编者按:
科技创新的链条里,“从0到1”的突破靠科研探索,从“1到10”、“10到100”的发展过程中,则离不开工程师的迭代试错与反复打磨——这正是工程师群体在科技创新体系中不可替代的作用。目前,合肥综合性国家科学中心能源、人工智能、大健康、数据空间、环境五大研究院发展势头正劲,已汇聚了各类优秀人才1700余名,其中就包括了一支300余人的优秀工程师队伍。这支硬核队伍,夯实了五大研究院的技术底座,助力研究院各类科研项目从原型验证走向产业落地,加速促进科技成果转化为新质生产力。
本期报道聚焦这支硬核队伍中的佼佼者—合肥综合性国家科学中心环境研究院工程师孙新会,看他如何深耕板条激光技术攻关,把实验室里的激光原理打磨成“接电即用、稳定运行”的国产装备,让一束光走进大气监测、化工安全、金属冶炼和芯片制造的产业一线。

从“棒”到“板”,
攻坚激光装备稳定化难题
孙新会,合肥综合性国家科学中心环境研究院工程师、先进激光及环境监测技术平台技术骨干,先后参与多项国家级和省部级科研项目。从棒状到板条,从实验室到生产线,他和团队用十几年的时间,将一束光的能量锻造成守护国计民生的“利器”。
激光器有个“天生矛盾”——能量越大,发热越猛,一发热光束就会“飘”。而传统棒状激光器散热面积小,功率一高,晶体内部受力不均,光束质量就会急剧下降。怎么解决?把“棒”压成“板”,散热面积瞬间扩大几十倍-这便是Innoslab新型板条激光技术的核心思路。“就像把一张纸摊开,热量在中间产生,靠扁平的两个大面迅速散出去。”孙新会解释道。
原理听着简单,做起来却难如登天。国内科研院所大多停留在实验室阶段,要把它变成“接电即用、稳定运行”的工程化产品,孙新会和团队耗费了大量心血。其中,他们自主研发的“大能量高重频板条激光器”,实现了大于100mJ级单脉冲能量与100Hz高重频的稳定输出,光束质量逼近衍射极限,攻克了激光器功率提升时的性能劣化与热管理顽疾。更关键的是,设备全部国产、自主可控。

激光雷达外场观测效果
拓展应用现景,
实战升级国产激光性能
在工程师的逻辑里,衡量一项技术的标准,不只是纸面上的参数,更是能不能在真实场景里解决问题。这束被孙新会和团队精心“打磨”的光,在三个关键战场大显身手。
一是守护蓝天。臭氧在高空是“保护伞”,在低空就是污染物。当臭氧浓度过高时会引发眼痛、黏膜不适和呼吸道炎症。为此,团队研发了跨圈层紫外臭氧吸收激光器,仪器能从地面发射紫外激光,一路打到30公里高空,逐层“采样”臭氧浓度,为臭氧污染的精准溯源、差异化治污和预警预报提供关键数据。搭载此光源的雷达系统,已服务于多地大气监测网络、光伏发电预测,为守护祖国蓝天提供精准数据支持。
二是守护安全。化工园区一点静电都可能引发灾难,在安全检测泄漏方面,团队将“激光雷达”搬上车,研发出VOC(挥发性有机物)走航探测雷达,横向扫描半径达3公里,几秒钟就能搞清楚“有无泄漏、什么气体、飘向何方、飘了多少”。此前,同类国际设备体积堪比大型集装箱,需三名技术人员跟随;而该团队研发的国产设备体积缩小上百倍,一人一车即可作业。从“集装箱”到“一人一车”,拼的正是工程师的系统集成能力。
三是守护芯片。晶圆在生产时难免会有瑕疵,有瑕疵的晶圆被制成芯片,可能被封装进手机,导致屏幕不亮、发热,甚至整机报废。团队开发的激光标记系统依托显微视觉实现微米级无损定位打标,提前在晶圆阶段标记缺陷裸片,封装前完成剔除,从源头拦截次品,守住芯片良率并大幅降低生产损耗。

孙新会和团队研发的便携式激光雷达正在观测周围环境
依托平台赋能,
加速推进技术成果产业化
自郑州大学到中国科学院安徽光机所,再到中国科大、合肥综合性国家科学中心环境研究院,孙新会在合肥一待就是16年。他坦言,相较于武汉光谷、深圳等地,安徽并非“激光重镇”,但环境研究院在资金、场地、设备上给予了体系化的稳定支持,让团队有了放开手脚的底气。
研究院搭建起先进激光及环境监测技术平台,配套充足的实验场地与高端硬件条件,同时构建了“基础研究—装备研发—工程应用”的全链条创新体系,让技术攻关始终紧扣生态环保、产业检测的现实需求,打通了实验室成果走向应用场景的通路。在项目推进层面,研究院通过重大科研专项牵引、产业化平台对接,为技术落地提供持续的资源支撑;同时推动多源技术力量融合协同,整合不同团队的技术积累,形成工程化攻坚的合力。配套的人才引育支持,也让团队能够持续充实研发力量,稳步推进装备的迭代优化。
正是在这样的平台托举与创新生态滋养下,孙新会对于工程师的价值与科研生涯的底色,也有了自己笃定的答案:工程师的价值不在于发表论文的篇数,而在于大家齐心协力围绕同一目标攻关,将不同波段的光变成一台“接电即用、稳定运行”的装备,让它能在各种应用现场经得住日复一日的考验,既能发挥出其最大作用,也让使用者感到省心便利。这束从实验室走出的光正扎根产业一线,成为守护蓝天、守护安全、守护芯片的“中国之光”。(来源:科大硅谷)
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