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解析中国激光院校发展现状

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发表于 2018-9-12 17:22:25 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
激光技术一直是中国政府重点扶植的一项高新技术。从1963年当时的全国科技发展规划以及后来的“六五”~“十五”计划,到目前国家制定的《2006—2020年国家科技中长期发展规划》,激光都被明确列为重点发展的高新技术;在国家“十一五”计划中,中国政府已把激光列为关键支撑技术。因此,有能力的各大高校纷纷建立自己的激光专业、实验室、研究中心。下面简单介绍一下激光院校发展情况。
1.北京工业大学
激光工程研究院由国家产学研激光技术中心、中德激光技术中心和北京市激光技术实验室组成,是我国先进的激光现代制造科学与技术的研究开发基地和人才培养基地,以科研及博士后、博士生、硕士生培养为主要任务,拥有光学工程一级学科(工学)和光学二级学科(理学)博士学位授予以及光学工程博士后流动站,其中光学为国家重点学科,光学工程为北京市重点学科。现有在读博士生、硕士生150余名,承担着一批包括国家自然基金重点、“973”、“863”计划、国家重点技术创新计划在内的重大项目。
学科方向:
现代激光制造科学与工程
主要研究领域包括:激光与物质相互作用,激光焊接、切割、打孔、熔覆、表面改性、材料制备和金属零件激光快速成型等的新原理、新方法、新工艺和新技术,特种材料和特种结构的激光加工、激光加工外围系统、激光加工过程检测与控制等。本学科方向以多学科交叉、基础研究、技术开发和工程应用并重为主要特色。近几年来,主持国家自然基金重点项目、国家863计划项目、国家攻关计划项目、北京市各类重点科技项目以及企业技术改造重点工程项目等三十余项。
激光微技术
研究领域涉及激光与物质的相互作用基础、微纳粉末材料的传热学、MEMS物理、微流体动力学、激光三维加工与微成形技术、微流控生物芯片的激光制备、功能型薄膜材料的激光制备,以及加工图案生成与微控制等。以激光微聚焦、材料的微刻蚀、微纳粉末材料的微成形以及薄膜材料的激光制备微纳技术的基础理论与技术工艺研究为特色。
2.清华大学
光子与电子技术研究中心
概览我们依托于光盘国家工程中心、摩擦学国家重点实验室和光学工程、仪器科学等国家重点学科和校内相关单位,着眼于国际激光与光电子技术的最新科学与技术的发展前沿,致力于激光与光电子领域的科学研究与技术应用研发。研究中心人员至诚团结,创新求是。
工作条件
我们承担多项国家重大、重点课题,并承担国际著名公司的委托研究工作,包括基础研究、新技术研究、先期技术研究、关键技术研究、工程化技术研究和产业技术研究等。科研内容丰富,科研经费充裕。
实验室硬件条件完善,有多间超净实验室,各种配套的激光研究仪器和设备齐全、手段先进。
3.华中科技大学
激光加工国家工程研究中心是国家工程研究中心建设计划项目之一,是国家利用世界银行贷款科技发展项目中的子项目。1994年1月,国家计委以“计科计(1994)29号文”,同意以华中科技大学为依托建设激光加工国家工程研究中心,1995年7月国家计委以“计科技(1995)993号文”,下发了关于激光加工国家工程研究中心可行性研究报告的批复,2003年11月30日通过国家发改委组织的专家验收。2008年6月,被国家科技部授于新型大功率激光器国际联合研究中心。
激光加工国家工程研究中心主要针对汽车、机械、电子、冶金、石油化工等工业中急需的激光切割和焊接等技术及系统,特别是CO2激光切割和焊接技术及系统为主要研究与开发为对象,建立了激光技术及器件基础研究平台;激光关键技术和共性技术工程化系统集成平台。着重进行工程化开发研究、形成中试生产的能力,为企业提供满足市场需要的工程化、产业化的激光产品和工艺技术,以提高我国传统加工工业高技术的含量,推动企业的技术创新和优化加工工业的结构,并向全国推广激光加工技术。
