喜迎二十大,弘扬科学家精神|老科学家事迹巡礼之王立军:立壮志为国家复兴,聚光芒于方寸之间


时间:2022-09-16             作者:党委办公室

   习近平总书记强调“新时代更需要继承发扬以国家民族命运为己任的爱国主义精神,更需要继续发扬以爱国主义为底色的科学家精神”。为深入领会习近平总书记讲话精神,贯彻落实党中央和中科院的工作部署,长春光机所所党委开展了“喜迎二十大 弘扬科学家精神”长春光机所老科学家事迹巡礼系列报道,展示所内老科学家的先进事迹,激励全所职工向老科学家们学习,在全所形成崇尚创新、尊重人才、热爱科学、献身科学的浓厚氛围,进一步鼓舞和激励广大职工争做重大科研成果的创造者和建设科技强国的奉献者!为实现中华民族伟大复兴奋斗,为二十大胜利召开献礼!

立壮志为国家复兴,聚光芒于方寸之间——王立军

  王立军1946年出生于吉林省舒兰县,在白山松水间长大。1970年他考入吉林大学半导体系半导体器件物理专业。1973年毕业后,王立军留校任教,成为电子科学系的老师,在6年的教学生涯中,理论知识和教学水平不断进步,眼界也得到了显著提高。改革开放后,一心想在半导体激光领域有所作为的王立军,于1979年考取本校的研究生,师从著名半导体物理学家高鼎三院士。在这段时间里,王立军在半导体激光技术领域攻克了多项核心技术。 

  1986年,王立军来到中国科学院长春物理研究所(现中科院长春光机所),之后他便一直在这里工作。1988年到1989年王立军到瑞士邮政电报电话公司做访问学者,学习高功率半导体激光器制造技术;1993年到1995年,他又到美国西北大学量子器件研究中心做高级访问学者,继续深造,开展无铝长寿命新结构半导体激光器的研究。为了学到世界科学的前沿知识报效祖国,在这两年中他更像是一名研究生,每天工作到很晚,周末也经常加班,努力在有限的交流合作期间学到更多的知识。很快,王立军开展的无铝量子阱新材料结构大功率激光器研究取得多项国际领先成果,受到学界关注。 

  当时,国际上半导体激光研究方兴未艾,正处于一个快速发展的时期。出于政治原因,西方国家对我国禁运高端激光器产品,限制我国在这一领域的发展。了解到这个情况后,王立军决定中断在美国的研究毅然回国,用自己的所知所学,发展中国人自己的半导体激光事业,尽一份知识分子的爱国责任。 

   回国后,王立军针对我国传统GaAIAs量子阱激光器由于铝在激光器腔面处的氧化使激光器寿命变短,造成器件工作不稳定的问题,率领团队以无铝量子阱、长寿命新结构材料体系为基础,重点开展两大方面研究:边发射长寿命大功率激光器和大功率垂直腔面发射激光器。通过对无铝量子阱新结构进行反复的设计、模拟和优化,突破并掌握了多项大功率激光器关键工艺技术,提高了器件的均匀性和重复性;同时,开展了激光器集成芯片制备、高密度器件封装、大功率散热等工程化关键技术及应用研究,提高了激光器的使用寿命、转换效率的关键参数,使激光器达到工业化应用水平。1998年,他们研制成功的808nm单管半导体激光器实现连续输出3.6W,寿命突破5000小时;2004年,在国际上首次研制出连续输出功率1.95W的大功率垂直腔面发射激光器,6项主要指标达国际领先;2010年,又在国内首次研制出千瓦高光束质量大功率激光对抗光源。
   王立军带领他的研究团队还突破了前人认为垂直腔面发射激光器(VCSEL)只适于在毫瓦至几十毫瓦级低功率下运作的旧框架,从理论上详细阐明了瓦级大功率运作的可行性。首次提出多增益区、组分渐变、调制掺杂DBR等多项设计理念,攻克了芯片制作、器件封装等系列关键技术,并于2004年在国际上实现了光功率密度33.4kW/cm2单管VCSEL脉冲峰值输出(10ns,100Hz条件)以及1.95W 单管VCSEL连续波输出,与以前传统结构相比,光功率提高近100倍,显著拓宽了其应用领域,为世界所瞩目。
在提升半导体激光器性能参数同时,王立军大力推进大功率半导体激光器产业转化,针对国内市场需求,开发各型激光器及集成模块,包括激光器单管、激光线阵模块、激光迭阵模块、面发射激光面阵模块、激光合束光源5大系列几十个激光产品,在国内上百家企业和科研院所应用。   
   这些成果中的每一项都倾注了王立军巨大的心血,无铝量子阱半导体激光器研究历经10年攻关,而大功率半导体激光团队则一同奋战了20余年。面对这些成绩,王立军说这些都属于长春光机所和他的团队,荣誉背后是大家共同的努力。诚如所言,王立军在半导体激光领域奋斗近40年,是我国激光事业由弱到强、人才由少到多的40年。在王立军的带领下,团队人员从最初五六人增加到几十人,成长为一支知识结构合理、学术水平优异、创新能力很强的研究队伍。从理论研究到工艺实践,再到交叉学科融合研究,团队整体的协同创新能力不断增强。

  一直以来,王立军都要求团队根据国家需求确定团队重点发展方向,结合研究领域发展的前瞻性和战略性,确定团队创新性发展目标。这成为王立军培养、吸引、留住人才的法宝。为此,王立军团队形成以国家需求促进学科发展为共同信念,强化前沿创新结果向国防和工业应用的转化。王立军还在团队中营造开放、流动、竞争、择优的环境,充分调动成员积极性,以学术水平、成果为核心对成员进行考核,建立稳定的技术支撑队伍。 

  对未来大功率半导体激光的应用,王立军更是充满信心,尤其是在国家装备制造业向智能化的拓展方面,他多次建言献策。王立军认为,近些年我国在半导体激光器领域已经给予了大量政策扶持,相关产业也取得了较快进步,但在整体投入还不充分,核心技术积累不够,目前仍有许多高端半导体激光器市场被国外产品占据。我国半导体激光器产业的部分技术已与国际同步,但还应该更进一步重视科研成果产业化。为此,他和他的团队将一如既往地团结奋斗,使我国激光事业在实现伟大中国梦的征程上做出自己应有的贡献。 

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