本刊记者/柳志宏
2007年09月01日
2007年8月20日本刊记者应邀来到中科院物理所。敲门而入,一位慈祥、和蔼的老人进入了我们的视线。花白的头发,稳健的步履,没有太多的寒暄,一句“很准时嘛!”就忙着沏茶。坐在小圆桌旁,闻着三杯清茶飘出的淡淡幽香,我们开始了对许祖彦院士的专访。
记者:许老师您好,我们熟知的激光技术是从上个世纪60年代开始研究的,您简单介绍一下我国激光技术研究的历史,好吗?
许祖彦:好的。1960年世界上第一台激光器问世。1961年夏,我国第一台红宝石激光器研制成功,此后短短几年内,激光技术迅速发展,产生了一批先进成果。各种类型的固体、气体、半导体和化学激光器相继研制成功。作为具有高亮度、高方向性、高相关性的新光源,激光很快应用于各种技术领域,像通信、工业、医学、国防等生产、生活的方方面面。1964年,我国第一所,也是当时世界上第一所激光技术的专业研究所——中国科学院上海光学精密机械研究所(简称“上海光机所”)成立。同年,启动“6403”高能钕玻璃激光系统,1965年开始研究高功率激光系统和核聚变计划,1966年制定了研制15种军用激光整机等重点项目的计划。由此有力地牵引和带动了激光技术各方面在我国的发展。“文革”期间,我国激光事业借助重点项目的支撑,艰难地生存了下来并取得可贵的进展。改革开放以来,激光技术获得了空前发展的机遇,在多项国家级战略性科技计划中,激光技术受到重视。“863”计划七大领域中有激光技术和光电子技术(包括用于信息领域的激光技术),1995年又增列了“惯性约束聚变”主题,国防预研光电子技术作为跨部门项目正式立项,其中包括激光技术。在国家“六五”和“七五”攻关计划中,激光技术被列为重大项目。经过47年的努力,我国激光技术有了较为雄厚的技术基础和一支高素质的科研队伍。可以预计,我国激光科学技术在新时期必将有更大的发展。
记者:许老师,激光在生产、生活中已经被广泛应用,请您简单介绍一下激光同一般光相比有什么特点?
许祖彦:激光也是一种光,它是根据爱因斯坦的受激辐射原理所产生的一种单色光,它跟一般光相比具有三个特点,一个是单色性特别好,第二是方向性特别好,第三个是亮度特别高。比如说单色性方面,过去我们都是用光谱灯(如氪86),它的线宽是万分之一个纳米,而我们通常用的氦氖激光是一亿分之一纳米。普通的灯光方向性很差,我们激光可以达到千分之一个弧度。在60年代就利用它方向性好的特点,精确测量出了地球到月球的距离。同时它的亮度高,比如说灯泡发光亮度最多是106cd/m2,太阳光可以达到109量级,而激光可以达到1014。
记者:您是在大三也就是1960年开始研究激光技术的,在40多年的激光研究中,您认为激光显示技术同前三代显示技术相比有什么不同?
许祖彦:第一代显示是黑白显示,主要解决图像的问题。第二代显示是彩色显示,解决色彩的问题。第三代数字显示解决的是保真度、清晰度的问题。“激光显示”是第四代显示技术,它充分吸纳了数字显示技术的高清晰度、数字信号等方面的优点,同时,在颜色上与上一代显示产品相比色域表达能力提升超过2倍以上,具有更大的色域表现空间,实现最完美的色彩还原能力;寿命提升超过10倍。据测量,液晶平板电视只能表现出人眼所能识别色域的27%,而激光电视色域覆盖率可达90%。激光电视的功耗是传统电视的1/4,生产过程也保持极高的环保特性。
记者:您认为激光显示技术的用途及存在的相关问题有哪些?
许祖彦:激光显示技术用途很广泛,但更适用于室内。它的全色显示将在公共信息大屏幕、激光电视、数码影院、家庭影院、车载显示、游戏显示、手机移动显示以及个性化头盔显示系统等领域具有很大的发展空间和广阔的市场应用前景。但同时必须要有相关的设备产品跟上,像激光用于家庭影院,就必须有相应的碟片跟上,否则60%~70%的颜色显示不出来,激光显示技术的优越性则更体现不出来。用于电视上,电视频道将增加一倍,而且,电视的标准也要更换。以上这些涉及人们生活的方方面面,激光显示技术将从根本上改变现有的一切,从而引发一场“视觉革命”。
记者:请您谈谈激光显示技术研制成功的重要意义是什么?
