長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所 博導(dǎo) 佟存柱

1. 您好佟教授，感謝您接受我們的采訪，首先請(qǐng)您介紹一下您目前主要從事什么方向的科學(xué)研究？

佟教授：好的，我目前從事的是高功率半導(dǎo)體激光芯片和光譜合束的基礎(chǔ)研究，包括高功率半導(dǎo)體激光器的側(cè)向模式的控制，就是用一些微結(jié)構(gòu)，也包括用一些光子晶體的結(jié)構(gòu)來(lái)控制它垂直方向的發(fā)散角，還包括用光子結(jié)構(gòu)還實(shí)現(xiàn)垂直腔面發(fā)射的激光器（VCSEL）。

2.請(qǐng)問(wèn)光子晶體激光器、中紅外半導(dǎo)體激光整形與合束和半導(dǎo)體碟片激光器的應(yīng)用領(lǐng)域分別是什么？

佟教授：本身光子晶體是用來(lái)改善半導(dǎo)體激光器的光束質(zhì)量的，同時(shí)光子晶體也可以實(shí)現(xiàn)垂直腔面發(fā)射激光器，前者是能量光源，后者是信息光源。中紅外激光器在某些材料加工以及軍事國(guó)防上有一定的應(yīng)用。碟片激光器主要是利用半導(dǎo)體激光器豐富的波長(zhǎng)，用光泵來(lái)實(shí)現(xiàn)高功率、高光束質(zhì)量的激光器，可以實(shí)現(xiàn)倍頻和多個(gè)短波長(zhǎng)的激光器輸出。

3.您如何看待這些激光技術(shù)的應(yīng)用前景？

佟教授：我主要講一下激光芯片的發(fā)展。最近美國(guó)對(duì)我國(guó)實(shí)施集成電路芯片禁運(yùn)后引起科研和產(chǎn)業(yè)界震動(dòng)。實(shí)際上在光電子領(lǐng)域、在高功率半導(dǎo)體激光芯片方面也存在同樣的問(wèn)題，我國(guó)高功率半導(dǎo)體激光器90%都需要進(jìn)口，國(guó)內(nèi)能實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體激光器產(chǎn)業(yè)化的公司也就是那么屈指可數(shù)的一兩家，除此之外的大部分公司全都要進(jìn)口，而掌握半導(dǎo)體激光器的公司基本都是德國(guó)和美國(guó)的公司。你可以看到最近這幾年我們國(guó)家的激光加工和先進(jìn)制造業(yè)的發(fā)展非常迅速，其中主要的高功率激光器就是光纖激光器，而光纖激光器用的泵浦源全是半導(dǎo)體激光器，而這些半導(dǎo)體激光器90%以上都是進(jìn)口的。一旦外國(guó)對(duì)我國(guó)進(jìn)行半導(dǎo)體激光器禁運(yùn)，可以想象我國(guó)的激光加工業(yè)就可能會(huì)面臨一段巨大的、艱難的日子。

這就是我們要自己做半導(dǎo)體激光器的緣由，但是半導(dǎo)體激光器芯片業(yè)跟集成電路芯片業(yè)有相類似的一點(diǎn) 一一 他們都是重資產(chǎn)投入，因此行業(yè)內(nèi)愿意投資這方面的很少。另外一方面就是技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)也很高，這是這個(gè)領(lǐng)域面臨的一些問(wèn)題。第二個(gè)問(wèn)題就是相關(guān)領(lǐng)域很多關(guān)鍵技術(shù)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)其實(shí)是國(guó)外掌握的，也就是說(shuō)即便你能做出來(lái)，也得繞開(kāi)別人的專利，這是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。我們研究所主要是從基礎(chǔ)的原理和技術(shù)方法進(jìn)行突破，是為了下一代激光器布局進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，主要是在一些原理和方法上的創(chuàng)新，以獲得自主的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。

4.長(zhǎng)光所在半導(dǎo)體激光方面科研實(shí)力是國(guó)內(nèi)最強(qiáng)的，您認(rèn)為發(fā)展好半導(dǎo)體激光對(duì)我國(guó)激光技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步有何積極意義？

佟教授：半導(dǎo)體激光器在信息光源 一一 通信、大數(shù)據(jù)中心的光互聯(lián)中是最重要的光源。半導(dǎo)體激光作為能量光源在激光工業(yè)加工應(yīng)用、醫(yī)療等方面扮演著重要的角色，它不僅是可以作為泵浦光源，同時(shí)也可以直接作為加工應(yīng)用的光源。在過(guò)去五年里，全球激光器市場(chǎng)中半導(dǎo)體激光器可占到40%以上的份額，而且也有很多媒體介紹，光纖激光器的背后核心支持其實(shí)就是半導(dǎo)體激光器。所以要從激光芯片的技術(shù)去突破，才能解決我國(guó)蓬勃發(fā)展的高功率激光器加工業(yè)后面最重要、最基本的一個(gè)限制問(wèn)題。只有我們自己具備了高功率半導(dǎo)體激光芯片的研發(fā)、制造能力和自主的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，我國(guó)的先進(jìn)的激光制造業(yè)才可能有一個(gè)更穩(wěn)定的、長(zhǎng)足的發(fā)展。

5.請(qǐng)分別從科研與產(chǎn)業(yè)發(fā)展來(lái)談?wù)?，中?guó)目前激光技術(shù)在世界上是處于一個(gè)什么樣的地位？

佟教授：在科研方面，我國(guó)跟世界差不多是同步的，即便是有部分方向落后一點(diǎn)，但也不是落后很多。

在光纖激光器方面差別仍然比較大，我國(guó)在光纖激光產(chǎn)業(yè)化方面這幾年發(fā)展非常迅速，已經(jīng)占了市場(chǎng)很大的份額，特別是1KW一下的大部分都已經(jīng)國(guó)產(chǎn)化，這塊我們發(fā)展非?？?。但是在半導(dǎo)體激光芯片方面，我們90%都是依賴進(jìn)口，因?yàn)楣饫w激光器里面的主體泵浦源就是半導(dǎo)體激光器。因此可以看到，繁榮的光纖激光器后面也隱藏著一個(gè)危機(jī)，就是半導(dǎo)體激光芯片。我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室中的半導(dǎo)體激光芯片的研究水平，不論是通訊用的，還是在能量方面的應(yīng)用都是跟世界上差不多的，但是產(chǎn)業(yè)化方面，尤其是功率型的我們差很多，這里面就可以看到我們的大功率半導(dǎo)體激光器芯片，以及一些高速的激光器通信芯片方面的產(chǎn)業(yè)化水平跟國(guó)外還有很大差距。這主要是由產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的一些問(wèn)題來(lái)決定的。