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  业界访谈    
山大晶体实验室:被总理称为“国家的宝贝”
作者:cmh        来源:科技日报 
日期:2017-04-27    阅读次数:207
副标题:

      据 王延斌、车慧卿 报道,“总理说,你们这个实验室不仅是山大的宝贝,也是国家的宝贝。”尽管时间已过三天,山东大学晶体材料国家重点实验室(下称山大晶体实验室)主任陶绪堂还沉浸在总理视察实验室的一些细节中,“ 那些大块晶体样品,总理要亲手摸一摸,为我们 60 年如一日的坚守点赞;那摆在桌上的超大晶片,他会搬起来试试重量,尤其对晶体用途、研发模式感兴趣……” 
      晶体,在常人眼中是晶莹通透、 高贵美丽的化身,但在陶绪堂眼中,它更是战略物资。比如:中国激光武器项目代号“ 神光 ”,可拦截洲际导弹,打击卫星和击落隐身战机。但大尺寸优质 KDP( 磷酸二氢钾 )晶体已成为该项目 “ 瓶颈中最细的部分”。立足于山大晶体实验室多年的研究,该项目成功研制出大尺寸 KDP 晶体。 
      陶绪堂告诉科技日报记者,这种超大尺寸 KDP 晶体在晶体质量、生长速度、晶体尺寸方面已跻身世界级,承担并完成了国家工程需求 2 / 3 以上的任务。 
      在山大晶体实验室里的培养器中,形如大号“冰糖”、半米多高的晶体正从容器顶端往下“生长”。这是不一样的生长过程,它先生成晶核,再逐渐长大,一层接一层,或者一层尚未长完,另一层已开始生长。作为高新技术和军事技术中不可或缺的关键性材料,它被广泛地用于制导、测距、光电对抗、导弹、火箭、卫星、载人飞船、通讯等军民领域。 
      陶绪堂说,作为我国最早建设的 10 个国家重点实验室之一,我们实验室 60 年来只做了一件事——深耕晶体材料领域,做深、做透。迄今已研发出一百多种重要晶体材料,其中十多项成果填补国际空白,先后斩获了国家技术发明一等奖、二等奖、三等奖,国家科技进步二等奖等诸多奖励。 
      有国际同行评价山大晶体实验室,“别人长不出来的晶体,他们能长出来;别人长不大的晶体,他们能长大;别人没有长过的晶体,他们也要长。”这句评价立足于一个现实——在人工晶体研究方面,中国的原创性工作走在世界前列; 而山大晶体实验室一直是中国“军团”的中坚力量。 
      碳化硅晶体材料具有高频、 大功率和耐高温的特性, 是新一代雷达系统的核心——运用这种材料, 雷达便有了 “ 千里眼 ”,可以穿越几千公里发现棒球大小的物体。 这个实验室研发的高纯半绝缘碳化硅半导体材料使我国拥有了自主可控的重要战略物资,打破了国外禁运。 
      陶绪堂表示,沿着“需求牵引”的导向, 我们实验室的产品落地到企业并转化的产品不下 10 项,由此产生的效益不下 100 亿,仅半导体激光器单项技术年产值就超 7 亿元。 
      任何实验室的成长离不开人。 如果说山大晶体实验室是山大的宝贝,那么已故中科院蒋民华院士则是实验室的宝贝。这位中国功能晶体研究和开发的先驱者和带头人之一,为实验室奉献了整整 60 年,一手推动实验室从无到有、 从小到大。陶绪堂说:“他的世界眼光、渊博学识、坚守性格至今还影响着实验室。” 
      蒋院士留下的另一遗产,便是推动成立了不少于 12 位院士担当委员的山大晶体实验室学术委员会。 这个“ 超豪华 ”院士阵营涵盖了晶体材料研究的主要方面——他们充当技术指导,帮助后辈 “ 扶上马,送一程 ”,确保了新一代“重量级”成果源源不断出现。 
      为什么这个实验室被总理称为 “ 国家的宝贝 ”? 或许,这些都是答案。 
      (科技日报济南4月25日电)

