武漢專(zhuān)治焦慮優(yōu)先京軍[武漢京軍精神障礙研究院]

2019年4月8日，在最新一期的光學(xué)范疇世界威望期刊《激光與光子學(xué)談?wù)摗飞?，一張五顏六色的南開(kāi)大學(xué)百年校慶留念徽標(biāo)相片非常特別。

這是南開(kāi)大學(xué)弱光非線性光子學(xué)教育部要點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室運(yùn)用剛剛研獲的鈮酸鋰納米結(jié)構(gòu)制備最新技能，在僅有頭發(fā)絲粗細(xì)的鈮酸鋰資料橫截面上加工出的。

這份給南開(kāi)大學(xué)百年校慶的特別獻(xiàn)禮，也標(biāo)明南開(kāi)大學(xué)團(tuán)隊(duì)可以“雕琢”出納米規(guī)范的鈮酸鋰光學(xué)微納結(jié)構(gòu)，霸占了鈮酸鋰細(xì)小規(guī)范加工這一阻止鈮酸鋰光子學(xué)集成芯片研制的世界難題。

鈮酸鋰校慶留念徽（左）、納米結(jié)構(gòu)（插圖）電子束顯微成像和光學(xué)成像相片

鈮酸鋰因其豐厚的光電功能而出名，已成為最廣泛運(yùn)用的光電資料之一。但在我國(guó)，因?yàn)楦鞣N原因，鈮酸鋰職業(yè)的展開(kāi)較為彎曲，南開(kāi)大學(xué)是傍邊最早也是為數(shù)不多的且長(zhǎng)時(shí)間堅(jiān)持下來(lái)的研討單位。

鈮酸鋰晶體加工的晶片和光學(xué)器材

孫軍教授便是南開(kāi)大學(xué)鈮酸鋰晶體研討團(tuán)隊(duì)中的一員。從1999年本科結(jié)業(yè)進(jìn)入905廠開(kāi)端從事鈮酸鋰晶體研討，到去南開(kāi)大學(xué)攻讀碩博學(xué)位繼續(xù)探究，再到今日，孫軍一向在鈮酸鋰晶體范疇里專(zhuān)心了二十余年。

這是一條綿長(zhǎng)的研討之路，當(dāng)好不容易撥開(kāi)黑夜的迷霧，看到拂曉的曙光時(shí)，孫軍并沒(méi)有自喜，反而表現(xiàn)出很強(qiáng)的火急感和焦慮感，“國(guó)內(nèi)鈮酸鋰晶體資料和光電器材的展開(kāi)仍沒(méi)有構(gòu)成有用的工業(yè)鏈條，咱們僅僅在單個(gè)使用范疇獲得了長(zhǎng)足進(jìn)步，假如咱們不能處理全工業(yè)鏈展開(kāi)的問(wèn)題，咱們的資料和器材被卡脖子的局勢(shì)將難以打破?！?/p>

爬山始覺(jué)天高廣，到海方知浪迷茫。鈮酸鋰晶體資料之于孫軍來(lái)說(shuō)，亦是如此。

逆流而上，二十年不忘初心

1969年，寧夏培育的僅有一名我國(guó)工程院院士——何季麟，其時(shí)大學(xué)剛剛結(jié)業(yè)，從富貴的首都曲折來(lái)到905廠簽到，下火車(chē)后傻了眼，連站臺(tái)都沒(méi)看到，也沒(méi)人知道他要去的那家軍工三線單位——奧秘的“905”在什么當(dāng)?shù)亍?/p>

“905”，即中色（寧夏）東方集團(tuán)有限公司前身——寧夏有色金屬冶煉廠、西北稀有金屬資料研討院的軍工單位代號(hào)。后來(lái)，他順著廠里自備鐵路的鐵軌，背著行李一步步走到了廠里。

