許祖彥院士（中科院理化所供圖）
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許祖彥：物理學(xué)家，激光技術(shù)專家，中國工程院院士。他發(fā)明多種激光波長的調(diào)控技術(shù)，實現(xiàn)了從深紫外到中紅外波段寬調(diào)諧激光輸出；成功合作研制出深紫外固態(tài)激光源前沿裝備，使我國成為世界上唯一能夠研制實用化、精密化深紫外全固態(tài)激光源的國家，開拓了深紫外波段先進科學(xué)儀器的新領(lǐng)域；他領(lǐng)導(dǎo)團隊在國內(nèi)率先實現(xiàn)紅、綠、藍三基色全固態(tài)激光投影顯示，推動了我國大色域顯示技術(shù)的發(fā)展。
北京冬奧會閉幕式上，“折柳寄情”的場面至今令人記憶猶新：一棵由激光組成的“參天大樹”在舞臺中央拔地而起，無數(shù)條光束透過主火炬臺，穿云破霧、直達天際。這棵“大樹”應(yīng)用的是我國自主研發(fā)的“真激光”技術(shù)，其背后凝結(jié)的是一位82歲的激光技術(shù)專家孜孜“追光”60年的奮斗成果。他就是中國工程院院士、中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所（以下簡稱理化所）研究員許祖彥。
“激光就是一項支撐技術(shù)，困難再大，我們也要自己做”
許祖彥的辦公室陳設(shè)簡單，最顯眼的就數(shù)墻上寫得滿滿的白板和角落里的那臺激光電視了，“這邊是基礎(chǔ)，那邊是應(yīng)用。”許祖彥輕觸遙控器按鍵，激光電視清晰的畫面便投射到墻壁上。它看上去要比普通家用投影儀大一些，即使在正午強烈自然光的照射下，畫面的色彩也沒受太大影響。
許祖彥解釋，激光顯示是以紅、綠、藍三基色激光為光源，通過調(diào)控三色激光強度比、總強度和強度時空分布進行顯示的。它能夠精準控制在人眼的“最佳視覺感知區(qū)”，“看久了眼睛也不會有明顯的疲勞感。”許祖彥讓記者坐到激光電視前的沙發(fā)上，自己卻拉來一把小椅子。許祖彥說，自己習(xí)慣坐硬板凳。而研究激光的這條“硬板凳”，他一坐就是60年……
在組成物質(zhì)的原子中，有不同數(shù)量的粒子（電子）分布在不同的能級上，在高能級上的粒子受到某種光子的激發(fā)，會從高能級跳（躍遷）到低能級上，輻射出與激發(fā)它的光相同性質(zhì)的光。在某種狀態(tài)下，能出現(xiàn)一個弱光激發(fā)出一個強光的現(xiàn)象。這就是“受激輻射的光放大”，簡稱激光。
上世紀60年代初，許祖彥進入中國科學(xué)院物理研究所（以下簡稱物理所）陳春先研究小組工作。當時，國際上對激光的研究剛興起，物理所也著手開展激光研究。
1964年，許祖彥在剛建成的50萬焦耳閃光燈泵浦固體激光實驗室內(nèi)，使用兩根1米長的紅寶石晶體，在液氮溫度下的自由震蕩運轉(zhuǎn)，產(chǎn)生了3000焦耳的激光脈沖，擊穿了1厘米厚的鋼板；此后不久，他們又使用隱花菁染料對紅寶石激光調(diào)Q（一種實現(xiàn)激光“脈沖輸出”的手段），實現(xiàn)了500兆瓦巨脈沖輸出，用5厘米透鏡聚焦電離擊穿空氣，產(chǎn)生等離子體線。
“起初，我們的工作條件很差。”許祖彥回憶，沒有合適的閃光燈電源，他就用8千瓦的廢舊高頻感應(yīng)爐改裝。“我從沒見過這么大功率的電器，也找不到圖紙。”許祖彥在實驗室的板凳上睡了3個月，數(shù)清一條條高頻爐電線，畫出電路圖，又用了1個月改造出50萬焦耳閃光燈電容器充電電源。為了防止強放電擊穿電容器導(dǎo)致爆炸，他還研發(fā)了特種保險絲。“一間300平方米的平房，就是我們的實驗室，里面堆滿了一人高的大電容器。”許祖彥說，“實驗室里夏熱冬冷，白天聽鳥鳴，夜晚蛐蛐唱，但在這里取得的成果，為后來的許多應(yīng)用打下了堅實的基礎(chǔ)。”
上世紀80年代末開始，許祖彥發(fā)明了多種激光波長的調(diào)控技術(shù)，實現(xiàn)從深紫外到中紅外波段寬調(diào)諧激光輸出。后來，他帶領(lǐng)團隊研制出世界第一臺多波長光參量激光器，還帶領(lǐng)研究組與陳創(chuàng)天院士研究組合作，成功研制出深紫外固態(tài)激光源前沿裝備，使我國成為世界上唯一能夠研制實用化、精密化深紫外全固態(tài)激光源的國家，開拓了深紫外波段先進科學(xué)儀器的新領(lǐng)域。在此基礎(chǔ)上，我國科學(xué)家在石墨烯、高溫超導(dǎo)、拓撲絕緣體等研究中獲得了一系列重要結(jié)果。
許祖彥說，“硬板凳”之所以坐起來舒服，是因為人的腰部有支撐，“激光就是一項支撐技術(shù)，困難再大，我們也要自己做。”
“我們努力做出來了，并且做得很好，為產(chǎn)業(yè)化發(fā)展建立了信心”
