原創(chuàng) Sueuel 光電匯OESHOW

2025年03月25日 11:39 上海

最近，金剛石激光技術(shù)迎來了又一里程碑式的突破。河北工業(yè)大學(xué)研究團(tuán)隊創(chuàng)新性地將離軸泵浦與金剛石拉曼振蕩器相結(jié)合，首次實現(xiàn)了高斯光泵浦條件下的拉曼渦旋光直接輸出，再次凸顯了金剛石激光器在實現(xiàn)光束多維度可調(diào)控方面的巨大潛力。在金剛石激光領(lǐng)域再傳捷報的早春時期，我們采訪到了高功率激光領(lǐng)域的青年科研工作者——河北工業(yè)大學(xué)白振旭教授。

在采訪過程中，白振旭老師顛覆了我對他的看法。沒想到，他居然也有“特立獨行”的時候。畢竟，在我與他相識的六年時間里，“年輕有為”、“謙謙學(xué)者”、“溫潤有禮”、“樂于助人”、“認(rèn)真負(fù)責(zé)”、“忙忙碌碌”......這些我給他貼的標(biāo)簽，沒有一個與“特立獨行”掛上勾的。今天，就讓我們一起探尋這位國家重點研發(fā)計劃首席科學(xué)家的“追光”故事，看看他的真實底色究竟如何？

白振旭，河北工業(yè)大學(xué)電子信息工程學(xué)院副院長，河北省先進(jìn)激光技術(shù)與裝備重點實驗室副主任，金剛石激光技術(shù)及應(yīng)用協(xié)同創(chuàng)新中心主任。研究方向為高功率固體激光技術(shù)及非線性光學(xué)頻率變換，主持科技部國家重點研發(fā)計劃重點專項、國家自然科學(xué)基金面上和青年項目、裝備發(fā)展部領(lǐng)域基金、河北省杰出青年科學(xué)基金等。

逐“光”啟航  從光通信到激光探索的華麗轉(zhuǎn)身

光信息科學(xué)與技術(shù)、光學(xué)、光學(xué)工程——這三個專業(yè)名稱雖同以“光”字為名，實則分別歸屬于電子信息、物理學(xué)和光學(xué)工程三個學(xué)科領(lǐng)域。而白振旭的求學(xué)歷程，正是在這片“光的世界”中，將技術(shù)、理論與工程深度融合的生動寫照。

01

從果敢抉擇到一生追光

2010年，全球正處于第三代移動通信技術(shù)（3G）飛速發(fā)展與普及的黃金時期。彼時，白振旭的本科專業(yè)方向是大火的光通信技術(shù)，原本可以順理成章地沿著這一軌跡繼續(xù)深造，或像身邊的同學(xué)一樣，順勢加入華為、中興等通信巨頭，或投身通信建設(shè)公司或通信運營商。然而，他卻選擇了一條與眾不同的科研航道——保研至北京工業(yè)大學(xué)激光工程研究院，師從全固態(tài)激光領(lǐng)域的知名專家李港教授，轉(zhuǎn)向激光技術(shù)研究。

“我是我本科同學(xué)中唯一一個選擇激光領(lǐng)域深造的?！卑渍裥裉寡裕@一決定的契機(jī)源于本科期間的一次激光全息專業(yè)實驗。實驗中，激光的高相干性及其精妙應(yīng)用令他深受震撼，也正是這次經(jīng)歷，點燃了他對激光技術(shù)的濃厚興趣，在他心中埋下了一顆探索“光”的種子。

碩士畢業(yè)后，他加入中國電子科技集團(tuán)某研究所，投身于國防激光光源的研制工作，在此期間，他全程參與了一套軍品激光器從調(diào)試、裝配到環(huán)境測試的完整流程，在實踐中深化了對高功率激光工程應(yīng)用的理解。然而，求索之心未曾止步，在導(dǎo)師的引薦下，他前往哈爾濱工業(yè)大學(xué)航天學(xué)院繼續(xù)深造，師從我國大科學(xué)裝置“神光”系列某系統(tǒng)設(shè)計總師呂志偉教授，深入探索大能量固體激光與非線性光學(xué)散射技術(shù)，并參與到國家重大科技項目的基礎(chǔ)研究。

