“大功率半導體激光器在激光泵浦源、激光加工、激光武器等方面具有廣闊的應用前景，已成為國民經(jīng)濟建設和國防建設重要的關鍵基礎元器件和核心支撐技術。”中國科學院院士、長春光學精密機械與物理研究所（以下簡稱長春光機所）研究員王立軍對《中國科學報》記者說。
今年恰好是大功率半導體激光器團隊20歲生日。1995年王立軍帶領團隊，以研發(fā)長壽命無鋁大功率半導體激光為起點，以解決國防重大戰(zhàn)略需求為目標，同時面向國家半導體激光器事業(yè)的發(fā)展和國民經(jīng)濟需求，以需求帶動學科，推動前沿創(chuàng)新。團隊的力量不斷得到肯定，今年初，該團隊入選科技部2014年重點領域創(chuàng)新團隊名單。
“榮譽屬于長春光機所和我所在的研發(fā)團隊，榮譽背后是大家共同的汗水。”王立軍說。
研究方向相輔相成
經(jīng)過20年發(fā)展，這支團隊已由最初的五六人發(fā)展到幾十人，固定職工有37人，還培養(yǎng)著50多名研究生。這支隊伍建設出了老中青三層梯隊：2013年，王立軍當選中科院院士，具有高級職稱的13人中，有王立軍一手帶出的“本土”人才，也有從國外留學歸來的“百人計劃”專家。“根據(jù)國家需求，確定團隊的重點發(fā)展方向，由研究領域發(fā)展的前瞻性和戰(zhàn)略性，確定團隊的創(chuàng)新性發(fā)展”，是團隊培養(yǎng)人才、吸引人才、留住人才的法寶。
這支團隊的研究方向是相輔相成的。從半導體激光器的材料生長開始，到芯片的加工和制備，再到后期的激光合束和封裝測試，有著完整的國際先進水平的半導體激光研究平臺，“正是因為有如此良好的平臺環(huán)境，團隊人才得以有足夠空間發(fā)揮自己的才智。”長春光機所研究員寧永強說。
這支團隊配合得相當嚴密：整體上，王立軍發(fā)揮院士的學術帶頭和方向把握作用，組織規(guī)劃學科發(fā)展方向和工程化應用重大事宜。團隊建設開放、流動、競爭、擇優(yōu)的環(huán)境，調動了團隊的積極性，以學術水平、成果為核心對成員業(yè)績進行考核，建立穩(wěn)定的技術職稱隊伍，保障科研工作進行。
而在具體工作方面，團隊的科研人員在技術領域和創(chuàng)新研究兩個方面進行交叉分工，采取相互支持的方式，推動項目順利進行。
負責技術領域的人員在前沿創(chuàng)新研究中出謀劃策；負責前沿創(chuàng)新研究的隊員在半導體激光研制領域承擔技術支持角色。“在這兩個方面我們交叉分工、相互支持，共同推動項目的進行和學科發(fā)展。”寧永強說。
全身心默契合作
目前王立軍團隊的研究方向為大功率半導體激光器在激光泵浦源、激光加工、激光武器等方面具有廣闊的應用前景，已成為國民經(jīng)濟建設和國防建設重要的關鍵基礎元器件和核心支撐技術。
該方向以解決國防重大戰(zhàn)略需求為目標，圍繞材料生長和器件理論研究、器件工藝研究、激光合束技術研究、激光應用研究和系統(tǒng)設備開發(fā)。
在過去的20年中，該團隊屢屢拿出創(chuàng)新成果，有的問鼎國家技術發(fā)明獎和國家科技進步獎，并數(shù)次獲得吉林省科技進步獎一等獎。
近年來，他們在國際上首次提出張應變寬帶隙勢壘VCSEL新結構和設計思想，研制出92W脈沖輸出單管激光器，被美國《今日半導體》以“垂直腔面發(fā)射激光器取得92W輸出紀錄”為標題給予高度評價；又被美國《激光世界焦點》雜志評為“脈沖峰值功率達92W，一個單管面發(fā)射激光器紀錄”。上述開創(chuàng)性工作研制的各種垂直腔面發(fā)射激光（VCSEL）已應用于激光泵浦、激光引信、激光測距等領域。
經(jīng)過20年發(fā)展和傳承，這支團隊全身心地默契合作。他們以大功率半導體激光活躍的國際前沿研究為核心吸引了新一代研究人員的加盟；以需求帶學科，強化前沿創(chuàng)新研究結果向國防和工業(yè)應用的轉化。
“吃苦耐勞、勇于創(chuàng)新，挑戰(zhàn)科技前沿的精神團隊是我們中青兩代人從老一代科學家那里傳承下來的。”寧永強說。以前，垂直腔面發(fā)射激光器只適用于毫瓦至幾十毫瓦級低功率下運作。王立軍帶領團隊通過研究和創(chuàng)新，實現(xiàn)了國際性突破，在國際上首次實現(xiàn)了1.95W單管VCSEL連續(xù)輸出，與之前的傳統(tǒng)結構相比光功率提高近百倍，顯著拓寬了VCSEL的應用領域。
近年來，團隊組織科研人員開展了高溫工作VCSEL研究，陸續(xù)突破InAlGaAs等新材料結構設計與制備等前沿問題，首次實現(xiàn)795nm/894nmVCSEL高溫下高效率工作，為發(fā)展以芯片原子鐘為代表的原子傳感系統(tǒng)在導航、海洋探測等領域的應用奠定了基礎。
激光加工是目前工業(yè)加工領域的前沿技術，激光加工技術的水平直接代表了國家的工業(yè)基礎水平。面對振興東北老工業(yè)基地的浪潮，大功率半導體激光器團隊正在這一新的機遇中發(fā)揮著積極的作用。他們將先進的半導體激光器技術應用于裝備制造業(yè)的發(fā)展，并不斷打破國外產(chǎn)品壟斷，同時提高國內激光裝備制造業(yè)水平，對我國社會經(jīng)濟發(fā)展和科技進步發(fā)展貢獻一份力量。
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