西安炬光科技光学学科带头人蔡磊:让激光“点亮”世界

时间:2018-09-22 19:57来源:西安高新区作者:wuping 点击:
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摘要:爱因斯坦曾说过,提出一个问题往往比解决一个问题更重要。因为解决问题也许仅是一个数学上或实验上的技能而已,而提出新的问题,却需要有创造性的想象力。在十多年的科研工作中,西安

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爱因斯坦曾说过,“提出一个问题往往比解决一个问题更重要”。因为解决问题也许仅是一个数学上或实验上的技能而已,而提出新的问题,却需要有创造性的想象力。在十多年的科研工作中,西安炬光科技股份有限公司研发中心光学设计工程师,公司光学学科带头人蔡磊对这句话一直深信不疑,并用行动践行着这句话。
 

时刻坚守一线 全力做出精品

刚毕业的蔡磊在上海一家企业从事光学镜头研发工作,“那会儿毕业刚半年多,在当时的公司设计了一款镜头,各项指标都超出客户要求的10%到15%,我自己觉得那款产品很不错”。设计完成之后,蔡磊制出一份详细的图纸拿去进行报价,然而结果却出乎意料。该款镜头的价格远远超出他之前的估测范围,令本来还满意于自己研发结果的蔡磊大失所望。随后经过仔细分析,他发现,问题出在当时公差比较严,零件的装配水准与他之前的预想也有一定差距,如果按照设计图纸将零部件拿来进行组装,最终的成品合格率甚至不足70%,与企业制定的90%的目标相差甚远。

“明确问题所在后,我对之前的设计重新进行了调整。但经过多次调整依旧无法彻底解决成品合格率不达标的问题。”不甘心自己的成果就此失败,于是,他对这次设计进行了认真分析,最后发现根本原因在于自己毕业不久,经验欠缺,也没有深入一线了解,不清楚加工技术和公差水准,也不了解当时的装调工艺。

“这件事让我反思很久,从那以后,我时刻告诉自己做设计一定不能脱离一线,不能脱离现有的加工能力。不论做任何设计,首先要了解目前的加工能力、装调能力。其次,设计时在保证客户数据指标的情况下,使产品在现有水平下装调师更好加工,产品最终合格率更高。”蔡磊讲道。

来到炬光科技后,蔡磊最初接触的是工业再造修复的研究。在做第一代工业再造修复的熔覆激光头时,由于外界信息少,缺乏参考数据,无法确定镜头焦距。“当时只有美国一家企业做出了一个产品,它的焦距是150mm。我们想,既然对方做出了这个产品,那肯定是做过调研,我们就跳过了调研这一环节。可是当激光头做好进行测试的时候,就发现存在许多问题。”4000多瓦强激光的返回光极强,炬光科技参照美国方面所制造的150mm的镜头焦距无法对返回光产生弱化作用,激光器在返回光长期的照射下,使用寿命将大幅缩减,使用几个月就需要更换内部光源,很容易损毁。

对于这个问题,蔡磊和团队其他人员研究了许久,迟迟找不到解决的办法。最终只得重新进行调研,并在实验中发现镜头的焦距长一些会更合适。“随着工作距离增长,激光头稍微增加一点点角度的偏离,就能够使激光器避过返回光的直射,于是我们就根据这一结果着手进行设计了下一代激光头。”

两次研究设计的失败经历给蔡磊留下许多启发:对内要深入一线,做设计之前,认真分析内部的加工工艺是否能够完成产品的加工装调,是否需要引进新工艺、新设备来完成这项设计。对外则要踏实做好调研工作,认真研究,外面的市场需要什么,怎样将产品做好,这个设计是否存在风险。设计方案完成之后还会在内部与其他部门如市场部门进行探讨,分析其市场价值和存在的不足。经过内部多次的讨论研究,最终呈现出一个成熟的方案。

保持敏锐的洞察力 针对市场做研发

目前我国在激光领域的整体综合实力处于国际第二梯队,但在个别领域具有比较突出的优势。以半导体激光器为例,目前所使用的核心部件——发光芯片,国内虽然也有一些企业在做,但大多企业所使用的还是国外生产的芯片。

从设计能力方面分析,国内与国外之间的差距并不大,双方主要差距在基础工业方面,在芯片领域的研发制造水平上。“当前国家在大力扶持芯片企业发展,园区内有一家做芯片的企业,他们的芯片生产技术已经可以与国外相媲美。”蔡磊说。

