作者:黄辛 来源:科学时报 发布时间:2009-9-4 8:24:42
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专家呼吁制定我国微纳光学发展路线图
——上海东方科技论坛研讨“微纳光学的若干重要研究方向”
 
在日前举行的主题为“微纳光学的若干重要研究方向”的130期东方科技论坛上,沈文庆、庄松林、金国藩、范滇元等院士和专家呼吁制定我国微纳光学的发展路线图,集中我国各大科研院所的优势,建立先进的微纳光学加工中心,力求在微纳光学器件开发、加工制造等相关工艺上缩小与发达国家的差距,以促进我国微纳光学产业的发展。
 
来自美国、澳大利亚以及国内清华、北大、复旦等20多家科研院所和高校的45位专家学者,围绕激光与光电子产业的基础性、关键性、带动性技术——微纳光学的若干重要研究方向进行了深入讨论,探讨我国微纳光学研究的重大科学问题和拟解决的关键技术。
 
“这对于我国经济的可持续发展具有重大的战略意义和现实意义。”国家自然科学基金委员会副主任沈文庆指出,微纳光学近年来取得了突飞猛进的发展,它是一个前沿科学领域,也涉及到多学科的交叉。因此我们对这个领域的发展给予高度的关注。他希望,“这次会议能够酝酿出一个重大的科学项目,为上海市和我国的科学发展起到推动作用”。
 
微纳光学主要研究的是微米乃至纳米尺度下的光学现象。“微纳米光学是光学科学与技术的前沿,极大推动了光电子产业的发展。”大会执行主席、中科院上海光机所研究员周常河在题为《微纳光学及应用》的报告中指出,微纳光学不仅是光电子产业的重要发展方向,而且是目前光学领域的重要前沿学科方向。微电子大规模集成电路技术取得的快速进步,同时也推动了微纳光学产业乃至光电子产业的发展。利用纳米光学结构丰富的色彩控制能力和数字化编码能力,将来有可能在高端光学防伪场合中应用,以及在光学显示娱乐产业、三维场景光学模拟中应用。“下一代光盘产业、光通信、激光武器、大气污染检测等多种应用场合,微纳米光学技术都将发挥重要作用。”周常河说。
 
论坛现场,周常河向与会者展示了一幅模拟“光打印”的梵高画像。“打印”所需的彩色光源由一种深刻蚀光栅“制造”,其材质为普通石英玻璃,线宽为几百纳米。不过,受现有技术水平的限制,眼下这道光栅还无法实现红、蓝、绿三种颜色的完全精确分离,“打印”出的梵高画像整体呈现蓝绿色调。
 
周常河告诉记者,科学家设想中的“光打印机”,可让印刷过程完全与油墨脱钩。“自然界拥有取之不尽的光资源,用‘光学颜料’代替化学油墨,一来节省资源,二来远离污染,可谓一举两得。”周常河表示,一旦“光打印”成为现实,将在印刷行业引发一场“绿色革命”。
 
微纳光学是下一代光存储、光显示、太阳能利用、光刻技术、光通信等应用所必须解决的关键核心技术,体现出多学科交叉的特点,将会对我国的科学技术发展起到重要的推动作用。微纳米光学不仅成为目前科学与技术的前沿,是Nature或Science等国际学术杂志或刊物的热点报道内容,而且由于微纳光学对于光电子产业发展的巨大推动作用,成为各国政府、科学界以及企业界高度重视的领域,目前已经在全世界范围内形成了一个微纳米光学的研究高潮。美国、日本、欧盟等发达国家不仅在微纳光学的基础研究领域处于领先,而且其微纳光学的成果能够及时转化为产业,使其在微纳光学领域处于领导地位。
 
我国在光学领域已有很好的研究基础,国内已有十几个科研院所、高等院校开展了微纳光学方面的研究和应用,并取得了一定的成果。但是,我国在微纳米光学领域的原创性技术太少,能够转化为产业、推动光电子产业发展的则更少。
 
为此,院士专家强调:“有必要对微纳光学进行深入而广泛的研究,并对微纳米光学技术的产业化进行探讨,以期缩小与发达国家的差距,进而在微纳光学前沿研究领域占有一席之地。”
 
大会主席庄松林在《微纳光学技术在能源及显示领域的新应用》的报告中强调,面对国民经济可持续发展对可再生能源日趋增长的需要,以及信息时代对信息显示和处理日趋依赖的局面,“在能源及显示领域,开拓和发展基于光与物质相互作用尤其是微纳光学器件结构的新机理有着十分重要的意义”。利用微纳光学结构,可以提高太阳能的利用效率、半导体激光的出光效率、光显示以及空间能量的光能利用率等。
 
与会院士专家充分意识到,在重视基础研究的同时,要立足于工程实践,以需求为牵引,促使科研成果走出实验室,促进微纳光电产业的发展。目前,我国在微纳光学加工制造技术以及硬件设施上相对欧美等发达国家有相当大的差距,例如,美国科学基金资助了多个纳米光学加工中心,包括哈佛大学纳米光学加工中心、斯坦福大学纳米光学加工中心等。
 
但目前我国并没有一个纳米光学的加工中心,和国际先进微纳光学水平的竞争劣势明显。因此,金国藩院士、范滇元院士等学者在会上呼吁“制定我国微纳光学的发展路线图,成立微纳光学专家委员会”,定期举行会议,集思广益,为相关决策部门提供战略参考。
 
哈尔滨工业大学教授李淳飞等提出,为了加快微纳光子学与相关光子技术的发展,我国应集中投入一部分资金,凝聚一批高水平研究人才,在某些光电子企业集中的地区,依托光子学研究有实力的单位,采用先进的管理模式,建设先进的微米、纳米加工制造中心和微米、纳米光子学实验研究平台,为广大高校、研究所和企业的研究人员服务。只有这样,才有可能在最短的时间内使我国的光子学、光子技术以及光电子产业实现跨越式发展,赶超国际先进水平,为我国的经济建设作出重大贡献。
 
《科学时报》 (2009-9-4 A1 要闻)
 
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