深耕超快激光荒地 创新服务前沿应用
——罗正钱事迹介绍
罗正钱 男,1982年3月生,湖北石首人;厦门大学教授、博导、国家优青,现任厦门大学电子工程系主任、福建省超快激光技术及应用重点实验室主任。2004年本科毕业于哈尔滨工业大学应用物理专业,2009年厦门大学和新加坡南洋理工大学联合培养博士,2010年留校任教,2015年聘为博士生导师,2016-2017年麻省理工学院(MIT)访问教授,2017年晋升教授,2019年担任厦门大学电子工程系主任。罗正钱教授2015入选福建省新世纪优秀人才,2017年获福建省杰出青年科学基金,2018年入选福建省青年拔尖创新人才,2020年获国家优秀青年科学基金, 2021年入选厦门市拔尖人才。
罗正钱教授长期从事超快激光技术及应用、片上集成光子器件的研究工作,主持国家自然科学基金重点项目/优青项目/重大研究计划培育项目、国家重点研发计划子课题、装备发展部预研基金、福建省自然科学基金重点项目等国家级/省部级课题20余项,以及华为、中航工业、中国电科等企事业委托项目10余项。研究成果以第一完成人获福建省自然科学奖二等奖、福建青年科技奖,入选爱思唯尔高被引科学家榜单,迄今发表学术论文160余篇(SCI 120余篇),其中以第一/通讯作者在Light: Science & Applications、Laser & Photonics Reviews、Advanced Photonics、Photonics Research、Optics Letters、IEEE JSTQE、JLT等光电子领域主流期刊发表70余篇, 10篇ESI高被引论文, 论文总引用5800余次,单篇最高被引500余次,h指数34; 担任IEEE高级会员、美国光学学会OMEx专刊客座主编、中国激光杂志社青年常务编委、福建省光学学会副理事长。
聚焦新波段超快激光器创新研究
超快激光的出现被认为是激光科学史上最重要的里程碑之一,1999-2018 年间至少4 次诺贝尔奖授予超快激光及应用,推动了国防、工业、能源、生命科学等领域的突破性变革。超快激光及应用已成为世界诸国竞相竞争和着力发展的重要方向,我国‘十四五’规划及2035 远景目标等国家重大战略也明确将超快激光及激光制造列为重点发展领域。瞄准这一重要领域,罗正钱教授一直致力于‘小型化、新波段超快激光技术与应用’的前沿创新研究:
1)首次将全光纤被动锁模超快激光器推向可见光波段,并进一步研究实现可见光‘时空锁模’、‘涡旋锁模’光纤激光器,相关成果发表于Light:Science & Applications和Laser & Photonics Reviews等国际光电子顶级刊物,被Nature Photonics等亮点评价,中科院院士祝世宁教授、美国科学院工程院双院院士MIT教授Erich Ippen等国内外诸多学者对我们的工作进行引用和正面评价。这一方向成果以第一完成人获福建省自然科学奖二等奖;
2)通过自主研制高损伤阈值光纤端面介质膜技术,成功突破全光纤可见光高功率激光器,实现了红光635nm 5W功率、绿光521nm 3.6W功率、黄光575nm 1.12W功率。红/黄/绿可见光稀土光纤激光均达到国际最高输出功率水平。相关成果发表于Advanced Photonics和Photonics Research等顶级期刊,并在华为公司获得应用。
3)在中红外波段,开发新型中红外锗芯特种光纤,结合孤子自频移,实现了全光纤2.1-2.7 μm可调谐中红外飞秒激光产生,填补了该波段光纤激光器的光谱间隙。提出等离子体溅射光纤端面中红外介质膜技术,实现了‘迷你掌上型’中红外全光纤激光器,中红外激光腔仅约硬币直径的6倍左右,是目前国际上最小尺寸中红外光纤激光器。采用新型硫基集成非线性光子平台,率先实现了片上集成拉曼孤子飞秒激光源;进一步与MIT合作实现了片上集成中红外光调制器、中红外光探测器等新型器件,成果共同发表在Nature Photonics。
注重产学研应用
除了前沿学术研究,罗正钱教授也非常注重将成果落地应用,目前已实现了从深紫外-中红外连续波/超快光纤激光器的产品化。所研制的部分超快激光器已应用于国防激光干扰、激光微纳加工、激光显示、水下激光雷达、单分子/单颗粒荧光成像、非视域成像等领域。典型应用包括:1)研制的中红外光纤激光器已在XXX研究所开发应用于导弹激光干扰防御,对红外制导导弹的导引头进行激光致盲;2)研制的全光纤可见光红光、绿光激光器已整机产品化,已交付3套至重点企业用于新型激光显示;3)2款高功率超快激光器分别应用于太阳能电池激光开槽和OLED切屏精修,均达到工业级加工要求,获得相关上市公司的应用认可;4)研制的大能量绿光皮秒激光器交付至国防单位应用与非视域成像,交付至近海海洋国家重点实验室实现了海洋激光雷达水下探测距离突破50米。围绕上述应用,近五年承接各类企事业单位委托横向课题经费10余项,经费达1000余万元。
人才培养——做学生成长的摆渡者
教书育人是罗老师的价值追求,他一直讲授本科生课程《光纤通信通信》、硕士生课程《光纤光学》和博士生课程《电子科学与技术前沿》,对待不同的学生,采用不同的教学方法,能够让学生们深入浅出地掌握课程的专业知识。罗老师不但理论知识广博,而且上课生动有趣,还总是鼓励学生积极发言,并能够耐心与学生探讨科学问题。他创新课堂形式,以问题为导向开展翻转课堂,坚持以学生为主体开展学习研讨,大大拓展课程的容量,引导同学们养成主动阅读文献、学思结合、讨论分享的学习习惯。
“经师易遇,人师难求。”罗老师不仅是学生攀登学术高峰的引路人,也是学生为人处世的引路人。罗正钱教授培养硕士/博士研究生50余名,已毕业博士生4名、硕士生近30名,指导的研究生获第十四届福建省‘挑战杯’特等奖、全国集成电路创新创业大赛三等奖、福建省研究生优秀学位论文、国际学术会议(如IEEE、AFL等)最佳论文奖3次。指导的研究生近5年获国家奖学金10人次。
罗正钱教授带领创建的福建省“超快激光技术及应用”重点实验室创新团队,培养了多名优秀青年科研人才,目前已形成一支具有国际视野的科研团队,固定研究成员31人,其中教授9人,副教授14人,中级职称及工程师8人,国家百千万人才1人,国家优青1人,闽江特聘教授3人,福建省百千万人才1人,福建省青年拔尖人才1人,福建新世纪优秀人才3人。