激光光学是一个朝阳行业。半导体激光器理论上在20世纪60年代就已出现,并在长期的实验中逐渐走向成熟。2007年,国家千人计划专家、炬光科技董事长刘兴胜博士从国外归来,并组建了一支优秀、年轻的团队。技术的支撑和年轻的团队为炬光科技的发展提供了强大助力,也为国内激光光学的发展带来了新的契机。炬光科技发展初期,借助同中科院西安光机所的合作,一步步成长为国内实力最强的高功率半导体激光器品牌。企业自主开发并批量生产10个系列产品,已广泛应用在生命科学、先进制造、科研与工程、显示与成像、安全监控等领域。

“公司的同事们都很年轻,具有很强的探索精神,不断探索新的能力,新的技术。能够获得市场上一手的资料。积极去发现市场上的需求,根据市场需要明确自己要做什么。针对市场需求进行开发,这便于我们去创新一些市场上没有的东西。”蔡磊说,经过多年的发展,目前炬光科技在国内半导体激光器领域已处于第一,在整个国际上也能够达到前三的水平。

虽然在目前的领域中,炬光科技已经取得了不错的成绩,但未知永远大于已知。这一行业还有许多领域尚未开发,例如医疗美容的应用端方面,除激光嫩肤、激光溶脂、牙科之外,还有许多领域可以应用,比如外科、理疗、光动力治疗等,因为有新的领域在不断出现,创新研发就不能停止。

某个问题别人已经做过研究之后,再通过文献查找的信息,那是属于别人的,不是自己探索出来的,在科研上解决问题要有一定的创新。“做科研正是在不断地发现问题,从事科研工作与做其他工作一样,需要脚踏实地,要能吃苦耐劳,不能好高骛远,要耐得住寂寞。”蔡磊说,做科研是在不停接受挑战,这些挑战来自选题,来自项目,也来源于自身,极度消耗人的精力,所以做科研需要强烈的好奇心来驱动人们不断对自己进行挑战。

作为一名科研人员,不断创新,不断接受来自科研道路上的挑战就是蔡磊的职责和使命。他一心扑在光学科研事业上,并针对医疗、泵浦、工业加工、科研应用、检测照明等领域不同应用特点,研制出创新性和针对性的光学系统,尤其推进了半导体激光器在各领域的广泛应用。当发现一个新领域,必然要进行创新,占领制高点,将创新性、有应用价值的东西做出来,来实现经济价值的转化。

“随着科技的发展,不断有新的应用端出现,这就要我们时刻保持敏锐的洞察力,和外界各领域应用端保持良好的对接,才能最快发现新的应用领域来进行创新。企业做科研是以经济价值为导向,直接转化或者为下一代产品做好技术铺垫,但最终都会转化为经济价值。发现一个新的应用价值,将比创新一个领域的前景更大。”

加强产学研一体 推动科研成果产业化

科研是推动社会进步的一个重要方式,企业在进行科研时,所追求的最终目的与高校和科研院所不同,企业更加重视将科研成果转化为经济成果。蔡磊说:“这个转化过程中,研究成果必须和市场需求相匹配,要将创新的部分在产品中展示出来,不能将设计或创新只存在于理论方面,而无法在实际中体现,做不出东西,这是不行的。”当研究成果在产品上体现时,如果哪部分存在困难,就需要继续细化研究,确保最终能将研究成果转化为实际的产品。

蔡磊认为,只有将研究成果转化为经济成果、具体的产品,才能体现经济价值,并且要在三到五年内实现一定的产值。同时,对于长远的探索性研究也在进行,为产品的迭代更新做准备,做铺垫。但这些也都是基于要对成果进行转化,为能够转为经济成果而努力。

在过去,研究所的科研工作者们在一项研究结束后,他们的成果就是一个个专业性的报告、文章,这对于他们而言,任务就已经结束了。但这些研究成果停留在纸张上,搁置在实验室中,没有转化成经济成果,对于整个社会来说,就是极大的损失。蔡磊认为在产学研一体化方面,西安光机所“拆除围墙,开放办所”的创新发展模式很好,很适合类似的机构学习借鉴。炬光科技在成立之初,通过与西安光机所的合作,获得了最初的启动资金,实现了从无到有、由小到大,并最终发展为国内首屈一指的高功率半导体激光器研发和生产公司。

高新区聚集了众多优秀的高新技术企业,对高层次人才也十分重视,在产学研一体方面做得很好,众多科研院所与企业在自发或政府主导下实现的合作快速推进了高新技术产业的发展和技术的改进提升,在西安非常具有代表性。“能深切感受到目前政府对于科研工作者的重视,高新区和市上对科研工作者的重视带给大家极大的信心和鼓励,也是对我们做过的成果的认可。”蔡磊说,“今后将继续努力,利用自己所学所知为社会创造更大价值,做出更突出的成绩,让激光点亮世界。”

来源:西安高新区

责编:马翔

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