白振旭的每個教育階段都與“光”緊密相連，但每個階段的“光”卻各具特色——這些果敢的選擇，讓他積累了扎實的科研與工程經(jīng)驗，也為他日后的研究奠定了堅實基礎(chǔ)。

白振旭與研究生導(dǎo)師（左上：李港教授，左下：陳檬教授，右上：呂志偉、王雨雷教授，右下：Richhard Mildren教授）

02

實踐淬煉下的科研成長

科研不僅關(guān)乎理論研究，更依賴于扎實的工程實踐積累。白振旭的研究生生涯，正是在不斷的探索與實踐中成長蛻變。

碩士與博士階段，他便開始直面激光器從理論構(gòu)想到研制落地的諸多挑戰(zhàn)。碩士期間，在李港教授的指導(dǎo)下，他參與了空間碎片探測激光器的研制項目，白天調(diào)試激光光源，夜晚在星空下進(jìn)行測距實驗，這段經(jīng)歷讓他對激光參數(shù)、光束傳輸及其工程應(yīng)用有了深刻理解。而在博士階段，為了順利完成一個高能激光器的研制項目，呂志偉教授特意安排他前往廣東某機(jī)械加工廠，深入學(xué)習(xí)精密加工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)與工藝細(xì)節(jié)，使他深刻認(rèn)識到機(jī)械設(shè)計與加工在高功率激光器制造中的重要作用。

僅在碩博階段，他就成功研制了五臺高功率激光器產(chǎn)品，并已廣泛應(yīng)用于多所高校和科研單位。博士期間，他攜自主研發(fā)的脈寬可調(diào)激光器參加廣東省激光行業(yè)協(xié)會主辦的激光工程師創(chuàng)客大賽，成功晉級決賽，并在總決賽中榮獲三等獎。這些經(jīng)歷不僅錘煉了他的理論與實踐能力，也為他后續(xù)在高功率固體激光技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用奠定了堅實基礎(chǔ)。

2016年獲中國激光工程師創(chuàng)客大賽三等獎（頒獎嘉賓王浟教授）

扎根前沿  點亮“鉆石”激光新未來

在高功率激光器的研究過程中，白振旭深刻意識到，在拓展激光波長、提升激光功率的同時，如何有效抑制熱效應(yīng)對光束質(zhì)量的影響，是亟待解決的核心挑戰(zhàn)之一。

“從博士階段開始，在呂老師的指導(dǎo)下，我便致力于探索激光能量與增益介質(zhì)之間的‘相互博弈’。為突破單口徑激光增益介質(zhì)負(fù)載的限制，開展了基于布里淵放大的組束激光器研究。在這一研究的基礎(chǔ)上，我也一直在思考如何突破光學(xué)介質(zhì)在光熱特性上的限制，我發(fā)現(xiàn)金剛石以其卓越的熱導(dǎo)率和光學(xué)特性，展現(xiàn)出成為高功率激光器‘終極’理想增益介質(zhì)的巨大潛力?！?/p>

帶著這一科學(xué)探索的目標(biāo)，在導(dǎo)師的推薦下，他前往澳大利亞麥考瑞大學(xué)，師從國際知名金剛石激光技術(shù)專家、澳大利亞頂級科技獎Eureka獎獲得者Richard Mildren教授，開展聯(lián)合培養(yǎng)。在澳大利亞期間，白振旭參與了多個由美國空軍實驗室、澳大利亞國防部等機(jī)構(gòu)支持的高功率激光研究項目，深入探索金剛石激光技術(shù)的核心機(jī)理及其應(yīng)用前景。

獲2018年國際光學(xué)工程學(xué)會Teddi C. Laurin獎（媒體報道）

在這一階段，白振旭作為第一完成人，率先在國際上測得了金剛石晶體的布里淵增益系數(shù)，并成功演示了金剛石布里淵激光的直接輻射，進(jìn)一步驗證了金剛石在實現(xiàn)高相干光源方面的巨大潛力。他也因此受邀前往哈佛大學(xué)和耶魯大學(xué)進(jìn)行學(xué)術(shù)交流，并作專題報告分享研究進(jìn)展。

