我國激光薄膜為何能佔據世界高地

在同濟大學四平校區的一個不起眼院落外，掛著「精密光學工程技術研究所」的牌子。且不說外人，即便是普通的同濟學子，也未必知道實驗室里的「秘密」。殊不知，這裡是我國激光薄膜器件的重要研究基地，也是國內一流的X射線多層膜光學與技術研究平台，在激光薄膜領域佔據了世界的高地。

一顆灰塵 就會影響激光裝置

每個去實驗室的人，必須做到一塵不染。記者走進實驗室的第一個房間，先要穿上清潔的工作服，戴上工作帽，套上鞋套；第二個房間是風淋室，每個來訪者都要在此經過消靜電的潔凈新風吹洗；再走入下一個房間，眼睛一亮，來到一個激光薄膜器件的世界。激光薄膜的優化設計、超精密製作、高精度表徵等等，便是實驗室里的工作了。

即便在納米薄膜世界，也要做到「一塵不染」。實驗室的研究人員告訴記者，激光薄膜是強激光裝置的核心器件，也是其中的薄弱環節。如果薄膜上有一顆灰塵，也有可能影響激光裝置的使用。那麼，實驗室出來的光學薄膜要達到什麼樣的標準呢？當然這是商業秘密，不過研究人員還是舉了一個形象的例子：就像在一個籃球場里，不能有一個芝麻大小的灰塵存在。

填補空白成功提高使用壽命

實驗室里究竟在做什麼呢？原來，高功率/高能激光技術及裝置是國防戰略和新興產業的制高點之一，對國家安全和國民經濟建設具有重大支撐作用。我國的高功率激光器、激光雷達、激光測距、激光切割等裝置一直存在突出的薄膜器件損傷問題，導致激光系統無法長時間滿負荷運行，這已成為制約高功率/高能激光技術應用和發展的瓶頸。而激光薄膜器件的核心技術、關鍵工藝和高端器件長期受到國外封鎖與禁運，必須依靠自主研發。這個實驗室，就是要為高功率/高能激光相關重大科技需求提供光學薄膜器件。

同濟大學先進技術研究院院長王佔山教授是實驗室的負責人，他2001年隻身來到同濟大學，以一個「小片片」起步。何謂「小片片」？即「X射線多層膜分束鏡」——一種新型的X射線光學元件。當時，國內此項研究成果尚屬空白。他潛心鑽研5年，將X射線多層膜分束鏡做到國際領先水平。2006年期間，國家的重大激光裝置由於其中激光能量密度最高的一個元件——pick-off鏡經常損壞而無法正常運轉。鑒於王佔山在X射線多層膜領域的建樹，國家重大激光裝置委託王佔山進行攻關研究，啃下這個硬骨頭。王佔山毫不猶豫答應下來，帶領科研團隊通過多年的持續科研攻關，成功解決了超高功率激光裝置用Pick-off鏡的損傷問題，將該器件的損傷閾值提高了近1個數量級，將其使用壽命由幾周提高至幾年，有力支撐了裝置建設。同時，團隊進一步深化基礎科學的研究，揭示了薄膜器件損傷的科學原理和定量規律，實現了高損傷閾值激光薄膜器件高效率、高穩定性的批量製作。

自主研發軍轉民為百姓造福

近年來，王佔山團隊為我國激光重大工程、激光雷達、測距等裝備提供高損傷閾值激光薄膜器件5300餘件，有力支撐了我國強激光裝置等重大工程建設和裝備的自主研發。

隨著中國經濟的起飛，激光裝置由軍用轉向民用。實驗室的工作有了更多的需求。就在記者採訪實驗室的這一天，同濟大學、潤坤（上海）光學科技有限公司共同簽署《技術專利轉移協議》，將王佔山團隊自主研發的「高性能激光薄膜器件及裝置」6項發明專利授權轉讓，合同金額共計3800萬元人民幣，創下了同濟大學歷史上最大額度的技術轉移現金合同。通過這次技術成果轉移轉化，推動軍民兩用技術的產業化，實驗室里的產品、設備不僅要為高功率/高能激光國家重大需求以及相關方向的國際前沿學術研究提供服務，更要應運於激光切割、激光手術等民用領域，為百姓造福。

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