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深度解读

法国光学研究所:特殊的育人机制与工业发展难解难分

激光制造网 来源:光电汇OESHOW2022-01-22 我要评论(0 )   

19世纪末、20世纪初期,无论是在学术研究上还是在工业上,德国的光学都占据着全球的主导地位,而当时的光学工程师职业在英国和法国等国家还没有得到认可。直至第一次世...

19世纪末、20世纪初期,无论是在学术研究上还是在工业上,德国的光学都占据着全球的主导地位,而当时的光学工程师职业在英国和法国等国家还没有得到认可。直至第一次世界大战期间,西方盟国很快意识到他们在应用光学方面的生产设施无法满足他们军队的需求,也没有足够的工程师去从事光学仪器的设计工作。

出于这些考虑,至少有三个国家随后做出了发展国家光学的决定:1918年,英国率先采取明确行动,即在帝国理工学院设立了光学技术系;1920年,法国遵循类似的路线,在巴黎开设了今天的主角——应用光学研究所;而到1929年,美国也在罗切斯特建立了光学教育机构——应用光学研究所。

今天,我们来看看法国应用光学研究所是如何发展,并且采取了怎样的人才培养机制,成为法国工业的摇篮。

1、历史总是惊人的相似

同样是在第一次世界大战期间,也就是1915年,法国与英国一样发现了对德国光学仪器的过分依赖导致了自己国家光学工程师的匮乏。为了解决这困境,法国的一位公爵——Armand de Gramont(阿尔芒德格拉蒙,与英国的阿尔伯特亲王类似)也提出了一个想法,即需要成立一个可以提供光学仪器教育的光学研究所。
1916年,阿尔芒公爵、光学工程师Henri Chrétien和当时公共教育部长、商业部长、战争部长和海军部长共同成了一个部际委员会,任命当时负责全法国光学产业生产的军队地理学家Robert Bourgeois为主席。经过很长时间的研讨,委员会终于在1916年11月16日在官方公报上发布了一项法令,即未来将负责制定巴黎“应用光学研究所(Institut d'optique appliquée)”的章程和计划。
然而,由于资金和相关设备的缺乏,应用光学研究所直至1919年底才真正在巴黎成立。次年,应用光学研究所被认定为公共事业,允许享受国家的教育补贴。物理学家查尔斯·法布里(Charles Fabry)成为其第一任常务董事。

法国巴黎蒙帕纳斯大道上的应用光学研究所(图源:Institut d'Optique Graduate School)


2、“风平浪静”式发展

在应用光学研究所成立之初,它所涉及的专业和科学研究还不全面,应当时的行业需求,暂时开启了五大专业:

  • 物质研究:当时还未称为“材料研究”,主要研究内容为各种物质的反射、折射、色散、双折射、均匀性和膨胀测量等;

  • 形状研究:研究内容为透镜或其他器件的平面度、曲率、角度和刻度测量;

  • 图像研究:主要研究内容为应用光学的像差分析;

  • 设备验证:主要研究内容为摄影镜头、双筒望远镜、眼镜、实验室设备、六分仪和眼镜等光学元件的设计;

  • 光谱分析

第二次世界大战期间,应用光学研究所开始从事法国的军事工作,并于1940年7月将实验室搬到了滨海圣西尔附近的蔚蓝海岸,但其教学任务仍在巴黎进行。1940年底,委员会任命Pierre Fleury(皮埃尔·弗勒里,光度测量专家)为副主任,负责在巴黎开展各种教学任务。自此随着聘请教师数量的逐渐增加,应用光学研究所的教学渐渐由应用科学延伸到了基础物理领域,并将学制增加到2年。

皮埃尔·弗勒里(图源:维基百科)
由于新资源和新人员的加入,原有的建筑设施已经无法满足研究人员的需求。1966年,应用光学研究所在奥赛建立了一个新的研究所,并转移了部分实验室。为了更好说明巴黎和奥赛的研究所同属于应用光学研究所,研究人员为其机构设计了一个独特的标志,该标志由交错的I和O组成。

法国国家科学研究中心(维基百科)

1968及2006年应用光学研究所的标志(图源:Institut d'Optique Graduate School)
随着研发人员的不断涌入,激光、倏逝波和光子的自旋效应等研究方向也出现在了应用光学研究所的研究领域范围内。1980年,作为法国光学委员会的一部分,它组织了第一次“Horizon de Optique”会议,该会议后来成为法国光学协会每两年一次的会议。1998年1月,应用光学研究所又成立了一个全新的合作实验室,并以第一任董事Charles Fabry为其命名——Le Laboratoire Charles Fabry(查尔斯·法布里实验室)。
在此之后,应用光学研究所开始了其迅速且平稳的发展,其研究领域已经涉及到了几乎所有的光学专业范畴内,而其研究也已经渗透到了工业技术的范畴,其中包括原子和量子物理中的光学、激光、非线性光学的材料和功能、信息光学、光学元件和加工、光学仪器、计量学和纳米科学等。
2006年,随着研究所的继续扩大,其研究人员认为当前的机构名称干扰了研究所与外界企业和各项活动的良好沟通,于是展开了对机构名称的再次研讨。并最终选择了“Institut d'Optique(光学研究所)”作为未来机构的新名称,并为此重新设计了新标志。