住在半截房子在地下的地窩子，面朝戈壁，條件盡管艱苦，可是作為國(guó)家重要的軍工單位，不少家庭條件優(yōu)勝、成果優(yōu)異的大學(xué)生被派到賀蘭山下的905廠，開(kāi)端了困難的創(chuàng)業(yè)路。他們不只貢獻(xiàn)了自己的芳華，還將家庭扎根在大西北。

905廠建造初期，因?yàn)樽匀粭l件惡劣，當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)展開(kāi)嚴(yán)峻落后，子女的教育和展開(kāi)相同遭到很大影響，且因?yàn)槠鋾r(shí)科技展開(kāi)水平的約束，不少員工和下一代遭到了多種職業(yè)病的影響?！矮I(xiàn)完芳華獻(xiàn)終身，獻(xiàn)完終身獻(xiàn)后代?！边@些老一輩們?cè)谫R蘭山的荒漠上用名貴的歲月創(chuàng)造出一個(gè)個(gè)奇觀，為國(guó)家原子能、航空、航天、電子、冶金、化工等職業(yè)做出了杰出貢獻(xiàn)。

905建廠前期和原鈮酸鋰晶體出產(chǎn)車(chē)間

（圖片來(lái)自：口述寧夏）

三十年后，孫軍來(lái)到905廠時(shí)，905現(xiàn)已轉(zhuǎn)型展開(kāi)為綜合性新資料研制和出產(chǎn)單位，部屬有上市公司、有西北稀有金屬資料研討院、國(guó)家工程中心，躋身世界鉭鈮職業(yè)三強(qiáng)之一，作業(yè)和日子方面條件都得到極大的改進(jìn)，可是與內(nèi)地和濱海發(fā)達(dá)地區(qū)比較，仍存在較大距離。但老一輩不計(jì)個(gè)人得失、為國(guó)貢獻(xiàn)、勤勉進(jìn)步的精力，卻深刻地影響著孫軍。

中南大學(xué)資料物理專(zhuān)業(yè)結(jié)業(yè)的孫軍被分配到905廠新建立的晶體分廠。這是一段難忘的閱歷，這兒沒(méi)有威嚴(yán)的等級(jí)制度，敬業(yè)精力根植到每個(gè)人的心中，周末只需沒(méi)特別情況，老一輩的科技人員、廠院領(lǐng)導(dǎo)都自動(dòng)去責(zé)任加班。

作為一個(gè)剛結(jié)業(yè)的大學(xué)生，孫軍有作業(yè)上的問(wèn)題，都可以直接跟分廠領(lǐng)導(dǎo)乃至廠院領(lǐng)導(dǎo)交流。

孫軍回想，其時(shí)集團(tuán)的上市公司東方鉭業(yè)領(lǐng)導(dǎo)張宗國(guó)，屢次在下班的路上向他了解作業(yè)情況，從廠院出來(lái)推著自行車(chē)邊走邊聊，到獨(dú)身宿舍樓前時(shí)還意猶未盡，經(jīng)常要在門(mén)口站著聊上良久。

905廠派遣孫軍到南開(kāi)大學(xué)參加光電用鈮酸鋰晶體和器材的聯(lián)合科研作業(yè)。這以后，孫軍在南開(kāi)大學(xué)攻讀碩博期間，仍在繼續(xù)鈮酸鋰晶體相關(guān)的研討作業(yè)。

孫軍從事的作業(yè)，大部分都環(huán)繞國(guó)防范疇的需求展開(kāi)，有些研討作業(yè)效果不方便揭露宣布論文，也沒(méi)太多精力去撰寫(xiě)論文，這在前期唯論文現(xiàn)象比較杰出的大環(huán)境下，對(duì)孫軍個(gè)人的查核和點(diǎn)評(píng)影響較大。

