許祖彥：孜孜「追光」六十年
2022-06-16 08:25 作者： 穀業凱 來源：人民網－人民日報 閱覽：
許祖彥近照。
高偉男攝
人物名片
許祖彥：物理學家，雷射技術專家，中國工程院院士。他發明多種雷射波長的調控技術，實現了從深紫外到中紅外波段寬調諧雷射輸出；成功合作研製出深紫外固態雷射源前沿裝備，使我國成為世界上唯一能夠研製實用化、精密化深紫外全固態雷射源的國家，開拓了深紫外波段先進科學儀器的新領域；他領導團隊在國內率先實現紅、綠、藍三基色全固態雷射投影顯示，推動了我國大色域顯示技術的發展。
北京冬奧會閉幕式上，「折柳寄情」的場面至今令人記憶猶新：一棵由雷射組成的「參天大樹」在舞臺中央拔地而起，無數條光束透過主火炬臺，穿雲破霧、直達天際。這棵「大樹」應用的是我國自主研發的「真雷射」技術，其背後凝結的是一位82歲的雷射技術專家孜孜「追光」60年的奮鬥成果。他就是中國工程院院士、中國科學院理化技術研究所（以下簡稱理化所）研究員許祖彥。
「雷射就是一項支撐技術，困難再大，我們也要自己做」
許祖彥的辦公室陳設簡單，最顯眼的就數牆上寫得滿滿的白板和角落裡的那臺雷射電視了，「這邊是基礎，那邊是應用。」許祖彥輕觸遙控器按鍵，雷射電視清晰的畫面便投射到牆壁上。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，雷射顯示是以紅、綠、藍三基色雷射為光源，通過調控三色雷射強度比、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」，「看久了眼睛也不會有明顯的疲勞感。」許祖彥讓記者坐到雷射電視前的沙發上，自己卻拉來一把小椅子。許祖彥說，自己習慣坐硬板凳。而研究雷射的這條「硬板凳」，他一坐就是60年……
在組成物質的原子中，有不同數量的粒子（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，會從高能級跳（躍遷）到低能級上，輻射出與激發它的光相同性質的光。在某種狀態下，能出現一個弱光激發出一個強光的現象。這就是「受激輻射的光放大」，簡稱雷射。
上世紀60年代初，許祖彥進入中國科學院物理研究所（以下簡稱物理所）陳春先研究小組工作。當時，國際上對雷射的研究剛興起，物理所也著手開展雷射研究。
1964年，許祖彥在剛建成的50萬焦耳閃光燈泵浦固體雷射實驗室內，使用兩根1米長的紅寶石晶體，在液氮溫度下的自由震盪運轉，產生了3000焦耳的雷射脈衝，擊穿了1厘米厚的鋼板；此後不久，他們又使用隱花菁染料對紅寶石雷射調Q（一種實現雷射「脈衝輸出」的手段），實現了500兆瓦巨脈衝輸出，用5厘米透鏡聚焦電離擊穿空氣，產生等離子體線。
「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爐改裝。「我從沒見過這麼大功率的電器，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致爆炸，他還研發了特種保險絲。「一間300平方米的平房，就是我們的實驗室，裡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，但在這裡取得的成果，為後來的許多應用打下了堅實的基礎。」
上世紀80年代末開始，許祖彥發明瞭多種雷射波長的調控技術，實現從深紫外到中紅外波段寬調諧雷射輸出。後來，他帶領團隊研製出世界第一臺多波長光參量雷射器，還帶領研究組與陳創天院士研究組合作，成功研製出深紫外固態雷射源前沿裝備，使我國成為世界上唯一能夠研製實用化、精密化深紫外全固態雷射源的國家，開拓了深紫外波段先進科學儀器的新領域。在此基礎上，我國科學家在石墨烯、高溫超導、拓撲絕緣體等研究中獲得了一系列重要結果。
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，「雷射就是一項支撐技術，困難再大，我們也要自己做。」
「我們努力做出來了，並且做得很好，為產業化發展建立了信心」
上世紀60年代中期，國際上關於雷射顯示的研究剛剛起步。不久後，許祖彥和團隊就在國內率先開展了雷射全息照相研究，並不斷思考雷射大色域顯示和3D顯示的發展前景。1996年，他提出發展大螢幕雷射全色顯示的設想，「發展高技術產業，還是要做出個規模來才有意義。」許祖彥說。