激光加工国家工程研究中心现有固定资产4,000万元,其中:利用世行贷款392万美元和国内配套资金780万元人民币购置了3.5kW轴快流CO2激光切割机、2.5kW射频激励CO2激光切割、焊接机、1kW固体YAG加工系统、10kWCO2激光熔履成套设备、固体激光打标机、固体激光焊接机和部分激光加工质量检测设备,为激光加工技术验证和推广提供基础条件,建立了加工工艺数据库。现有各类加工设备和检测设备计100台,其中:加工设备10台(套),检测设备仪器80台(件),能满足激光加工工程化验证的需要。
经过三十几年的艰苦奋斗,已成为我国高功率激光器、激光加工系统和工艺的主要研究开发基地和高层次人才培养基地。
4.浙江大学
现代光学仪器国家重点实验室[依托浙江大学,实验室于1989年经国家计委和国家教委批准成立,利用世界银行贷款进行建设。1995年建成并通过国家验收,1996年正式对外开放。实验室设有精密光学检测技术及仪器、光学与光电子薄膜、光辐射测量与光谱技术、激光与非线性光学和光子信息技术五个研究方向。现代光学仪器国家重点实验室自成立以来,将光学工程基础研究、应用基础研究与工程技术研究有机结合,以拓展现代光学与光子技术及仪器技术新领域、促进我国光学技术与光电产业发展为主要目标。在光学工程及仪器科学领域开拓创新,努力建设在国内外具有重要影响的现代光学仪器研究基地
科研领域
近几年来,现代光学仪器国家重点实验室在光纤传感关键技术、微纳光纤及其器件、负折射率介质和光子晶体、高清晰度液晶投影显示技术及系统、多功能高集成度光电子集成器件等研究方向取得了突出进展,在队伍建设、科学研究和人才培养等方面取得显著成绩,整体保持全国领先地位,主要研究领域达到国际先进水平。
主要研究方向
一、精密光学检测技术及仪器
以现代光学检测技术和仪器的集成化、自动化、智能化为目标的光机电算一体化的现代光学仪器技术。主要研究内容有:以光学MEMS技术为基础的微光学、微机构以及二元光学技术的研究;混合光学系统的设计与制备技术的研究;围绕关键光纤传感元件技术,开展光机电算集成系统技术的研究,开拓现代光学仪器系统的信号获取、传感、检测与处理的集成化、自动化的新途径;开展光机电集成成像工程技术以及以微纳米技术为基础的纳米测试计量技术、纳米操作技术的研究;探索纳米尺寸光电精密检测与计量的新方法。
二、光学与光电子薄膜技术
以光学与光电子薄膜的新技术、新材料和新的工程应用为主要研究方向,拓展光电子混合功能薄膜及器件、有机发光薄膜与器件技术以及投影显示技术等方面的研究。主要研究内容有:光通讯中超窄带密集波分复用光学可调谐滤光片和光学薄膜超棱镜效应与技术;基于光学薄膜原理的光学MEMS可调谐光学薄膜阵列器件与技术;有机发光薄膜与器件技术;多媒体液晶投影显示和基于光阀原理的投影显示中光学系统及其关键薄膜器件和技术的研究等。
三、光辐射测量及光谱技术
研究光谱学、光度学、色度学和辐射度学在辐射检测和物质分析中的应用。主要研究内容有:从事相关检测原理与检测技术、新颖辐射检测器的应用以及辐射测量与光谱检测的智能化研究;节能材料如三基色稀土荧光粉的国家标准测试方法、紫外激励荧光粉色温的计量技术;大屏幕平板显示各种光学参数的在线检测技术;在颜色与影像科学与工程领域,研究颜色外貌的计量测试与视觉评价以及颜色信息的数字化管理系统等。
四、激光与非线性光学
主要研究内容有:新型全固态激光器研究(包括大功率中红外激光器、紫外激光器、短脉冲固体激光、半导体激光器的光束整形与光束质量评价、相位共轭技术);光纤激光器研究(包括单频光纤激光器、大功率光纤激光器、光纤喇曼激光器);准相位匹配技术及相关器件研究(包括PPLN和PPMgLN器件制备技术、新型光参量振荡器);微纳光纤及相关器件研究。