孫軍慨嘆地說(shuō)，可以堅(jiān)持下去，一方面是科研團(tuán)隊(duì)的負(fù)責(zé)人——其導(dǎo)師許京軍教授的大力支撐和鼓舞，另一方面便是因?yàn)樵?05廠的作業(yè)閱歷。905廠老一輩科技人員的貢獻(xiàn)精力，已成為孫軍的力氣源泉，鼓舞著他在鈮酸鋰晶體和器材產(chǎn)品化、實(shí)用化這條綿長(zhǎng)而孤寂的路途上堅(jiān)持下去。

孫軍似乎站在何季麟院士當(dāng)年下火車(chē)后的小站上，在“國(guó)家急需、世界一流”的牽引下，他逆流而上，沿著鈮酸鋰晶體和器材產(chǎn)品化這條鐵軌，一步一步地往前走，就這樣走了20余年。

幾十年浮沉，走過(guò)綿長(zhǎng)探究路

提到鈮酸鋰晶體在國(guó)內(nèi)的展開(kāi)，孫軍用“讓人歡欣讓人憂(yōu)”來(lái)點(diǎn)評(píng)。

鈮酸鋰晶體是集電光、聲光、壓電、光彈、非線性、光折變及激光活性等效應(yīng)于一身的人工合成晶體。

自1937年發(fā)現(xiàn)鈮酸鋰后，科研人員首要研討會(huì)集在晶體結(jié)構(gòu)、根本物性等方面，直到1965年前蘇聯(lián)和美國(guó)科學(xué)家用提拉法得到大標(biāo)準(zhǔn)單晶后，對(duì)鈮酸鋰性質(zhì)的研討才愈加深化，在壓電器材中逐步得到使用，跟著激光技能的展開(kāi)，鈮酸鋰晶體又作為重要的非線性光學(xué)晶體、電光晶體等被廣泛重視。特別是1980年，業(yè)界發(fā)現(xiàn)鈮酸鋰晶體摻鎂后可以極大地進(jìn)步抗光折變功能后，更是在全世界范圍內(nèi)掀起了一股研討鈮酸鋰晶體的熱潮，鈮酸鋰晶體摻雜工程開(kāi)端迅速展開(kāi)。

摻釹鈮酸鋰激光晶體

但便是這樣一個(gè)使用廣泛并與日常日子密切相關(guān)的晶體，在國(guó)內(nèi)的展開(kāi)極不平整。在壓電器材使用的聲學(xué)級(jí)晶體方面，鈮酸鋰晶體也曾掀起研制和出產(chǎn)的熱潮。

上世紀(jì)八九十年代，因?yàn)槲孱伭娨暀C(jī)所需聲外表波濾波器的拉動(dòng)，905廠、德清華瑩、上海東城、丹江口宏電、中電26所、徐州半導(dǎo)體等近二十家單位一度到達(dá)年產(chǎn)幾十噸的產(chǎn)能，首要供應(yīng)國(guó)內(nèi)器材廠家。但跟著國(guó)外聲外表波器材鼓起對(duì)國(guó)內(nèi)器材廠家的沖擊，國(guó)內(nèi)鈮酸鋰晶體曾閱歷過(guò)的富貴，好像稍縱即逝，很快就萎縮了。

到了上世紀(jì)九十年代后，移動(dòng)電話和移動(dòng)基站等對(duì)聲外表波濾波器材的需求快速上升，帶來(lái)鈮酸鋰晶體展開(kāi)的又一波高潮。孫軍惋惜地介紹，國(guó)產(chǎn)的聲外表波濾波器材并未能進(jìn)入這個(gè)商場(chǎng)，而被EPCOS、Avago、村田、AVX等國(guó)外公司占據(jù)。國(guó)內(nèi)的聲學(xué)級(jí)晶體也隨之流浪為候補(bǔ)，僅僅滿(mǎn)意單個(gè)企業(yè)和軍工院所的低端需求或特別需求，這個(gè)需求量與移動(dòng)電話和通訊基站的需求比較，不可同日而語(yǔ)。

