武汉光谷，因“光”而得名，因“光”而闻名，是世界知名的光电子产业基地，位于武汉东湖新技术开发区。正如20世纪的微电子造就了美国的硅谷，21世纪的光子学催生了武汉“中国光谷”。
东湖高新区光信息产业的发展离不开“追光者”的努力。武汉光电国家研究中心位于光谷腹地，是中国首批六个国家级研究中心之一。在这里，有一群不知疲倦、执着、勇攀高峰的“追光者”。这里有一批科研成果，赢得了国际学术前沿，打破了国外封锁，实现了从0到1的突破。
世界上第一张高分辨率的老鼠全脑地图,“幽灵”双曲偏振准分子电磁波、新一代相变存储芯片、拥有国际话语权的100kW大功率光纤激光器、显示亮度达6万倍的“点亮肺部”核磁共振仪……...一项项技术突破预示着光电子信息产业率先实现突破的曙光正在逼近。
独特的原始创新。瞄准国际学科前沿，不断加强原创性、引领性科技研究，是光电子信息产业实现突破的基础支撑。超分辨率成像与处理、超快激光与物质的相互作用、高效光场控制、高效光电转换材料与器件是国际学科的前沿，是全世界光电领域研究人员共同关注的基础问题。对此，研究中心部署了从基础理论、原理、技术、核心器件到科研装置的系统研究。经过近20年的研究条件和研究能力建设，一系列类似“藏龙卧虎”的原创性研究成果冲了出来，支撑了光谷在光电子信息产业领域的独特地位。在超快激光与物质相互作用的研究中，产生能量小于100阿秒的阿秒激光一直是国际上的热点。鲁培祥教授团队在国际上首次从理论上突破了百阿秒屏障，与日本研究团队合作生产了1.3微焦耳阿秒激光，单脉冲能量保持世界第一。近年来，鲁培祥教授实现了阿秒时域双缝干涉的精确测量，建立了光电离和阿秒光电子全息理论，实现了精度为10阿秒的阿秒光电子全息术。实验发现，隧道电离的非绝热效应在精密测量中具有广阔的应用前景。在高效光场调控方面，采用新的模式和维度是突破衍射极限，实现高效传输和存储的有效解决方案。李培宁教授和张新亮教授团队取得突破性进展，证明了传统双折射晶体中存在“鬼”双曲极化子电磁波，创新了极化子基础物理的教科书定义，对凝聚态物理、光物理、电磁学等领域的基础原创性研究具有重要的指导意义。王建教授团队从电磁波的根本特征参数出发，挖掘了与电磁波空之间的螺旋相位分布相关联的电磁波潜在新维度资源——轨道角动量，并成功将轨道角动量引入光通信。其相关研究成果发表在国际顶级期刊上，受到广泛关注。在高效光电转换材料和器件方面，高效廉价的新型太阳能电池技术和高效发光材料对“二氧化碳排放峰值”和“碳中和”具有重要意义。韩宏伟教授研制出国际上“稳定性最高”的装置，在国际上被称为“武汉电池”和“韩国电池”。唐江教授开辟了硒化锑薄膜太阳能电池的新研究方向，制备了光电转换效率为5.6%的电池器件。在发光材料的研究上，团队打破了荧光粉研究近百年的瓶颈。一组数据很有说服力:在全球十大知名光学机构中，研究中心2008年至2021年在《科学引文索引》扩展版中的论文总数、总被引频次和ESI中的高被引论文数均排名第一，表明研究中心已跻身国际光电领域基础研究第一方阵。基础研究是科技创新的源泉。基础研究的每一次重大突破，都会催生一系列新技术新发明，带动新兴产业崛起，推动经济社会重大变革。研究中心常务副主任张新亮教授认为，未来只要努力推进科研，把科教优势转化为科技创新优势，就有望支撑光电子信息产业率先实现突破。通过交叉研究支持产业突破瞄准国际学术前沿，不断开展跨学科融合的创新研究，是光电子信息产业取得突破的关键支撑。2003年，为应对全球光电技术和产业的快速发展，华中科技大学与中国科学院武汉物理与数学研究所、武汉邮电学院、CSIC 177所共同组建了武汉光电国家实验室。2017年，获批成立武汉光电国家研究中心。十多年来，研究中心始终围绕前瞻性研究进行跨学科布局。聚焦信息光电子、能量光电子、生命光电子三大领域，围绕集成光子学、光子辐射与探测、光电信息存储、激光科学与技术、能量光子学、生物医学光子学、多模态分子成像、生命分子网络、光谱学八个方向开展基础性、前瞻性、跨学科的创新研究。■武汉光电国家研究中心摄影|曾元平
