探訪中國光谷核心：躍動中國“光電之心”

　　華中科技大學，被譽為中國光谷的“斯坦福”。

　　2003年，為應對全球光電技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，華中科技大學聯(lián)合中科院武漢物理與數(shù)學研究所、武漢郵科院、中船重工第七一七研究所，共同組建武漢光電國家實驗室。

　　這個坐落在喻家山下的創(chuàng)新殿堂，是湖北省唯一的國家實驗室。

　　最近5年，它聚集多支創(chuàng)新團隊，研發(fā)領(lǐng)域涉及六大光電領(lǐng)域：生物醫(yī)學光子學、光電子器件與集成、信息存儲與光顯示、能源光子學、激光與太赫茲技術(shù)和光子輻射與探測，取得多項全球領(lǐng)先的技術(shù)成果，并成功轉(zhuǎn)化應用于產(chǎn)業(yè)和市場。

　　圖為武漢光電國家實驗室常務副主任駱清銘(前)，率隊在實驗室進行科技攻關(guān)

　　令人眼花繚亂的光電科技

　　光變電，電變光。這些超前技術(shù)，在武漢光電國家實驗室有許許多多。

　　通過一套叫MOST的高科技設(shè)備，老鼠腦里的神經(jīng)和血管結(jié)構(gòu)、有無疾病，一看便知。

　　2010年，武漢光電國家實驗室常務副主任、華中科技大學副校長駱清銘率隊，在世界上首次獲得高分辨率小鼠全腦三維連接圖譜。

　　此前，世界上對腦的研究只停留在局部切片，這項成果的重大突破在于首次實現(xiàn)了全腦高分辨成像，既能看到全貌，又能觀察每一處神經(jīng)元或毛細血管。

　　系列研究成果在國際頂級學術(shù)期刊《科學》、《自然·方法》《自然·通訊》上發(fā)表后，受到國內(nèi)外腦科學界的高度關(guān)注。

　　駱清銘介紹，MOST又稱顯微光學切片斷層成像系統(tǒng)，工作原理類似用衛(wèi)星給地球做全景掃描。利用光學成像手段，顯微鏡下的小鼠腦神經(jīng)通路，猶如一片發(fā)光的亞馬遜森林。不僅可以看到局部神經(jīng)連接，還能在全腦范圍觀察構(gòu)建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的三維“公路”和“鐵路”。

　　一塊普通的導電玻璃，用絲網(wǎng)印刷技術(shù)，分三層刷上二氧化鈦、二氧化鋯和黑色的碳電極，再填充一些鈣鈦礦材料，就能在家里發(fā)電了。

　　“印刷太陽能”，讓太陽的光能瞬間轉(zhuǎn)化成電能，且比傳統(tǒng)太陽能轉(zhuǎn)化方式更高效、更便宜。

　　該成果的發(fā)明者、武漢光電國家實驗室教授韓宏偉介紹，太陽能電池已經(jīng)歷幾十年發(fā)展，從硅電池、薄膜電池，到現(xiàn)在的第三代鈣鈦礦技術(shù)。鈣鈦礦是一種陶瓷氧化物，有很好的半導體光電效應。無論在材料還是制備工藝上，“印刷太陽能”的成本都遠低于使用硅材料或薄膜材料。

　　目前，該技術(shù)正由湖北萬度光能有限責任公司在鄂州轉(zhuǎn)化。該公司副總經(jīng)理榮耀光算了一筆賬：一塊太陽能硅電池，轉(zhuǎn)化效率不到18%。以每平方米180瓦發(fā)電量測算，50平方米電池板鋪設(shè)成本得2萬塊錢，相當于一個家庭10年的電費，對普通老百姓并不劃算。