许祖彦:总体来讲,前三代显示产业发展我们没有掌握核心技术,处境有些被动,即使购买了生产线和专利,每年也必须花巨资买材料,是买得起用不起。在激光显示这一代,我们占据了一些主动,从材料到技术,从激光光源到图像引擎,基本都是自主研发的。有关激光显示方面的国际专利,目前世界上现有100余项,我国持有48项专利并涉及到激光显示的主要关键环节,尤其是中科院拥有的大色域激光显示核心专利,几乎覆盖了大色域激光显示技术较为基础的部分。换句话说,我国激光显示产业基本上实现了“自保”。其次,可以成为我国与外国企业专利交换、分享全球市场的条件。并且我们有望参与下一代显示产业国际标准的制定,从而有可能改变一直以来的被动境地。
记者:您可谓是第一个吃螃蟹的人,在别人还迟疑的情况下,您就开始研究激光显示技术。据悉,西方国家这方面的研究仍停留在实验室,而我国已有了“激光显示产业化示范基地”,您能谈一下目前激光显示产业化的进程吗,当前产业化面临的主要问题是什么?
许祖彦:在激光显示技术方面,目前只是做出了样机,还没有正式的产品。包括今年“第十届中国北京国际科技产业博览会”上,北京中视中科光电技术有限公司推出的全球首创120英寸激光电视,它也是个样机。许多国内外公司宣称他们推出了产品,实际市场上并没有出现。当前激光显示产业化仍需要一段时间。而产业化面临的最大问题是价格,也就是成本太高。设想100万一台电视机是没有人买的,激光显示技术要真正走进千家万户至少需要5~10年的时间。也有人建议,先做高端市场,逐步产业化,这也是一个办法。所以目前大家都在努力做,就是怎样提高激光显示技术的性价比,让它能够降价到一般人可以接受的地步。
记者:激光技术发展了近50年,您也研究了近50年,半个世纪研究激光技术您最大的收获和感触是什么?
许祖彦:我是在大三的时候到中国科学院实习,从中国科技大学毕业后就到这里工作了。1961年我国开始研究激光,“文革”期间我们开始做激光显示技术,1996年之前是气体激光,1996年之后开始研究固体激光,“九五”、“十五”、“十一五”都在做固体激光。激光显示技术我们研究了十几年,实验结果证明了理论的正确性,到了目前这个阶段,科研的任务已经完成。基于条件的不成熟和各种弊端,激光显示技术产业化将需要一段时间的等待。至于感触,我经常想:人,一辈子干好一件事就不容易了,重要的是坚持做下来,有多大困难也要坚持下来,一开始可能不知道这样做下来有什么意义,等到最后或许就豁然开朗。最习以为常的往往是最不平凡的。
与许老师畅谈两个多小时,除了激光技术外,我们也谈到了军事、政治、体制等方方面面。聆听导师的教诲,令人耳目一新。值得一提的是,打扰许老师太久,让来访的另一位客人等了许久,内心颇为不安。整个采访过程中时刻感受到一种平凡的伟大,一天坚持一件事我们都能做到,一个月做一件事咬咬牙也能坚持住,但几十年如一日的去做一件事,就需要一种精神、一种对事业的挚爱、一种水滴石穿的无悔。许祖彦院士用近半个世纪的行动阐释了这种无悔。
许祖彦,1940年生,四川省邛崃县人,激光技术专家。1963年中国科学技术大学毕业,中国科学院物理研究所教授级高级工程师。主要进行了可调谐和全固态激光器研究,指导学生完成非线性晶体相位匹配折返现象普遍性的理论证明,并以此科学发现为基础,合作研制出多波长光参量激光器,首次实现多波长激光宽调谐,获国家发明二等奖;首次实现LBO光参量振荡和高效三倍频,首次将BBO光参量振荡效率和功率提高到商业水平,获中科院科技进步一等奖;发明光参量激光复合调谐技术,获中科院发明二等奖。合作研制YAG-染料-喇曼移频激光器,获国家科技进步二等奖。率先在国内研究大功率全固态激光器,合作研制出KW级基频(1064nm)器件、100W级二倍频(532 nm)器件、10W级三倍频(355 nm)和四倍频(266 nm)器件,KBBF晶体棱镜耦合专利技术首次实现六倍频(177.3 nm)激光输出。2001年,许祖彦当选为中国工程院院士。