許祖彥提出多項專利技術，研製出多種大功率紅、綠、藍三基色DPL（全固態雷射器），合成20瓦以上的白光雷射。他和團隊成員又與國內多家科研單位聯合攻關，2003年，他們終於在國內首次實現了雷射全色投影顯示；接下來，他們又相繼完成了60英寸、80英寸、140英寸、200英寸等系列雷射顯示原理樣機的研發。
「我們的努力證明，雷射顯示是可行的。」許祖彥說，「自雷射發明以來，人們就想用它做顯示，理論上雷射全色顯示色域廣，顯示的圖像應當很好看，我們努力做出來了，並且做得很好，為產業化發展建立了信心。」
為了實現產業化目標，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……他和團隊不斷提昇技術水準，終於等來了雷射顯示產業化的時機。
2015年5月，杭州中科極光科技有限公司成立。作為理化所的技術成果轉移轉化企業，這家公司掌握的「真雷射」顯示技術，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線，公司在工程投影、家庭影院、數字化放映等多個方面實現量產。
「當年許院士做雷射顯示的時候，遇到的都是前所未見的難題。中科極光開始的新一輪產業化探索，同樣沒有現成的經驗。」師從許祖彥的理化所應用雷射研究室主任畢勇說，「我們不僅要繼承老一輩科研人員的技術積累，更要學習他們孜孜以求的精神。」
「戰略科學家既要知道任務總體，還要知道其中的關鍵技術」
從事雷射研究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，從戰略研究到實驗技術細節，他都盡心盡力。「有新當選的院士問我『院士怎麼當』？我說『院士不好當』。原來是教授、總工程師，當了院士、成了工程科學家了，更要爭當戰略科學家。」許祖彥說。
什麼是戰略科學家？在許祖彥看來，一是能找到戰略方向，二是知道怎麼去實現這個戰略方向。「戰略科學家既要知道任務總體，還要知道其中的關鍵技術，在某些特定領域要『知道全部』。」
在雷射領域，從上游的基礎研究、應用基礎研究，到下游的產業化，許祖彥全都「做了一遍」。「我做雷射60年，我的黨齡也是60年，一定要做點對國家有用的東西。我沒什麼了不起，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人才。他是中國科學技術大學第一屆畢業生，老師中不少都是科學泰斗和傑出的科學家。老師們的言傳身教讓許祖彥受益匪淺，他也希望自己能夠「發光發亮」，薪火傳承。
「我們需要一批具有學術引領能力和產業發展帶動能力的領軍型科研人才。」許祖彥說，要鼓勵青年科研人員「為創新找路子」，不能有「吃老本」「過小日子」的想法。他呼籲體制機制創新，為具備潛質的中青年人才打通成長管道；他喜歡舉辦學術沙龍，喜歡給學生講故事，因為「故事能啟發人的悟性」；學術夏令營請他去給學生們作報告，他不願只站在講臺上，而是要坐到學生中間，平等對話……
生活中的許祖彥喜歡做菜，對於自己拿手菜的每個操作步驟都如數家珍，甚至還用上了科學術語，比如「做涼拌蘿蔔絲的訣竅是用『飽和糖水』」。他說做菜的過程「既有程式又有認識」，「要一邊改變『參數』一邊調優」，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。但無論做什麼事，關鍵是做的時候要保持專注。」許祖彥說。
記者手記
以時間刻度標註創新高度
82歲高齡，60年的科研生涯，但許祖彥說自己最缺的就是時間，最不願浪費的也是時間。60年來，以許祖彥為代表的幾代「追光者」，正是以只爭朝夕的緊迫感、水滴石穿的耐心、一以貫之的專注，換來了我國在雷射技術領域躋身世界前列、雷射顯示產業「從原理可行、技術可行，到產業可行」的成就。
科技革命日新月異，產業變革飛速發展。我國的科技事業既要緊跟前沿，更要立足長遠。尤其對一些週期長、見效慢的基礎研究、支撐技術研發來說，更要保持足夠的耐心，摒棄「短平快」思維，腳踏實地、久久為功。希望更多肩負自主創新使命的「追光者」，以時間刻度標註創新高度，蹚開天高海闊的創新之路，成就意義不凡的奮鬥人生！