如电石火花，在学科交叉领域产生了一系列原创性科研成果，在高功率光纤激光器、激光3D打印设备、光通信与信用宽带光电器件、存储器件、医学影像设备、柔性光电材料等方面取得了突破性进展。，为光谷激光、光通信、存储、显示、生命健康等领域的光电子信息技术企业发挥了重要支撑作用。
罗庆明院士团队一直从事信息光电子学与生物医学交叉学科——生物医学光子学新技术、新方法的研究，在生物结构、功能、多分子事件信息获取等方面取得了系统的创新性成果。相关技术应用于北京冬奥会，为运动员在极寒环境下提供防寒和护脸技术。陶光明教授在接受《瞭望》新闻周刊记者采访时介绍，他所在的光纤光电子学研究团队聚集了光电子、材料、计算机、临床医学、体育等不同领域的年轻学者。，并致力于医用纤维机器人、运动健康智能面料技术等跨学科研究。产学研结合开发的光学超材料织物，在户外暴露环境下，可使人体表面降温近5℃。彭飞教授领导的生物光子学和微流体技术团队的研究也横跨光电子、机械、计算机和生物学等多个领域，专注于前沿生物动态光学成像技术的研究。去年，该团队发明了一种新型光场显微技术，可以观察到目前显微镜难以清晰捕捉的毫秒级动态生物过程。今年还提出了新的光学薄膜超分辨率显微成像策略，大大突破了现有三维超分辨率成像的时间空分辨率限制，为快速、立体、长期观察活细胞的精细动态和相互作用提供了有力的新工具。得益于跨学科研究的早期布局，研究中心在光电子领域的学术实力居全国首位。据研究中心党委书记夏松介绍，研究中心与华中科技大学相关部门共建的光学工程和生物医学工程在第四轮国家学科评估中被评为“A+”，共建学科“计算机科学与技术”被评为“A”。跨学科研究有助于打破学科壁垒，为未来光电子信息产业的突破奠定基础，带来更多的无限创新可能。夏松认为，推动光电子信息产业突破，需要在学科交叉融合方面进一步努力，积极布局和自主设置战略性新兴交叉学科，进一步凸显放大光电子信息交叉学科的优势和特色。以机制创新支撑成果转化搭建平台，理顺机制，促进科技成果快速转化和光电子产业快速升级，是支撑光电子信息产业率先实现突破的必要条件。研究中心先后搭建了武汉光电产业技术研究院、鄂州产业技术研究院、苏州信息职业技术学院等平台。截至目前，已转化项目30余个，知识产权120余项，累计转化价款3.3亿元。其中，武汉光电产业技术学院孵化了吉姆智能、伊沃生物、塞尚光电等130家企业，点燃了光谷持续创新的“火花”。■武汉光电工业技术学院韩宏伟教授团队的研究成果通过上市转移到万度太阳能，目前在成本控制、稳定性、大面积等方面处于行业领先地位。傅凌教授团队研究的共焦显微内窥镜成果以投资入股的形式转化为科技成果。去年，新一代共焦显微内窥镜系统获批上市，目前已在国内30多家三甲医院试用。曾小燕教授团队从2007年开始研究激光3D打印技术并推动其产业化，推动激光3D打印设备逐步走向市场。
与大企业合作解决核心技术瓶颈问题，也是实现成果转化的高效途径。近年来，研究中心与腾讯、浪潮、UIH、高德红外等头部企业开展深度合作，解决核心技术难题或布局未来5-10年的新研究。去年，湖北战略性新兴产业收入突破万亿元，其中电子信息产业收入6348亿元，湖北光电器件占全国市场60%，激光设备占全国市场50%，武汉光谷光缆占全球市场25%...截至2021年底，光谷“光芯屏端网”产业规模达到6000亿元，提速至万亿级规模，成为代表国家参与全球光电产业竞争的主力军。今年，武汉出台支持光谷高质量发展的方案，提出加快建设和创建国家信息光电创新中心等9个国家创新中心。面向未来，光谷将坚持聚焦光电子信息产业发展，全面向“光芯、屏、端网”拓展，构建优质企业梯度增长格局，形成战略性新兴产业高质量发展的主力军和排头兵。来源|《瞭望》新闻周刊记者李伟
编辑|石
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