程。”在姚建铨看来,未来可以通过对城市物联网获得的感知数据进行融合分析,为万物互联、人机交互、天地一体的城市网络空间注入新的智慧。

同时,姚建铨认为,我国物联网发展仍面临重大问题。一是高端核心技术尚未实现本质突破。目前我国有95%的高档芯片全部依赖进口,而芯片是物联网的核心。二是运营模式碎片化严重。如同一个城市里,交通、旅游、文化、卫生、科技的智能化建设缺乏统一规划和设计。

对此,姚建铨建议,我国应抓住机遇,加快物联网、互联网和移动通信网结合的“三网融合”,促进融合发展;完善科研和产业发展基础设施;抓紧核心技术,研究商业模式问题,实现“政、产、学、研、商”的真正跨界融合。


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姚建铨激光研究

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