高偉男攝
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許祖彥：物理學家，雷射技術專家，中國工程院院士。他發明多種雷射波長的調控技術，實現了從深紫外到中紅外波段寬調諧雷射輸出；成功合作研製出深紫外固態雷射源前沿裝備，使我國成為世界上唯一能夠研製實用化、精密化深紫外全固態雷射源的國家，開拓了深紫外波段先進科學儀器的新領域；他領導團隊在國內率先實現紅、綠、藍三基色全固態雷射投影顯示，推動了我國大色域顯示技術的發展。
北京冬奧會閉幕式上，「折柳寄情」的場面至今令人記憶猶新：一棵由雷射組成的「參天大樹」在舞臺中央拔地而起，無數條光束透過主火炬臺，穿雲破霧、直達天際。這棵「大樹」應用的是我國自主研發的「真雷射」技術，其背後凝結的是一位82歲的雷射技術專家孜孜「追光」60年的奮鬥成果。他就是中國工程院院士、中國科學院理化技術研究所（以下簡稱理化所）研究員許祖彥。
「雷射就是一項支撐技術，困難再大，我們也要自己做」
許祖彥的辦公室陳設簡單，最顯眼的就數牆上寫得滿滿的白板和角落裡的那臺雷射電視了，「這邊是基礎，那邊是應用。」許祖彥輕觸遙控器按鍵，雷射電視清晰的畫面便投射到牆壁上。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，雷射顯示是以紅、綠、藍三基色雷射為光源，通過調控三色雷射強度比、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」，「看久了眼睛也不會有明顯的疲勞感。」許祖彥讓記者坐到雷射電視前的沙發上，自己卻拉來一把小椅子。許祖彥說，自己習慣坐硬板凳。而研究雷射的這條「硬板凳」，他一坐就是60年……
在組成物質的原子中，有不同數量的粒子（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，會從高能級跳（躍遷）到低能級上，輻射出與激發它的光相同性質的光。在某種狀態下，能出現一個弱光激發出一個強光的現象。這就是「受激輻射的光放大」，簡稱雷射。
上世紀60年代初，許祖彥進入中國科學院物理研究所（以下簡稱物理所）陳春先研究小組工作。當時，國際上對雷射的研究剛興起，物理所也著手開展雷射研究。
1964年，許祖彥在剛建成的50萬焦耳閃光燈泵浦固體雷射實驗室內，使用兩根1米長的紅寶石晶體，在液氮溫度下的自由震盪運轉，產生了3000焦耳的雷射脈衝，擊穿了1厘米厚的鋼板；此後不久，他們又使用隱花菁染料對紅寶石雷射調Q（一種實現雷射「脈衝輸出」的手段），實現了500兆瓦巨脈衝輸出，用5厘米透鏡聚焦電離擊穿空氣，產生等離子體線。
「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爐改裝。「我從沒見過這麼大功率的電器，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致爆炸，他還研發了特種保險絲。「一間300平方米的平房，就是我們的實驗室，裡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，但在這裡取得的成果，為後來的許多應用打下了堅實的基礎。」
上世紀80年代末開始，許祖彥發明瞭多種雷射波長的調控技術，實現從深紫外到中紅外波段寬調諧雷射輸出。後來，他帶領團隊研製出世界第一臺多波長光參量雷射器，還帶領研究組與陳創天院士研究組合作，成功研製出深紫外固態雷射源前沿裝備，使我國成為世界上唯一能夠研製實用化、精密化深紫外全固態雷射源的國家，開拓了深紫外波段先進科學儀器的新領域。在此基礎上，我國科學家在石墨烯、高溫超導、拓撲絕緣體等研究中獲得了一系列重要結果。
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，「雷射就是一項支撐技術，困難再大，我們也要自己做。」
「我們努力做出來了，並且做得很好，為產業化發展建立了信心」
上世紀60年代中期，國際上關於雷射顯示的研究剛剛起步。不久後，許祖彥和團隊就在國內率先開展了雷射全息照相研究，並不斷思考雷射大色域顯示和3D顯示的發展前景。1996年，他提出發展大螢幕雷射全色顯示的設想，「發展高技術產業，還是要做出個規模來才有意義。」許祖彥說。