3、与工业“难解难分”

现如今,光学研究所已经发展成为一个集光子研究、教学、创新、商业创造、咨询和工业发展活动于一体的中心,其光学和光子学领域的培训、研究和创新方面均处于世界领先地位。且随着时间的推移,光学研究所已经成为从仪器光学和激光到量子物理学、生物光子学和纳米技术等众多学术领域的关键参与者,同时为了满足教育和研究的需求以及保持自身处于科学和技术进步的最前沿,研究所与工业界始终保持密切合作的关系,并参与了众多的计划和合作项目。
首先,为了对最新的研究成果进行市场转化,在国家研究机构(ANR)的大力资助下,研究院和制造商们合作建立了一个共同实验室——Labcoms。合作的制造商包括Starlight(MIH集团的子公司,已成为照明、电光装饰、光源、气候工程和可再生能源领域的国际主要参与者)、iXblue Photonics(专门从事海洋、自主和光子技术设计和制造的公司)、Amplitude(一家全球性公司,专门设计、开发和营销用于医疗、工业和科学领域的超短激光器)和Immersion(面向工业和研究领域的创新沉浸式和协作3D技术的主要国际参与者)等。
其次,为了加强工程师的培训,研究所开发了三种独特的培训方式供其学生进行选择,且每一种均可获得高等光学学位(SupOptique,光学研究所特有的学位称号)。
第一种是传统的经典派(Filière classique),这种方式与其他大多数高校和研究所相同,即在3年内遵循学校工程专业的科学教学,实践工作和培训课程。
第二种是创新创业派(FIE),这同时也是法国最好的学生技术创业培训课程之一,学生可以在第二年开始加入FIE,并负责与科技公司或实验室相关的创业项目。目前,该项培训方式已经创建了20多家创新型公司,例如STEREOLABS(基于立体视觉和人工智能的3D深度和运动传感解决方案的领先供应商)、EFFILUX(欧洲工业LED照明的领导者)和IPSELIOS等。
第三种学生还可以通过学徒制(CFA SupOptique)获得工程学位,工程师学徒参加的培训课程在学校期间交替进行,他们可以以雇员的身份从雇主那里获得相应的报酬,且在第一年开始就进入公司进行学习,这使其在职业发展的道路上拥有更大的自由度,目前参与这一项目的公司及研究所包括CNRS、诺基亚贝尔实验室和SAFRAN集团(赛峰集团是一家高科技的跨国集团公司,世界500强企业之一,拥有四大核心专业:航空航天推进、航空航天设备、防务-安全和通讯。)等。

成为工程师的三种方式(左);参与学徒制工程师项目的公司及研究所(右)(图源:Institut d'Optique Graduate School)
最后,在光学研究所向工业领域靠近的同时,工业界也向其相向而行。自2000年起,便不断有各种公司企业及相关机构向研究所提供各种支持和资助,其中便包括依视路、阿尔卡特朗讯和OPTIS(专门从事光和人类视觉的物理模拟,并于2020年10月1日和Ansys France合并)。


4、成果人才辈出

科研一直都是光学研究所的支柱之一,且目前该研究所处于国际最佳水平,旨在研究涵盖与光学和光子学相关的所有主题。
目前,该研究所最主要的三大实验室分别为:查尔斯·法布里实验室(Laboratoire Charles Fabry)、光子学数字和纳米科学实验室(LP2N,Laboratoire Photonique, Numérique et Nanosciences)和休伯特居里恩实验室(Laboratoire Hubert Curien)。
这三个实验是隶属于国家科学研究中心并与当地主要大学密切联系的研究单位。现如今,研究所的研究人员平均每天发表一篇国际科学文章,且每天被引用30次。
此外,在光学研究所特有的SupOptique政策教育下,出现了一批批优秀的光学人才,其中包括blooscope(牛眼)的发明者Jean Blosse、隐形眼镜研究的先驱Raymond Dudragne和Roger Bonnet、渐进镜片(Varilux)的发明者Bernard Maitenaz(他同时也是依视路前首席执行官)、网格光谱仪的发明者André Girard以及发明变焦镜头的Roger Cuvillier等等。
目前,光学研究所的校区已经辐射到了法国的全部区域,其研究成果及教育政策也惠及到了全球范围,正如他们在2017年,百年庆祝之际所表达的那样:“Institut d'Optique经历了一百年的发展,已经成为国家及国际光学和光子学领域的主要参与者”。

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