借激光“慧”眼 探大千世界——记电子科技大学(3)
学成的袁国慧没有像大多数同龄人一样,留在研究、生活条件都更优越的国外,她希望尽快为国家正如火如荼进行中的建设尽一份力。2009年,袁国慧作为海外杰出人才被国内985高校电子科技大学引进聘为副教授,从此开始新的征程。
短短几年时间,袁国慧副教授承担并参与了国家自然科学基金重大项目、自然科学基金面上与青年项目、教育部新世纪优秀人才计划、教育部留学回国人员科研启动基金、教育部高等学校博士学科点专项科研基金(新教师基金课题)、四川省国际科技合作与交流研究计划、多个国家重点实验室开放课题等多项国家级与省部级科研项目。在将自己过去的研究成果融入其中的同时,袁国慧科研创新工作也在不断地向前推进,目前她已申请国家发明专利数十项,已授权十余项。
在半导体微腔激光器中非线性光学过程、新型光电子器件的数理模型及工作机理研究方面,袁国慧的工作处于国际领先地位。留英期间她在《IEEE Photonics Technology Letters》、《IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics》、《IEEE Journal of Quantum Electronics》三个业界享有崇高声誉的光学期刊上先后发表多篇相关论文,一举奠定了该领域研究的理论基础。在光通信、光信息网络技术方面,袁国慧的研究实现了基于多种类型半导体环形激光器(SRL)的光开关、光逻辑、光再生和多比特光存储等功能,如回国后开发的新型回射腔SRL,首次实现了速率为10Gbps的高速全光交换、波长变换、逻辑开关等技术,是当时已知的响应速度最快的SRL。相关研究成果发表于《Optics Express》、《IEEE Journal of Quantum Electronics》以及《Laser Physics Letters》等多个国际顶级光学期刊上。
这些成果的取得,源于袁国慧一直存放心底的科研创新梦,得益于团队的合作,因为他们有共同的梦想与目标。
组建团队 梦想照亮征程
谈到团队的组建,袁国慧百感交集。“创建之初比较困难,没有平台、没有人,到现在基本设备搭建完成,有十几个人的稳定的科研团队,一起承担了一些项目,拥有了一些专利,现在的发展势头比较好。”基于半导体激光器方面的基础与优势,如何因势利导,如何与国家未来重点研究领域(尤其是具有智慧感知能力的物联网技术)相结合是目前他们的工作重心。
“微型化与可级联的光传感器和传统的传感技术相比具有很多明显的优势:如样品的低消耗、高响应速度、低功率、低成本、可便携等,极其适合物联网对传感技术的要求,尤其是在生物、化学、医疗等应用领域方面。集成光子传感器在提供上述优点的同时,还可进一步集成微纳激光器、光探测器与光信号处理器件于一体,形成片上实验室,这也是未来光学传感器发展的趋势。”这方面袁国慧团队在微纳光子学(尤其是微腔激光器)方面多年技术积累的自然延伸,相关方向的深入研究和未来的技术推广,也是袁国慧团队近期要实现的目标之一。
“目前国内的大气污染监测,一般是固定点监测,下一步的研究方向肯定是做成移动的;另一个方向是小型化,目前已经出现手持式的,未来希望能做得更小;再有就是实现对多种气体的检测。”谈到半导体激光器在环境光学及生化传感方面的研究进程,袁老师充满期待。“与目前存在的检测方法相比,可调谐二极管激光吸收光谱技术(TDLAS)具有可以实现实时在线测量、测量速度快、测量灵敏度高、极高的波长选择性等多方面的优势。”
国外TDLAS传感器已经实现了对特定气体的高灵敏检测,而国内这一技术目前还处于理论研究和试验阶段。TDLAS是实现在线气体监测的理想方法,在大气污染检测、工业废气检测、液态天然气和液化石油气的泄漏、矿井安全等方面都具有重要的现实意义和应用市场,可完成微量污染气体成分的精确测量。袁国慧的团队已经掌握了TDLAS关键技术。目前,他们正在计划与应用领域和实际工业环境的结合,这将有利于实现可应用于恶劣的工业现场环境的便携式TDLAS在线气体传感分析系统,完成无需预采样的气体实时检测,开发出满足行业和工程应用的设备样机,该设备将重点开拓在民用和军用等领域的应用。
多年的潜心科研,原先的纤纤少女已洗练成长为具有优秀的科研创新能力与项目统筹能力的科研工作者。今天,袁国慧教授团队是一个具备前期关键技术研究成果及相关软硬件开发能力、在国外从事多年的相关领域研究拥有丰富合作研究基础、已经取得了大量阶段性原创成果和技术创新、具有扎实的前期工作基础的优秀团队,他们正同心协力,在不断推进科研创新的同时,积极寻求与产业界的合作,期待走出一条“产学研”结合的成功之路。
文章来源:《大气与环境光学学报》 网址: http://www.dqyhjgxxb.cn/qikandaodu/2021/0209/348.html