姚建銓,中國科學院院士,中科智庫首批入庫專家兼審核委員會委員,激光與非線性光學專家,天津大學教授,激光與電子研究所所長。
姚建銓長期從事激光與非線性光學頻率變換技術研究,發展了高功率倍頻激光的理論,發明的雙軸晶體最佳相位匹配的精確計算理論,被國際學學術界稱為“姚技術”、“姚方法”。
研制激光濕度傳感器
激光出現以后,在軍事、醫學、生物各個方面得到了大量應用。1969年,姚建銓開始激光研究,這比西方紅寶石激光器整整晚了近十年。姚建銓說,激光有很多應用。在醫療方面,激光可在血管里去打血栓,也可治療癌癥;在能源方面,激光可以分離同位素,接受控核聚變;在生活方面,激光全息照相,可以防偽和增加立體感,激光光纖通信技術信息容量大、傳輸速度快;在環境監測方面,激光可以做大氣污染監測儀器。
2017年,國家科技部重大科學儀器設備開發專項——“面向復雜工況的激光高溫濕度傳感器研制及產業化”項目啟動。姚建銓為該項目專家組負責人,他說,用激光對濕氣以及各種氣體進行檢測,是一項革命性的技術。人類生產和生活很多方面都離不開濕度測量,例如研究霧霾的形成及防治,濕度的測量就非常關鍵。在環保領域,排放氣體的濕度測量直接影響到環保排放測算的準確性。
姚建銓介紹,用激光測濕氣或其他氣體,具有很多優點。首先,激光不會影響被測氣體的組分和形態;其次,它能夠對危險氣體進行遠程非接觸式測量,保證測試人員安全;再者,它的測量精度非常高且激光的響應速度非常快。他同時表示,激光高溫濕度傳感器一旦研制成功,可提升我國濕度監測水平,提高環保排放測算準確性、降低工業過程排放。未來,這個技術應用前景非常廣泛。
經過多年的研究,姚建銓完成了數十項科研任務。2021年,威海激光與光電子信息技術研究院成立,姚建銓任院長,他帶領團隊致力于激光與光電子、信息光學相關技術的研究和開發,并積極推動激光技術在工業智能裝備、海洋、醫療等領域實現產業化。同時,姚建銓在海下激光下行通信技術、太赫茲技術、微納光電子材料及技術等方面也做出了突出貢獻。他經常說,搞科研要“頂天立地”。“頂天”,就是要搞出具有國際水平的;“立地”,就是科研成果能夠用于國計民生,改變老百姓的生活。
太赫茲技術為公共安全保駕護航
近幾年,太赫茲技術成為熱門前沿技術,是物質結構探索、安全檢查和通信領域的研究熱點。2015年,姚建銓簽約入站北京航天易聯科技發展有限公司成立的工作站,并多次指導,航天易聯公司太赫茲安檢儀的技術開發。經過多年的技術迭代,太赫茲人體安檢儀已日趨成熟化、標準化,并且為社會公共安全保駕護航。
另外,姚建銓認為,太赫茲波具有類似X射線的穿透能力,但其光子能量小,不會引起生物組織的光離化。因此,太赫茲波用于生物醫學成像具有安全較高的優點。姚建銓建議:“應加強太赫茲波領域中物理、生物學、醫學及材料學等學科的交叉融合,以推進太赫茲波在生物醫學領域的研究與應用。”
姚建銓說,在微觀領域,太赫茲波技術可以提供新的科學方法,以解釋生物大分子之間、細胞之間的相互作用物質規律;在宏觀層面,該技術則將為疾病診斷、治療、評估、監測和預警以及后續藥物的研發生產帶來革命性的沖擊。同時他表示:“只有加強相關領域學科交叉融合、聯合攻關,才能在這一領域取得實質性突破。”
推動實現“政、產、學、研、商”的融合
物聯網可以讓城市聯接,從人與人的聯接拓展到人與物的聯接以及物與物的聯接。姚建銓說,最近幾年中國在信息領域發展速度很快,其中,物聯網產業已進入穩定發展期。他表示,“從互聯網到物聯網到云計算、大數據、虛擬現實系統、區塊鏈、人工智能,這是穩步發展的過程。”在姚建銓看來,未來可以通過對城市物聯網獲得的感知數據進行融合分析,為萬物互聯、人機交互、天地一體的城市網絡空間注入新的智慧。
同時,姚建銓認為,我國物聯網發展仍面臨重大問題。一是高端核心技術尚未實現本質突破。目前我國有95%的高檔芯片全部依賴進口,而芯片是物聯網的核心。二是運營模式碎片化嚴重。如同一個城市里,交通、旅游、文化、衛生、科技的智能化建設缺乏統一規劃和設計。
對此,姚建銓建議,我國應抓住機遇,加快物聯網、互聯網和移動通信網結合的“三網融合”,促進融合發展;完善科研和產業發展基礎設施;抓緊核心技術,研究商業模式問題,實現“政、產、學、研、商”的真正跨界融合。
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