這段國際科研經(jīng)歷不僅加深了他對金剛石激光技術(shù)的理解，也使他更加深刻地認(rèn)識到高功率激光技術(shù)在全球范圍內(nèi)的前沿競爭態(tài)勢及其戰(zhàn)略布局。正因如此，白振旭立志于回國后繼續(xù)深耕金剛石激光技術(shù)研究，推動該領(lǐng)域的發(fā)展，并彌補國內(nèi)在這一前沿技術(shù)上的空白。

科研創(chuàng)新與人才培養(yǎng)同向共進(jìn)

從澳大利亞回國之后，他追隨導(dǎo)師呂志偉教授投身河北工業(yè)大學(xué)先進(jìn)激光技術(shù)研究中心籌建，并擔(dān)任常務(wù)副主任，從零打造國際先進(jìn)激光科研平臺。

經(jīng)過五年多的建設(shè)，該中心在呂志偉教授的帶領(lǐng)下，已發(fā)展成為國內(nèi)具有重要影響力的高功率激光技術(shù)及應(yīng)用研究機(jī)構(gòu)，現(xiàn)擁有23名教師和近200名在讀研究生，承擔(dān)了包括國家自然科學(xué)基金重大科研儀器研制項目和國家重點研發(fā)計劃在內(nèi)的國家級項目30余項，省級項目80余項，以及百萬元以上的企業(yè)橫向課題近20項。

在團(tuán)隊的共同努力下，將金剛石激光技術(shù)研究推向新高度——實現(xiàn)自由空間布里淵激光最高功率、首次演示了金剛石拉曼激光的噪聲抑制特性、首次獲得金剛石渦旋光的直接輻射......多項成果頻頻登上知名期刊封面，并入選ESI熱點和高被引論文，進(jìn)一步確立了團(tuán)隊在該領(lǐng)域的國際學(xué)術(shù)影響力。

如今，作為先進(jìn)激光技術(shù)研究中心的核心骨干，白振旭擔(dān)任負(fù)責(zé)人的以金剛石激光為代表的非線性激光技術(shù)研究小組，已匯聚了5名青年教師和40余名博士、碩士研究生。

河北工業(yè)大學(xué)先進(jìn)激光技術(shù)研究中心團(tuán)隊

“卓越科研為教學(xué)注入活水，而人才培養(yǎng)為創(chuàng)新積蓄能量?！闭劶叭瞬排囵B(yǎng)，白振旭如此說道。他將最新的研究成果融入課堂，希望學(xué)生能夠在學(xué)習(xí)過程中接觸前沿科技，并激勵學(xué)生勇于探索、敢于創(chuàng)新。他所負(fù)責(zé)的本科課程《激光原理》成功入選天津市一流本科課程，研究生課程《固體激光工程》榮獲河北省研究生課程思政示范課，并獲批了學(xué)校的首批微專業(yè)建設(shè)點“智能激光裝備”。

同時，作為指導(dǎo)教師，他帶領(lǐng)學(xué)生申請并先后獲批了美國光學(xué)學(xué)會（OPTICA）、國際光學(xué)工程學(xué)會（SPIE）、中國光學(xué)學(xué)會（COS）和中國光學(xué)工程學(xué)會（CSOE）的河北工業(yè)大學(xué)學(xué)生分會，組織學(xué)生參與國內(nèi)外學(xué)術(shù)競賽、會議和前沿技術(shù)交流，培養(yǎng)具備全球視野和創(chuàng)新能力的光學(xué)人才。

獲全國和天津市教學(xué)競賽類獎勵

這種以研促教、學(xué)研融合的教學(xué)理念，不僅讓他斬獲全國高?；旌鲜浇虒W(xué)設(shè)計創(chuàng)新大賽一等獎和天津市青年教師教學(xué)競賽一等獎，更讓他贏得了河北工業(yè)大學(xué) “我心目中的十佳好導(dǎo)師”的殊榮，成為學(xué)生心目中既嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)、又啟發(fā)創(chuàng)新的良師益友。