在光電器材使用的光學(xué)級(jí)鈮酸鋰晶體方面，與聲外表波器材相同，光通訊使用的電光調(diào)制器商場(chǎng)被國(guó)外廠商控制，且構(gòu)成巨大的工業(yè)。國(guó)內(nèi)只要武漢郵電科學(xué)研討院、北京世維通為數(shù)不多的幾家單位以及一些軍工單位在出產(chǎn)調(diào)制速率較低的產(chǎn)品或特別軍用產(chǎn)品。

“這是個(gè)惡性循環(huán)?！睂O軍說(shuō)，因?yàn)槿鄙偕虉?chǎng)需求的牽引拉動(dòng)，導(dǎo)致國(guó)內(nèi)的聲學(xué)級(jí)和光學(xué)級(jí)鈮酸鋰晶體的出產(chǎn)都沒(méi)有構(gòu)成規(guī)劃，產(chǎn)品化技能就更難完成打破，再加上高端使用晶片的加工設(shè)備和加工技能也受制于人，鈮酸鋰晶體在國(guó)內(nèi)的產(chǎn)品化、工業(yè)化路途更是步履維艱。

之后，國(guó)內(nèi)大多展開(kāi)鈮酸鋰晶體研討的單位如中科院上海硅酸鹽所、中科院上海光機(jī)所、中科院物理所、中科院聲學(xué)所、山東大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、長(zhǎng)春理工大學(xué)等都中止或大幅削減了相關(guān)研討，905廠的晶體分廠等出產(chǎn)單位中止了鈮酸鋰晶體的出產(chǎn)。

假如鈮酸鋰晶體的研討被完全拋棄，國(guó)外一旦對(duì)我國(guó)施行嚴(yán)厲出口約束，不只僅是對(duì)光通訊、數(shù)字通訊、激光技能等工業(yè)的影響，相同對(duì)國(guó)防科技展開(kāi)的安全也會(huì)形成難以估計(jì)的影響。

走運(yùn)的是，在萬(wàn)馬齊喑中，還有南開(kāi)大學(xué)團(tuán)隊(duì)等一批研討人員在堅(jiān)持著。

南開(kāi)大學(xué)是國(guó)內(nèi)最早展開(kāi)鈮酸鋰成長(zhǎng)、功能及使用研討的單位之一，從上個(gè)世紀(jì)70年代開(kāi)端從事鈮酸鋰晶體的成長(zhǎng)和功能研討。

不管鈮酸鋰晶體是處于研討的高潮仍是低谷，五十年來(lái)，在鈮酸鋰晶體的浮沉展開(kāi)中，南開(kāi)大學(xué)一向沒(méi)有拋棄鈮酸鋰晶體的研討作業(yè)，“咱們不是為了盲目堅(jiān)持而堅(jiān)持，也沒(méi)有盲目去追逐熱門(mén)，而是根據(jù)對(duì)鈮酸鋰晶體資料的充分認(rèn)識(shí)和未來(lái)展開(kāi)的科學(xué)判別做出的挑選。”孫軍說(shuō)。

鍥而不舍地堅(jiān)持研討，也使得南開(kāi)大學(xué)在鈮酸鋰的理論研討、使用基礎(chǔ)研討和技能開(kāi)發(fā)方面有了很好的聯(lián)接，構(gòu)成了一條龍的研討局勢(shì)。

在這條綿長(zhǎng)的探究路上，沒(méi)有研討效果工業(yè)化后的巨大收益，乃至有或許連掌聲和鮮花都沒(méi)有。擺在眼前僅僅一復(fù)一日的單調(diào)而開(kāi)展緩慢的科研作業(yè)。

“有些東西它或許在國(guó)內(nèi)沒(méi)有非常大的商場(chǎng)需求，但它又對(duì)國(guó)計(jì)民生、國(guó)防等方面非常重要，這些作業(yè)總之要有人去做?！睂O軍說(shuō)這句話時(shí)，腦中再次閃現(xiàn)出905廠老一輩科研人員的畫(huà)面。