五、光子信息技术
以光子为信息基本载体,开展光子信息技术在光传输器件与仪器、光子信息检测技术等领域的研究。主要涉及:光通信技术及器件的研究;基于平面波导集成密集波分复用器件及光开关器件的研究;新型高速调制光通信激光技术;人工介质即光子晶体的研究;人工负折射现象的研究;光及电磁波的逆问题在生物医学中的应用研究;生物光子学效应的检测技术;光学相干层析技术;瞬态光与生物质作用等现象的研究;将现代光学技术应用于生命科学中。近年主要研究成就作为我国光学仪器领域唯一的国家重点实验室,浙江大学现代光学仪器国家重点实验室一直将发展国家急需的先进光学仪器技术作为实验室主要工作,不仅从应用基础研究层面开拓新型光学仪器技术,面向国家重大需求作出重要贡献,而且充分重视光学器件与仪器技术的产业化推广,对我国光电事业发展起到重要的推进作用。
项目成果
纳米光纤技术原创性研究成果在国内外产生重要影响,成为当前光子学方向的研究热点之一。2003年童利民教授关于纳米光波导的研究成果“Subwavelength-diameter-silica-wires-forlow-lossopticalwaveguiding”在Nature上发表。随后几年,在纳米光纤谐振腔以及增益介质型纳米光纤、微光纤激光等方面的研究取得突破性进展。2005年8月,LaserFocusWorld杂志在题为“PhotonicsFrontiers:Subwavelengthopticscomeintofocus”的评论中指出,由浙江大学和哈佛大学合作首先开始研究的“纳米光纤”已经成为光子学前沿研究的焦点之一;2006年关于微纳光纤激光器的研究结果发表后受到PhotonicsSpectra杂志和Optics的专题报道。童利民教授在2004年获国家杰出青年科学基金,2006年获中国青年科技奖和霍英东教育基金一等奖,2007年获得中国光学学会王大珩光学中青年科技奖。
在液晶投影光学引擎与元件技术研究上实现突破,采用非成像光学技术,提高了投影系统的光能利用率,建立了投影显示技术的研发平台,研制出一系列填补国内空白的投影显示设备,推进了我国投影显示产业的发展,使我国成为投影显示光学元件产业的大国。该项目2004年获国家科技进步二等奖、浙江省科技进步一等奖。项目负责人刘旭教授获2004中国青年科技奖,2005年被授予浙江省首批特级专家称号。在投影显示技术方面,实验室为国际知名的投影机商NEC设计高光效投影显示器等,在东亚相关领域形成广泛影响,成为现代投影显示领域国际上最为重要的技术、人才供应地之一。
在光子晶体与人工负折射介质研究中取得诸多进展,发表了大量高水平的研究论文,研究成果在2004年亚太光通讯大会(APOC2004)上应邀作全会特邀报告。作为首席科学家,何赛灵教授主持的973项目“新型人工电磁介质的理论和应用研究”2005年获得批准,研究总经费达1500万元。2007年何赛灵教授作为共主席在浙江大学成功承办了OSA纳米光子学国际会议,研究团队获得浙江省科学技术一等奖。2007年12月何赛灵教授当选为OSAfellow。
在生物光子检测技术上,开展了光学相干层析成像技术(OCT)的研究,在国内首次获得人眼底活体视网膜高分辨层析图像,取得了优于商业化产品(ZeissHumphrey第三代眼底OCT仪)的满意结果,成果属世界前列水平。项目负责人丁志华研究员2004、2006年连续两届被邀请在中国光学年会生物医学光学专题作“OCT技术与应用最新进展”的特邀报告,多次被邀请至国外(美国,瑞士,韩国等)作访问交流,并获教育部新世纪优秀人才培养计划、教育部博士点基金、霍英东青年教师基金及多项国家和省级自然科学基金资助。
在精密光学检测和加工设备方面,开展了大面积高精度光刻设备的研究,实验室与国际著名企业合作研制成功分辨率为1微米的12英寸硅片一次曝光镜头,填补了国内空白并达到国际先进水平。