獲河北工業(yè)大學(xué)“我心目中的十佳好導(dǎo)師”

從前沿探索到產(chǎn)業(yè)化突破

我國作為全球人造金剛石的最大生產(chǎn)國，擁有強(qiáng)大的材料供應(yīng)鏈優(yōu)勢，而金剛石激光技術(shù)作為一項新興產(chǎn)業(yè)，其未來發(fā)展前景十分廣闊。然而，從材料制備、性能檢測、光學(xué)設(shè)計到激光系統(tǒng)集成，每個環(huán)節(jié)都充滿挑戰(zhàn)，如何突破關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，成為推動金剛石激光工程化應(yīng)用的核心課題。

為進(jìn)一步加快金剛石激光的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，白振旭依托河北工業(yè)大學(xué)，牽頭成立了金剛石激光技術(shù)及應(yīng)用協(xié)同創(chuàng)新中心。該中心目前已聚集了國內(nèi)十余家企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)，涵蓋金剛石晶體生長、光學(xué)鍍膜、激光技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，構(gòu)建了從基礎(chǔ)研究到產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的完整創(chuàng)新鏈。白振旭表示：“只有強(qiáng)化產(chǎn)學(xué)研深度協(xié)同，才能加速金剛石激光的技術(shù)突破與產(chǎn)業(yè)落地，為我國高端光電產(chǎn)業(yè)注入新動能?！?/p>

金剛石協(xié)同創(chuàng)新中心的研究方向

在激光技術(shù)與應(yīng)用的前沿探索與實踐過程中，白振旭和團(tuán)隊成員不斷推進(jìn)高功率激光在國防和民用領(lǐng)域的應(yīng)用，取得了一系列重要突破：在國防領(lǐng)域，團(tuán)隊的研究成果獲得了軍委科技委和軍委裝備發(fā)展部的全國性競賽獎勵；在民用領(lǐng)域，團(tuán)隊在河北省創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽中斬獲一等獎，并成功入圍中國創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽全國總決賽，榮獲優(yōu)秀企業(yè)獎。這些實踐經(jīng)驗進(jìn)一步堅定了他的信念：科研與產(chǎn)業(yè)是相輔相成的，只有推動技術(shù)走向?qū)嶋H應(yīng)用，才能真正釋放科技創(chuàng)新的社會價值。

值得一提的是，2024年，白振旭主持的金剛石激光技術(shù)及應(yīng)用項目成功獲批科技部國家重點研發(fā)計劃支持，這標(biāo)志著該領(lǐng)域的研究進(jìn)入了新的發(fā)展階段，為金剛石激光技術(shù)的進(jìn)一步突破與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用注入了新的動力。

逐光而行，向光而生

在光的世界里，白老師既是孜孜以求的探索者，也是腳踏實地的踐行者。

實現(xiàn)激光從新理論、新技術(shù)到新產(chǎn)品和新應(yīng)用，是一段極為漫長而復(fù)雜的旅程。這條路上，單靠個人的力量無法走得更遠(yuǎn)。它需要持之以恒的探索，需要志同道合的伙伴同行，需要不同學(xué)科的交融共進(jìn)，也需要開放包容的合作生態(tài)。

在整個采訪過程中，我們看到白振旭教授始終保持謙遜謹(jǐn)慎的態(tài)度，展現(xiàn)出對前沿科學(xué)的不懈追求，以及向相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜艺埥痰目释?。他不僅深耕光學(xué)前沿，也在不斷拓寬學(xué)科交叉與產(chǎn)學(xué)研合作的深度與廣度，力求推動基礎(chǔ)研究與工程應(yīng)用的緊密結(jié)合。

我們有理由相信，我國的激光技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展正需要更多像白老師這樣的青年科技工作者，他們在前沿探索中勇攀高峰，在工程轉(zhuǎn)化中攻堅克難，在人才培養(yǎng)中薪火相傳。唯有如此，才能讓科研成果從實驗室走向更廣闊的應(yīng)用舞臺，為技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)發(fā)展貢獻(xiàn)持久的力量。