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创新跨越 追赶纳米光子学的前沿

—— 专访中科院物理研究所研究员、博士生导师李志远教授

导读: 光学是一门古老的学科,对光的本性的探索和认识,从牛顿时代到爱因斯坦时代一直是推动物理学和自然科学进步的第一推动力。牛顿对太阳光颜色的棱镜实验揭开了物理探索的序幕。

  百篇优秀博士论文奖是李志远学生时期辛勤努力的最佳注脚,也给了他以后科研道路一个高水准的起点。在毕业时他还获得了中科院“院长特别奖”,这个奖项是中科院研究生的最高荣誉,每年只有20名学生能获此殊荣。这些奖项进一步坚定了他终生投入光学研究事业的决心和信心,回忆自己的求学时代,李志远教授总结说,一个好的研究目标是成功的一半,而善于发现问题,分析问题,解决问题,踏踏实实不断深入,则是成功的另一半。

  “百人计划”:一个海阔天空的发展平台

  博士毕业后,李志远先后在香港科技大学、美国华盛顿大学和美国能源部Ames实验室从事科研工作,在国外的科研经历大大开拓了他的视野,使他真正接触到世界领先的前沿课题,并进一步扎实了他的基础理论功底。然而,良好的科研条件和丰厚的物质生活都没能留住李志远的心,他始终认为在国外的学习工作是一种过渡阶段。他是中科院物理所培养出的纳米光学领域人才,他喜欢国内熟悉的生活氛围,那里有他时刻想念的师长朋友。终于,一个合适的时机来了,李志远申请到了中国科学院“百人计划”。

  “百人计划”是1994年中国科学院启动的一项高目标、高标准和高强度支持的人才引进与培养计划。该项目原计划在20世纪的最后几年中,以每人200万元的资助力度从国外吸引并培养百余名优秀青年学术带头人。十几年来,“百人计划”已经为中国科学凝聚了大批优秀人才。

  此时的李志远已经在纳米光学理论研究领域取得了很大进展,在光子晶体,集成光学,近场光学,和衍射光学中电磁场问题的理论研究和数值计算上取得多项创新成果,包括近场光学显微镜系统中电磁场的严格计算;近似矢量衍射理论模型在衍射光学元件设计中的应用;光子晶体中原子自发辐射和热辐射的研究;无序和缺陷对光子带隙的影响;晶体结构对称性在平面波方法和传递矩阵方法中的系统应用;三维金属光子晶体电磁波传播的解析求解等等。他的成果有多篇论文发表在Phys.Rev.Lett,JACS,Appl.Phys.Lett,Phys.R e v等高质量的学术期刊上。当李志远决定申请中科院“百人计划”后,他没有思想包袱,也没有为自己留后路,毅然提前终止国外的职位。“漫卷诗书喜欲狂,青春作伴好还乡”,2003年底,李志远回到了祖国。这选择中除了对自己的才干和能力有充分的自信外,还饱含着海外游子对回国服务的热切向往。经过层层选拔和审评,李志远顺利入选“百人计划”,2004年1月正式上岗,翌年获得了“择优支持”。

  有了雄厚的资金支持,有了坚实的理论功底,李志远开始考虑理论与实验相结合的研究方向,争取光学理论研究成果的工业化和社会化。光学本身就是一门具有强烈应用导向的自然科学分支,小到光纤通讯、光盘、照明、图象显示,大到激光核聚变大型工程、人造地球卫星激光测距系统,都是光学研究的成果。将纳米光学尽快与生产市场接轨,直接服务社会,是各国科学家目前争分夺秒奋斗的目标。李志远提出“两手抓”的科研方针,即理论研究继续做,理论实验相结合。以此为目标,他传承并发扬光大物理所光物理实验室前辈们开创的科研事业,积极组建了一支老、中、青相结合的研究团队,带领一支将近20人左右的硕士和博士研究生队伍,进行实验室的软件和硬件建设。研究团队采用了外部购置和自行研制科学仪器相结合的方针,组建了较为完整的实验平台,包括高性能的计算机群工作站,扫描近场光学显微镜,微波网络分析仪,飞秒脉冲激光器,单光子计数器,可产生大面积均匀可调谐静磁场的永磁铁,能制备纳米平整度金属薄膜的磁控溅射设备,以及其他的实验仪器和设备。此外,课题组还充分利用并参与发展了中科院物理所的微纳加工技术平台。这些软件和硬件较好地服务于研究课题的开展。

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