实验室所依托的浙江大学光学工程学科在近几年的全国学科评比中也取得了很好的成绩。在全国一级学科评比中,2002年获得全国第四名,2004年获得全国第二名,2006年获得全国第一,2007年在全国研究生院一级学科评比中获得第一名;浙江大学光学工程博士后流动站被评为2005年全国优秀博士后流动站;2004年浙江大学光电系成功举办了二十年来规模最大的全国光学大会,国内外共1300多人参加了大会,被时任中国光学学会理事长的母国光先生誉为“群贤毕至”,开创了中国光学学会成功举办大型年会的先例。国际学术交流活跃,近年来每年都承办国际学术会议,有多名教授在相关研究领域的国际会议上担任共主席。
交流合作
作为我国最主要的光学工程领域科学研究与人才培养的基地,近年来实验室与日本NEC、滨松光子、美国PrecisionLens、JDSU等国际光学与信息企业进行了广泛的技术交流与合作,与浙江舜宇集团、浙江水晶光电、富通集团、宁波永新、上海嘉光、南阳利达等国内主要的光学产业集团进行产学研合作,支持了长三角地区诸多光学产业的发展,形成了长三角光学产业群。浙江舜宇集团已在香港上市,年产值达十亿元,成为国际上最重要的光学加工基地之一。
4.山东大学
晶体材料国家重点实验室晶体材料国家重点实验室是我国首批建设的重点实验室之一,属于应用基础研究类国家重点实验室。实验室秉承“团结、拼搏、求实、创新”的传统,扎扎实实做好各项工作,四次参加了材料领域国家重点实验室现场评估,成绩均为优秀.目前晶体材料国家重点实验室已发展成为我国一个由材料学、凝聚态物理两个国家级重点学科和材料科学与工程、物理学、化学三个一级学科博士点支撑的高层次人才培养基地以及上、中、下游紧密衔接的科技成果辐射基地。
晶体材料国家重点实验室晶体生长方法齐全,结构、性能表征与器件制作设备先进;科研工作已由以前单纯地跟踪、模仿逐步发展到今天在材料设计、制备及相关技术等方面颇具创新能力,整体研究实力处于国际先进水平,同时逐步形成优秀的研究群体;研究领域由体块晶体向低维化方向拓展,研究层次由宏观向介观、微观扩展。国家重点实验室建立以来,先后有LAP、KTP、双掺杂TGS、KNSBN、KTN、NdPP、NYAB、LT、DKDP、KDP、MHBA、BN等晶体材料的创新性研究工作受到了国际同行的广泛关注,获得了包括国家发明奖一等奖1项、国家发明奖三等奖3项、国家发明奖四等奖2项、国家科技进步奖二等奖1项、国家科技进步奖三等奖1项在内的多项奖励。
重点实验室目前已建成一支由国际知名专家为学术领导人,以中青面学术骨干为主的、老中青结合的学术队伍,其中有中科院院士2名,教育部“长江学者奖励计划”特聘教授3名,国家自然科学杰出青年基金获得者5名。重点实验室具有重要的国际影响,特别是体块功能晶体材料的制备技术居于国际前沿水平,长期以来,美国、德国、俄罗斯、澳大利亚、日本、韩国、新家坡、马来西亚及我国台湾、香港等多个国家和地区形成了交流合作关系,与其中不少学校和研究机构建立了实质性的科研合作,培养的研究生5人获得全国优秀博士学位论文。
研究方向和任务
晶体所的主要研究方向包括新的功能晶体的设计和探索,实用功能晶体材料的生长、表征及其应用;低维晶体材料包括半导体薄膜、铁电薄膜、纤维、微纳材料及其相关原型器件的研究和应用;晶体生长及材料制备过程的基础研究等。
研究所的任务是:从事人工晶体及相关材料的组成、基团、结构和功能性质之间关系的探索和研究、设计和制备新的功能材料;重视材料制备基本过程的研究,改进和拓展现有功能晶体及相关材料的特性,充分利用材料的综合性能,开展有科学意义和实用价值的功能晶体及相关材料、功能晶体器件的设计、制备和应用;逐步扩展与功能晶体相关的各种新型功能材料的研究;发展以功能晶体为核心的功能材料科学与技术。
晶体材料研究所长期以来,坚持以功能晶体制备及应用为中心内容的四个主要研究方向,顺应材料科学技术的发展趋势,不断地对这四个方向所包含的实质内涵进行适当的调整、拓宽和充实。