許祖彥提出多項專利技術，研製出多種大功率紅、綠、藍三基色DPL（全固態雷射器），合成20瓦以上的白光雷射。他和團隊成員又與國內多家科研單位聯合攻關，2003年，他們終於在國內首次實現了雷射全色投影顯示；接下來，他們又相繼完成了60英寸、80英寸、140英寸、200英寸等系列雷射顯示原理樣機的研發。
「我們的努力證明，雷射顯示是可行的。」許祖彥說，「自雷射發明以來，人們就想用它做顯示，理論上雷射全色顯示色域廣，顯示的圖像應當很好看，我們努力做出來了，並且做得很好，為產業化發展建立了信心。」
為了實現產業化目標，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……他和團隊不斷提昇技術水準，終於等來了雷射顯示產業化的時機。
2015年5月，杭州中科極光科技有限公司成立。作為理化所的技術成果轉移轉化企業，這家公司掌握的「真雷射」顯示技術，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線，公司在工程投影、家庭影院、數字化放映等多個方面實現量產。
「當年許院士做雷射顯示的時候，遇到的都是前所未見的難題。中科極光開始的新一輪產業化探索，同樣沒有現成的經驗。」師從許祖彥的理化所應用雷射研究室主任畢勇說，「我們不僅要繼承老一輩科研人員的技術積累，更要學習他們孜孜以求的精神。」
「戰略科學家既要知道任務總體，還要知道其中的關鍵技術」
從事雷射研究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，從戰略研究到實驗技術細節，他都盡心盡力。「有新當選的院士問我『院士怎麼當』？我說『院士不好當』。原來是教授、總工程師，當了院士、成了工程科學家了，更要爭當戰略科學家。」許祖彥說。
什麼是戰略科學家？在許祖彥看來，一是能找到戰略方向，二是知道怎麼去實現這個戰略方向。「戰略科學家既要知道任務總體，還要知道其中的關鍵技術，在某些特定領域要『知道全部』。」
在雷射領域，從上游的基礎研究、應用基礎研究，到下游的產業化，許祖彥全都「做了一遍」。「我做雷射60年，我的黨齡也是60年，一定要做點對國家有用的東西。我沒什麼了不起，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人才。他是中國科學技術大學第一屆畢業生，老師中不少都是科學泰斗和傑出的科學家。老師們的言傳身教讓許祖彥受益匪淺，他也希望自己能夠「發光發亮」，薪火傳承。
「我們需要一批具有學術引領能力和產業發展帶動能力的領軍型科研人才。」許祖彥說，要鼓勵青年科研人員「為創新找路子」，不能有「吃老本」「過小日子」的想法。他呼籲體制機制創新，為具備潛質的中青年人才打通成長管道；他喜歡舉辦學術沙龍，喜歡給學生講故事，因為「故事能啟發人的悟性」；學術夏令營請他去給學生們作報告，他不願只站在講臺上，而是要坐到學生中間，平等對話……
生活中的許祖彥喜歡做菜，對於自己拿手菜的每個操作步驟都如數家珍，甚至還用上了科學術語，比如「做涼拌蘿蔔絲的訣竅是用『飽和糖水』」。他說做菜的過程「既有程式又有認識」，「要一邊改變『參數』一邊調優」，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。但無論做什麼事，關鍵是做的時候要保持專注。」許祖彥說。
記者手記
以時間刻度標註創新高度
82歲高齡，60年的科研生涯，但許祖彥說自己最缺的就是時間，最不願浪費的也是時間。60年來，以許祖彥為代表的幾代「追光者」，正是以只爭朝夕的緊迫感、水滴石穿的耐心、一以貫之的專注，換來了我國在雷射技術領域躋身世界前列、雷射顯示產業「從原理可行、技術可行，到產業可行」的成就。
科技革命日新月異，產業變革飛速發展。我國的科技事業既要緊跟前沿，更要立足長遠。尤其對一些週期長、見效慢的基礎研究、支撐技術研發來說，更要保持足夠的耐心，摒棄「短平快」思維，腳踏實地、久久為功。希望更多肩負自主創新使命的「追光者」，以時間刻度標註創新高度，蹚開天高海闊的創新之路，成就意義不凡的奮鬥人生！