7412
高性能热界面材料研究获进展
来源:科学网-ACSN 发布时间:2017/4/26
近日,中国科学院深圳先进技术研究院汪正平、孙蓉和香港中文大学许建斌领导的广东省先进电子封装材料创新科研团队在高性能热界面材料方面取得新的突破。相关论文A Combination of Boron Nitride Nanotubes and Cellulose Nanofibers for the Preparation of A Nanocomposite with High Thermal(《高导热氮化硼纳米管与纤维素纳米纤维复合材料》)在线发表在纳米材料期刊ACS Nano (DOI: 10.1021/acsnano.7b02359)上。
随着电子科技的迅速发展,电子器件的功率和集成度日益提高,自1959年以来,器件的特征尺寸不断减小,已从微米量级向纳米级发展,同时集成度每年以40~50%的高速度递增。在电子器件中,相当一部分功率损耗转化为热的形式,而电子器件的耗散生热会直接导致电子设备温度的升高和热应力的增加,对电子器件的工作可靠性和使用寿命造成严重威胁,高性能热界面材料的研究与开发已经受到科学界和工业界的广泛关注。
针对传统的聚合物基热界面材料的导热性差的问题,导热基板材料研究小组许建斌、曾小亮等人通过对复合材料的结构和制备方法进行设计,结合氮化硼纳米和纳米纤维素纤维的优势,采用简单的真空辅助抽滤方式制备了具有高度取向的绿色可降解复合材料。由于氮化硼纳米管与纳米纤维素纤维之间较强的范德华力相互作用,该绿色可降解复合材料在25%质量分数的氮化硼纳米管时,导热系数高达21.39 W/mK。该项研究成果为制备高性能热界面提供了一种新的绿色材料和方法,具有良好的应用前景。
该项研究得到广东省“先进电子封装材料”创新科研团队和深圳市“先进电子封装材料”孔雀团队、国家自然科学基金等项目的资助。(来源:中国科学院深圳先进技术研究院)

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哈工大研制的激光通信载荷搭载卫星顺利升空
来源: 黑龙江日报   2017-04-25 
日前,中国首颗高通量通信卫星“实践十三号”卫星在中国西昌卫星发射中心成功发射,哈尔滨工业大学研制的激光通信载荷搭载卫星顺利升空。而“实践十三号”卫星将首次在高轨道上应用激光通信和电推进等技术。
据了解,负责研制激光通信载荷的主要是哈工大教授马晶、谭立英团队,该团队长期以来专注激光通信技术研究,坚持创新,勇于实践,研制的激光通信载荷是航天领域的标志性成果,此次激光通信载荷搭载将完成首次高轨激光通信试验任务。
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国防科大实现5.02 kW近衍射极限合成激光输出
来源: 中国光学期刊网  2017-04-25 
国防科大刘泽金课题组通过锁相控制系统优化、离焦像差补偿、高精度光程控制,通过四路窄线宽、线偏振光纤放大器的相干偏振合成,实现了5.02 kW的近衍射极限合成激光输出,合成效率达93.8%。该成果报道在《中国激光》2017年第4期上
实验中采用的合成系统结构示意图如图1(a)所示。窄线宽种子激光(NBL)首先经过分束器(BS)分为四路,随后依次注入到相位调制器(PM)和光纤延迟线(DL)。各路激光经过DL后注入三级全保偏级联光纤放大系统(A1、A2、A3)进行功率提升。放大后的光束经过自主研制的离焦补偿型准直系统(CO)准直输出后参与相干偏振合成。
图1(b)为四路放大器输出功率与泵浦功率的对应关系,放大后四路激光功率分别为1.29 kW、1.14 kW、1.12 kW、1.8 kW,进一步功率提升受限于泵浦功率。
图1(c)为合成功率与合成效率随总入射功率的对应关系。当总注入功率为5.35 kW时,合成激光功率为5.02 kW,系统合成效率达93.8%。
 
图1(a)实验方案示意图;(b)四路放大器输出功率与泵浦功率的对应关系图;(c)合成功率与合成效率随总入射功率的关系图。
研究表明,合成激光功率为5.02 kW时合成激光光束质量测量值M2<1.3,此功率水平代表了当前国际上相干偏振合成系统的最高输出功率。
高功率光纤激光器由于电光效率高、光束质量好、结构紧凑等优点,在生物医疗、激光加工、国防安全等领域得到了广泛的应用,而相干偏振合成技术是光纤激光器获得高功率输出的一种有效方法。
相干偏振合成技术能够克服非线性效应、热效应、模式不稳定等多种因素,实现更高亮度的激光输出。然而,该合成技术对光源特性(模式、偏振、谱线)、合成元件特性(动态抖动、热像差)、相位控制系统锁相残差等因素均提出了严格要求,研制难度大。

    
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