我国激光薄膜为何能占据世界高地

在同济大学四平校区的一个不起眼院落外，挂着“精密光学工程技术研究所”的牌子。且不说外人，即便是普通的同济学子，也未必知道实验室里的“秘密”。殊不知，这里是我国激光薄膜器件的重要研究基地，也是国内一流的X射线多层膜光学与技术研究平台，在激光薄膜领域占据了世界的高地。

一颗灰尘 就会影响激光装置

每个去实验室的人，必须做到一尘不染。记者走进实验室的第一个房间，先要穿上清洁的工作服，戴上工作帽，套上鞋套；第二个房间是风淋门，每个来访者都要在此经过消静电的洁净新风吹洗；再走入下一个房间，眼睛一亮，来到一个激光薄膜器件的世界。激光薄膜的优化设计、超精密制作、高精度表征等等，便是实验室里的工作了。

即便在纳米薄膜世界，也要做到“一尘不染”。实验室的研究人员告诉记者，激光薄膜是强激光装置的核心器件，也是其中的薄弱环节。如果薄膜上有一颗灰尘，也有可能影响激光装置的使用。那么，实验室出来的光学薄膜要达到什么样的标准呢？当然这是商业秘密，不过研究人员还是举了一个形象的例子：就像在一个篮球场里，不能有一个芝麻大小的灰尘存在。

填补空白 成功提高使用寿命

实验室里究竟在做什么呢？原来，高功率/高能激光技术及装置是国防战略和新兴产业的制高点之一，对国家安全和国民经济建设具有重大支撑作用。我国的高功率激光器、激光雷达、激光测距、激光切割等装置一直存在突出的薄膜器件损伤问题，导致激光系统无法长时间满负荷运行，这已成为制约高功率/高能激光技术应用和发展的瓶颈。而激光薄膜器件的核心技术、关键工艺和高端器件长期受到国外封锁与禁运，必须依靠自主研发。这个实验室，就是要为高功率/高能激光相关重大科技需求提供光学薄膜器件。

同济大学先进技术研究院院长王占山教授是实验室的负责人，他2001年只身来到同济大学，以一个“小片片”起步。何谓“小片片”？即“X射线多层膜分束镜”——一种新型的X射线光学元件。当时，国内此项研究成果尚属空白。他潜心钻研5年，将X射线多层膜分束镜做到国际领先水平。2006年期间，国家的重大激光装置由于其中激光能量密度最高的一个元件——pick-off镜经常损坏而无法正常运转。鉴于王占山在X射线多层膜领域的建树，国家重大激光装置委托王占山进行攻关研究，啃下这个硬骨头。王占山毫不犹豫答应下来，带领科研团队通过多年的持续科研攻关，成功解决了超高功率激光装置用Pick-off镜的损伤问题，将该器件的损伤阈值提高了近1个数量级，将其使用寿命由几周提高至几年，有力支撑了装置建设。同时，团队进一步深化基础科学的研究，揭示了薄膜器件损伤的科学原理和定量规律，实现了高损伤阈值激光薄膜器件高效率、高稳定性的批量制作。

自主研发 军转民为百姓造福

近年来，王占山团队为我国激光重大工程、激光雷达、测距等装备提供高损伤阈值激光薄膜器件5300余件，有力支撑了我国强激光装置等重大工程建设和装备的自主研发。

随着中国经济的起飞，激光装置由军用转向民用。实验室的工作有了更多的需求。就在记者采访实验室的这一天，同济大学、润坤（上海）光学科技有限公司共同签署《技术专利转移协议》，将王占山团队自主研发的“高性能激光薄膜器件及装置”6项发明专利授权转让，合同金额共计3800万元人民币，创下了同济大学历史上最大额度的技术转移现金合同。通过这次技术成果转移转化，推动军民两用技术的产业化，实验室里的产品、设备不仅要为高功率/高能激光国家重大需求以及相关方向的国际前沿学术研究提供服务，更要应运于激光切割、激光手术等民用领域，为百姓造福。