沖過(guò)最困難的關(guān)口，跨過(guò)鈮酸鋰的頂峰

年代終不孤負(fù)有心人?！皼](méi)有妄念”的南開(kāi)大學(xué)50年的支付收成了累累碩果。

上世紀(jì)80年代，南開(kāi)大學(xué)聯(lián)合西南技能物理研討所展開(kāi)的高摻鎂鈮酸鋰晶體原創(chuàng)性研討，將晶體的抗光損害才能進(jìn)步一個(gè)數(shù)量級(jí)以上，高摻鎂鈮酸鋰晶體也被世界上稱(chēng)為我國(guó)之星“China Star”。

1986年南開(kāi)大學(xué)摻雜鈮酸鋰晶體效果鑒定會(huì)

從90年代開(kāi)端的十余年里，南開(kāi)大學(xué)環(huán)繞鈮酸鋰系列晶體的光折變功能展開(kāi)很多研討，發(fā)現(xiàn)了許多新效應(yīng)、新機(jī)制而且提出了新使用，研制了三維全息光存儲(chǔ)器樣機(jī)，初次發(fā)現(xiàn)了可見(jiàn)光波段高抗光折變摻鎂鈮酸鋰晶體，又恰恰是紫外波段優(yōu)異的光折變資料，孫軍的導(dǎo)師許京軍教授領(lǐng)銜的團(tuán)隊(duì)也因而獲得了國(guó)家自然科學(xué)二等獎(jiǎng)。

光學(xué)級(jí)鈮酸鋰晶體

孫軍在南開(kāi)大學(xué)的二十年間，他們團(tuán)隊(duì)首要以光通訊、激光以及國(guó)防范疇對(duì)高光學(xué)均勻性、高抗光損害才能、高溫度適用性的光學(xué)級(jí)鈮酸鋰晶體的需求為牽引，將鈮酸鋰晶體的光學(xué)均勻性進(jìn)步了近2個(gè)數(shù)量級(jí)，抗光損害才能進(jìn)步6個(gè)數(shù)量級(jí)以上，完成了實(shí)用化光學(xué)質(zhì)量的更優(yōu)功能近化學(xué)計(jì)量比鈮酸鋰晶體的廉價(jià)制備。

三英寸近化學(xué)計(jì)量比鈮酸鋰晶片

團(tuán)隊(duì)研制的系列鈮酸鋰電光調(diào)Q晶體激光損害閾值、溫度穩(wěn)定性和接連作業(yè)使役壽數(shù)大幅進(jìn)步，不只可以滿(mǎn)意最苛刻的溫度適用性軍用規(guī)范，在面向轎車(chē)自動(dòng)駕駛使用的接連作業(yè)激光雷達(dá)中，接連激光輸出的作業(yè)時(shí)間從原有晶體的30分鐘以?xún)?nèi)進(jìn)步到24小時(shí)×30天以上，到達(dá)了世界同類(lèi)產(chǎn)品的先進(jìn)水平。

跟著“新基建”的提出，5G的逐步遍及，再加上出人意料的疫情，人們開(kāi)端了“云日子”，這對(duì)光通訊職業(yè)產(chǎn)生了促進(jìn)作用。在云核算、虛擬現(xiàn)實(shí)、高清視頻等許多要素的促進(jìn)下，光通訊建造將擺開(kāi)繼續(xù)晉級(jí)的大幕，鈮酸鋰晶體又迎來(lái)了新的展開(kāi)機(jī)會(huì)。

鈮酸鋰晶體在集成光子學(xué)芯片、量子信息等方面的使用，讓它重新得到國(guó)內(nèi)外的高度重視。

據(jù)了解，業(yè)界普遍認(rèn)為鈮酸鋰晶體有望成為電子年代走向光子年代時(shí)的“光學(xué)硅”資料。2017年，哈佛大學(xué)評(píng)述鈮酸鋰晶體器材研討開(kāi)展時(shí)，就類(lèi)比“硅谷”提出了要展開(kāi)“鈮酸鋰谷”。