经过多年的建设和发展,研究所已经从最初的以溶液生长为主、设备简陋的科研小组,发展到今天晶体生长方法齐全,结构、性能表征与器件制作设备先进的国家重点实验室;科研工作已由刚开始的跟踪、仿制国际先进材料,逐步发展到今天在材料设计、制备及相关技术等方面颇具创新能力,整体研究实力处于国际先进水平。同时,逐步形成了知识和年龄结构合理的优秀研究群体。
科研成果
晶体所建立以来承担了包括国家基础研究计划“973”项目、国家高技术研究计划“863”项目、国家重大工程项目、国家科技支撑计划、“核高基”项目、国家自然科学基金(重大、重点)项目等一大批重要研究课题,为国家重大工程提供了关键的晶体器件。已获得包括国家发明一等奖、国家科技进步二等奖、国家发明三等奖、教育部科技一等奖和山东省自然科学一等奖以及科技进步一等奖等多项国家和省部级奖励。研究所紧紧把握国际功能晶体材料发展趋势,面向国家重大需求,以功能晶体的制备科学及其在国民经济、国防建设中的应用为主线,以激光核聚变工程用大KDP/DKDP晶体、白光照明工程及高功率微波器件用SiC单晶衬底和强激光工程用晶体为主要研究目标开展科学研究和培养人才,形成了一个能进行集体攻关的创新研究群体。一些新的激光、非线性光学晶体及宽禁带半导体的生长技术处于国际前沿水平。在纳米超硬、光催化、发光材料及有机光电材料等方面,开展了大量创新性研究工作。多篇论文被国际主流期刊作为热点文章介绍。
5.天津大学
天津大学精密仪器与光电子工程学院(简称精仪学院)于1995年10月2日在原精密仪器工程系(成立于1959年)基础上成立的,原精密仪器工程系的前身是精密机械仪器专业成立于1952年。
学院下设四个系:精密仪器工程系、光电子信息工程系、生物医学工程与科学仪器系、光电子科学技术系。分别设有五个专业:测控技术与仪器、电子科学与技术、信息工程、生物医学工程、光电子技术科学。学院还有精密测试技术及仪器国家重点实验室、光电信息技术教育部重点实验室、精密仪器中心、现代光学研究所、光电子研究中心、传感工程研究所、照明技术研究所、光电测控技术研究所、激光与光电子技术研究所、生物光学研究所、安全防伪技术研究中心等研究和开发机构。
学院现有教职员工180人,在校学生2000人。学院下设精密仪器工程系、光电子信息工程系、生物医学工程与科学仪器系、光电子科学技术系,具有机、光、电、算综合学科优势,在学科发展和科技创新过程中逐渐形成了信息化、集成化、微型化和实用化的明显特征。
6.上海交通大学
“激光制造中心”作为中国与德国政府间重大“科技合作”项目,2004年在两国总理见证下于柏林签约,2005年10月底在上海交通大学闵行校区落成,2006年2月底完成设备安装调试正式投入运行。中德双方参与激光合作项目有国际知名大学、研究所和企业集团,德方主要合作伙伴:激光器制造商Trumph公司;激光焊炬五轴运动机械与控制系统制造商SchulerHeld公司以及不来梅大学激光应用研究所;中方主要合作伙伴:上海交通大学;沪东中华造船集团;江南造船集团;外高桥造船有限公司和上海宝山钢铁股份公司。德方政府和企业以及中方企业大学出资共同构建船舶激光制造系统平台。激光制造中心建筑面积3000㎡,拥有机加工、焊接切割设备;吊装运输设备;材料分析仪器;计算机通讯网络;办公设施和多媒体会议室。激光制造中心是集办公、学术交流、科学试验、生产加工于一体多功能实验研究基地。
激光制造中心建立受到国家科技部、上海市科委高度重视;自2005年先后批准立项的科研项目有:“船舶大功率激光建造技术”(国家科技部)“造船工业大功率激光制造技术及应用研究”(上海市科委);超高强钢高功率激光焊接技术研究(国家科技部);国产船用材料高功率激光焊接适应性研究(上海市科委);于2006年激光制造中心被批准为“上海市激光制造与材料改性”重点实验室。
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