　　而同等面積的“印刷太陽能”電池板，每天能產(chǎn)生25度電，鋪設(shè)成本僅需要4000塊錢，是前者成本的1/5。

　　聚集350多名光電科學家

　　武漢光電國家實驗室的定位，是搶占光電子創(chuàng)新的潮頭浪尖，代表國家參與世界競爭。

　　在“開放、流動、聯(lián)合、競爭”的旗幟下，350余名光電一流人才在這里聚集。

　　這里，有生物醫(yī)學光子學之父布立頓·強斯教授，諾貝爾化學獎獲得者齊揩華院士，染料敏化太陽能電池之父格蘭澤爾教授。

　　在這里，有5位中科院、工程院院士，10位國家“千人計劃”專家，5位973首席科學家，21名長江學者，76名海外學術(shù)骨干。

　　2013年，美國歸來的國家“千人計劃”專家、武漢光電國家實驗室教授閆大鵬率隊，成功研發(fā)出我國首臺萬瓦連續(xù)光纖激光器。經(jīng)由一根繡花針粗細的光纖，釋放出的激光能量可焊接飛機、輪船。由此，中國成為繼美國后世界第二個掌握此技術(shù)的國家。

　　上月，我國首臺2萬瓦光纖激光器亮相，并正在積極走向市場。

　　此前，一臺進口的2萬瓦光纖激光器，市場價格約為600萬元。實現(xiàn)國產(chǎn)后，售價有望降低40%。與傳統(tǒng)二氧化碳激光器相比，光纖激光器的耗電量僅為其1/5，體積只有其1/10，但速度快4倍，轉(zhuǎn)換效率高20%，且沒有污染。

　　曾曉雁教授，自主研發(fā)出激光選區(qū)熔化成形技術(shù)與裝備，實現(xiàn)了國際上成形體積最大、效率最高的復雜精密構(gòu)件3D打印，并在航空航天領(lǐng)域得到應用。

　　謝慶國教授，攻克尖端醫(yī)療儀器“正電子發(fā)射斷層成像儀”PET數(shù)字化的世界級難題，研發(fā)出世界首臺數(shù)字小動物PET系統(tǒng)，以及首臺全數(shù)字臨床PET/CT醫(yī)療裝備，為生命科學的研究、醫(yī)學診斷與治療，提供了更先進的技術(shù)手段。

　　迄今，實驗室科研團隊共在世界著名期刊上發(fā)表論文4065篇，獲得發(fā)明專利785項。

　　為光谷提供源源動能

　　依托武漢光電國家實驗室，武漢光電工業(yè)技術(shù)研究院、華中科技大學鄂州工業(yè)技術(shù)研究院兩大成果轉(zhuǎn)化平臺，相繼成立。

　　背靠轉(zhuǎn)化平臺，一個個實驗室成果得以走向市場。

　　光電實驗室教授付玲研發(fā)的共聚焦內(nèi)窺鏡，通過裝有高精度“千里眼”的醫(yī)療光纖，能讓癌細胞無處遁形。

　　她指著電腦屏幕上的實拍醫(yī)學影像畫面說，光纖可將鏡頭伸至胃、腸、食道等多處人體器官，把細胞放大1000倍，在發(fā)生癌變前就被“曝光”。目前，該成果已進入武漢精微視達科技有限公司轉(zhuǎn)化。鄂州市國有投資平臺昌達資產(chǎn)管理有限公司聞訊后，一口氣就投了2000萬元風險投資。

　　武漢光憶科技有限公司首席科學家、武漢光電國家實驗室副主任謝長生的研究成果，正在改變未來的光存儲格局。

　　當前的大數(shù)據(jù)中心，數(shù)據(jù)存儲普遍使用的是固態(tài)盤和硬盤，用以保存實時“熱數(shù)據(jù)”和近期“溫數(shù)據(jù)”，但是隨著數(shù)據(jù)量越來越多，時間久遠的“冷數(shù)據(jù)”該怎么辦?

　　謝長生用了5年時間，研發(fā)出超大容量光盤庫，在一個雙開門冰箱大小的機柜里，可保存1.22萬片光盤，每張光盤數(shù)據(jù)存儲100G。光盤庫自帶機械手，就像一個智能機器人，能根據(jù)需求精準調(diào)取目標光盤。24個光驅(qū)同時讀取，速度和存儲量均為日本企業(yè)的兩倍。

　　眼下，該產(chǎn)品已進入東湖高新區(qū)政務服務數(shù)據(jù)中心、國家檔案館、公安系統(tǒng)等機構(gòu)。

　　截至目前，武漢光電國家實驗室已孵化高科技企業(yè)90家，專利轉(zhuǎn)化總額達1.08億元。