但是，怎么完成鈮酸鋰器材的微納化、集成化，是各國(guó)科學(xué)家競(jìng)相研討的世界性難題。

這也是南開(kāi)大學(xué)團(tuán)隊(duì)一向高度重視的方向，通過(guò)五年的工藝研制與技能攻關(guān)，許京軍教授和任夢(mèng)昕副教授等科研人員于上一年總算在鈮酸鋰微納規(guī)范的加工方面獲得打破性開(kāi)展，在僅百納米厚度的鈮酸鋰薄膜外表加工出了有序周期擺放的納米線陣列。

那張南開(kāi)大學(xué)百年校慶留念徽標(biāo)相片，也標(biāo)志著人們已具有根據(jù)鈮酸鋰晶體完成納米規(guī)范下精密控制光行為的才能，為鈮酸鋰晶體這一一起的光電資料在微納光子學(xué)、集成光子學(xué)等范疇的使用敞開(kāi)了大門(mén)。

這些成果，當(dāng)然讓孫軍他們感到高興，但更讓他們感到歡喜的是，有更多的人和研討機(jī)構(gòu)開(kāi)端連續(xù)參加對(duì)鈮酸鋰的研討。

孫軍表明，近年來(lái)國(guó)內(nèi)一向在追尋、跟進(jìn)世界上鈮酸鋰的展開(kāi)，晶體成長(zhǎng)、加工的技能才能與國(guó)外比盡管存在必定的距離，但在研討方面根本上堅(jiān)持了與世界同步展開(kāi)。

但是，前幾年的中興和近期的華為事情，仍是讓他產(chǎn)生了激烈的危機(jī)感。

“在當(dāng)時(shí)嚴(yán)峻的世界形勢(shì)下，我期望上下游要‘不畏浮云遮望眼，景物長(zhǎng)宜放眼量’，包含光通訊、數(shù)字通訊、激光使用等單位，要與電光調(diào)制器、相位調(diào)制器、聲外表波濾波器、電光器材等單位以及鈮酸鋰晶體資料研制和出產(chǎn)單位聯(lián)合起來(lái)，不只需處理眼下中心器材受制于人的局勢(shì)，更要著眼于未來(lái)集成光子學(xué)的展開(kāi)，積極爭(zhēng)取政府支撐，上下游一起完成真實(shí)的自主可控、良性展開(kāi)?！?/p>

孫軍的話透露出火急但又是那么真誠(chéng)的愛(ài)情，想在自己的方位上為鈮酸鋰晶體和器材職業(yè)的展開(kāi)出一份力。

“面壁十年圖破壁，難酬蹈海亦英豪”，這是南開(kāi)大學(xué)優(yōu)異校友周恩來(lái)總理所作七言絕句中的兩句詩(shī)，這也正是孫軍作為一名南開(kāi)大學(xué)科研人員從事鈮酸鋰晶體作業(yè)的描寫(xiě)。

【人物介紹】

孫軍，南開(kāi)大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師，教育部新世紀(jì)優(yōu)異人才，首要從事人工晶體資料與器材方面研討作業(yè)，曾獲天津市科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)、天津市技能創(chuàng)造二等獎(jiǎng)、天津青年科技獎(jiǎng)、天津市國(guó)防科技杰出貢獻(xiàn)獎(jiǎng)等。現(xiàn)任我國(guó)兵工學(xué)會(huì)激光技能專(zhuān)委會(huì)、我國(guó)硅酸鹽學(xué)會(huì)晶體成長(zhǎng)與資料分會(huì)、全國(guó)人工晶體規(guī)范化委員會(huì)、我國(guó)稀土學(xué)會(huì)稀土晶體專(zhuān)委會(huì)、我國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)光學(xué)資料專(zhuān)委會(huì)等委員，擔(dān)任《人工晶體學(xué)報(bào)》編委、《現(xiàn)代電子技能》編委等。