上世紀60年代中期，國際上關(guān)于激光顯示的研究剛剛起步。不久后，許祖彥和團隊就在國內(nèi)率先開展了激光全息照相研究，并不斷思考激光大色域顯示和3D顯示的發(fā)展前景。1996年，他提出發(fā)展大屏幕激光全色顯示的設(shè)想，“發(fā)展高技術(shù)產(chǎn)業(yè)，還是要做出個規(guī)模來才有意義。”許祖彥說。
許祖彥提出多項專利技術(shù)，研制出多種大功率紅、綠、藍三基色DPL（全固態(tài)激光器），合成20瓦以上的白光激光。他和團隊成員又與國內(nèi)多家科研單位聯(lián)合攻關(guān)，2003年，他們終于在國內(nèi)首次實現(xiàn)了激光全色投影顯示；接下來，他們又相繼完成了60英寸、80英寸、140英寸、200英寸等系列激光顯示原理樣機的研發(fā)。
“我們的努力證明，激光顯示是可行的。”許祖彥說，“自激光發(fā)明以來，人們就想用它做顯示，理論上激光全色顯示色域廣，顯示的圖像應(yīng)當很好看，我們努力做出來了，并且做得很好，為產(chǎn)業(yè)化發(fā)展建立了信心。”
為了實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化目標，許祖彥和很多人打過交道。有的說，成果很好，還是等形成規(guī)模我們再支持；有的說，我們需要的成果，得一落地就能賺錢。許祖彥沒有氣餒……他和團隊不斷提升技術(shù)水平，終于等來了激光顯示產(chǎn)業(yè)化的時機。
2015年5月，杭州中科極光科技有限公司成立。作為理化所的技術(shù)成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化企業(yè)，這家公司掌握的“真激光”顯示技術(shù)，能夠全面達到BT.2020超高清顯示國際標準，建成了6000平方米的自動化光源及整機生產(chǎn)線，公司在工程投影、家庭影院、數(shù)字化放映等多個方面實現(xiàn)量產(chǎn)。
“當年許院士做激光顯示的時候，遇到的都是前所未見的難題。中科極光開始的新一輪產(chǎn)業(yè)化探索，同樣沒有現(xiàn)成的經(jīng)驗。”師從許祖彥的理化所應(yīng)用激光研究室主任畢勇說，“我們不僅要繼承老一輩科研人員的技術(shù)積累，更要學(xué)習(xí)他們孜孜以求的精神。”
“戰(zhàn)略科學(xué)家既要知道任務(wù)總體，還要知道其中的關(guān)鍵技術(shù)”
從事激光研究60年，許祖彥當了40多年的研究組組長，同事開玩笑說他是“研究組長之最”。如今雖已年逾八旬，從戰(zhàn)略研究到實驗技術(shù)細節(jié)，他都盡心盡力。“有新當選的院士問我‘院士怎么當’？我說‘院士不好當’。原來是教授、總工程師，當了院士、成了工程科學(xué)家了，更要爭當戰(zhàn)略科學(xué)家。”許祖彥說。
什么是戰(zhàn)略科學(xué)家？在許祖彥看來，一是能找到戰(zhàn)略方向，二是知道怎么去實現(xiàn)這個戰(zhàn)略方向。“戰(zhàn)略科學(xué)家既要知道任務(wù)總體，還要知道其中的關(guān)鍵技術(shù)，在某些特定領(lǐng)域要‘知道全部’。”
在激光領(lǐng)域，從上游的基礎(chǔ)研究、應(yīng)用基礎(chǔ)研究，到下游的產(chǎn)業(yè)化，許祖彥全都“做了一遍”。“我做激光60年，我的黨齡也是60年，一定要做點對國家有用的東西。我沒什么了不起，是趕上了好時代，遇到了好機會。”許祖彥說。
許祖彥尤其重視培養(yǎng)人才。他是中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)第一屆畢業(yè)生，老師中不少都是科學(xué)泰斗和杰出的科學(xué)家。老師們的言傳身教讓許祖彥受益匪淺，他也希望自己能夠“發(fā)光發(fā)亮”，薪火傳承。
“我們需要一批具有學(xué)術(shù)引領(lǐng)能力和產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶動能力的領(lǐng)軍型科研人才。”許祖彥說，要鼓勵青年科研人員“為創(chuàng)新找路子”，不能有“吃老本”“過小日子”的想法。他呼吁體制機制創(chuàng)新，為具備潛質(zhì)的中青年人才打通成長渠道；他喜歡舉辦學(xué)術(shù)沙龍，喜歡給學(xué)生講故事，因為“故事能啟發(fā)人的悟性”；學(xué)術(shù)夏令營請他去給學(xué)生們作報告，他不愿只站在講臺上，而是要坐到學(xué)生中間，平等對話……
生活中的許祖彥喜歡做菜，對于自己拿手菜的每個操作步驟都如數(shù)家珍，甚至還用上了科學(xué)術(shù)語，比如“做涼拌蘿卜絲的訣竅是用‘飽和糖水’”。他說做菜的過程“既有程序又有認識”，“要一邊改變‘參數(shù)’一邊調(diào)優(yōu)”，跟科研是相通的。“我不主張一天24小時都花在一個問題上，那樣效率會很低。人的注意力也需要切換。但無論做什么事，關(guān)鍵是做的時候要保持專注。”許祖彥說。
