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停不了的纳米非线性光学“蓝海”渔夫

2016-05-12 09:25
蓝林笑生
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  “我像是一名渔夫乘着小舟在未知的大海中捕鱼,这片海还有其他小船,我们要比拼谁捞得快,谁捞得多。”

  王俊口中的“蓝海”就是纳米非线性光学,他并不认为这是个很高冷的领域。伴随激光技术普及,强激光伤眼、危及飞行器安全等事件多发,纳米非线性光学则为强激光伤害防护打开了一扇门,王俊希望能在这一方面突破更多瓶颈。

  自从2010年加入中国科学院上海光学精密机械研究所后,他已带领团队捞起了两条大鱼——发现过渡金属硫化物可作强激光非线性吸收材料,黑磷可作为短脉冲近红外激光非线性吸收体。另外,早在2009年,他已首次验证出“诺贝尔奖材料”石墨烯是一种优异的宽波段强激光防护材料。这三项国际前沿突破备受业内瞩目。

  1979年生人的他目前担任中科院强激光材料重点实验室副主任、研究员、博士生导师。

 王俊

  王俊觉得,如果只去做别人没做过的东西,不足以构成真正意义上的科研创新。创新更重要的是能够通过创新思维解决一些重要科学问题。而这些问题往往是某领域研究通向应用的一个瓶颈。

  他天马行空于物理海洋,时时刻刻搜寻灵感。他着迷于多领域交叉的专业,始终认为要成为武林高手,不光得精通某一套拳,方方面面都得厉害。

  怎么对付激光笔的危害

  王俊称,在非线性吸收光学中,激光防护是目前和大众最相关的研究领域之一。

  非线性吸收是什么?他以一片普通玻璃举例,无论怎样增加入射激光强度,透过量都始终基本保持一致,这体现出该材料的非线性吸收效应很弱。“我们需要寻找那些可以通过非线性光学效应吸收激光能量的介质,激光越强,材料的吸收能力就越强。”

  随着激光技术的发展普及,在多篇报道中都可以看到因激光笔或激光玩具损伤视力的日常案例。

  中新网2015年11月25日一篇报道称,有外媒指出,英国航空公司一架客机在伦敦降落时,一道“军事级数”的激光射入驾驶舱内,严重灼伤一名副机长一只眼睛。英国民航机师工会总干事麦考斯兰称,可以发射激光的仪器如激光笔现在越来越普遍,激光“袭击事件”也随之增加,对航空安全所构成的威胁不容小觑。

  另据路透社去年报道,美国联邦航空管理局统计,截至2015年10月16日,美国10个月内共发生激光照射飞机事件5352起。

  同时,已有部分国家将激光技术应用于军事领域。美国、以色列激光武器正处于全球领先地位。

  所以,王俊看来,他的研究领域既关乎国家安全,又涉及普通民众的安全防护。

  幸运的是,他和他的团队找到了突破口,并拿到了世界第一。

  “得让别人说好”

  早在2009年,他和合作者一起首次设计并验证了第一款基于石墨烯的强激光防护器件。

  石墨烯因2010年的诺贝尔物理学奖走红,科学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫将它带上了世界舞台。它被称为“万能材料”:强度最大、拥有强健的化学稳定性及热稳定性,是理想的电子器件材料以及航空元件材料,它可能成为“太空电梯”的首选材料。

  王俊挖掘了石墨烯另一种功能性。他承认,科学家在不断发现其他激光防护材料,但石墨烯是一种革命性的纳米材料。“除了吸收激光能力很强,还因为它可以有效散射不同波长的激光,所以能够进行宽波段激光防护。”

  2010年底加入中国科学院上海光学精密机械研究所后,王俊带领团队于2013年率先报道过渡金属硫化物强激光非线性吸收材料,2015年又报道了黑磷短脉冲激光非线性吸收效应。他指出,随着纳米技术的不断突破,这些具有激光防护功能的纳米材料将备受关注。“我们研究以过渡金属硫系化合物为主的二维纳米半导体材料,不是它还没有被别人研究过,而是它确实能够解决某些石墨烯材料无法解决的问题,填补石墨烯在光电学应用领域的许多不足之处。”王俊坚定地说,“我们不为单纯求新而创新,我们为解决问题而创新。”他和团队在“Nature Nanotechnology”(《自然-纳米技术》)、“Nature Communications”(《自然-通讯》)等世界权威期刊上发表SCI论文80余篇,被Nature(《自然》)子刊等他人引用1300余次。

  “搞科研,更注重论文质量,更关注是否被世界范围内的同行专家认可并引用。”他指出,“自己说好不作数,得别人说好。”

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