“经过十多年的努力,我们华南理工大学团队能够提供可靠、稳定、高性能的光纤激光光源。”10月27日,2025年度广东省科学技术奖揭晓,中国工程院院士、华南理工大学校长杨中民荣膺突出贡献奖,接受记者采访时,他如是说道。

在广东从事科研工作二十余年,杨中民长期研究玻璃光纤、光纤激光及其应用。他带领团队从材料微观结构入手,解决了玻璃光纤增益低、带宽窄导致激光功率小、噪声高的难题,研制出高增益、大带宽玻璃复合光纤以及大功率、低噪声光纤激光器,并推动相关产品批量应用于多种激光装备和高精尖科学大装置。

从基础理论、材料制备到器件研制和产业应用,杨中民团队打通了一条完整的技术链条。近日,他接受羊城晚报记者采访,谈及高端玻璃光纤激光器领域的技术突围、科研成果如何走出实验室,以及中国激光产业下一阶段的竞争方向。

一根光纤背后的技术突围

高端光纤和器件曾长期由国外厂商占据技术优势。杨中民介绍,经过多年持续投入,我国在特种玻璃光纤和器件领域已经实现了突破。他和团队选择的是特种玻璃光纤与器件这一细分赛道,重点研究激光玻璃光纤和高性能光纤激光器。

羊城晚报:在高端光纤与器件领域,您和团队面对的最大技术壁垒是什么?

杨中民:国外在光纤领域起步早、研发时间长,因此长期保持领先。我们团队聚焦特种光纤和器件,尤其是激光玻璃光纤与光纤激光器。

传统光纤存在发光强度不高、带宽较窄等问题,限制了激光的输出功率和能量。要解决这些问题,不能只在原有技术上进行简单改进,而要从材料的基础理论入手,把理论创新转化为材料制备技术,研制出新型特种光纤,并进一步开发出高性能光纤激光器。这些工作既提升了关键材料和器件的性能,也拓展了光纤激光器的应用空间。

羊城晚报:您怎样理解基础研究与产业应用之间的关系?

杨中民:基础研究是整个科学体系的源头。如果基本原理没有弄清楚,技术发展到一定阶段就容易遇到瓶颈。

过去一些产业出现“卡脖子”问题,一个重要原因就是基础研究不够雄厚。只有把材料结构、作用机理等基础问题研究清楚,才能找到新的技术路径。

我们研究的玻璃光纤属于亚稳态材料,其内部结构不像晶体材料那样规则,过去很难建立可以预测和计算的研究方法。我们在研究中发现,这类材料同样存在一定的基本结构单元。基于这一认识,团队推动了相关理论研究,并进一步实现了光纤材料和器件的技术创新。

因此,基础研究不是距离产业很远的工作。理论上多向前走一步,技术创新和产业发展就可能获得新的空间。

打通成果转化全链条

羊城晚报:团队的成果是怎样从实验室走向产业的?

杨中民:我们的成果转化主要在广东完成。华南理工大学在珠海设立了现代产业技术研究院,负责推动高校科技成果转化。我们的技术在那里完成中试,并孵化了横琴东辉科技有限公司等相关企业。

目前,相关产品已经实现规模化生产,为国家重大工程和重大装备提供激光光源,同时创造了经济效益,也带动了就业。我们还与广东省内外多家企业开展合作,大部分成果都在广东转化落地。

从理论突破到技术创新,再到中试和产业化,这条链条中的主要环节,我们基本都走通了。

羊城晚报:国内高端光纤和器件还存在哪些短板?

杨中民:在通用光纤和器件领域,国内企业已经不比国外弱,部分产品的产量和产能也处于较高水平。

但在医疗、高端显示等细分应用领域,存在的问题不完全是技术本身,还涉及认证周期、用户习惯、应用风险等环节。

例如,光纤或激光产品进入医疗领域,需要经过长周期的检验、认证和临床应用。国外产品已经在使用,国产产品要替代它,必须表现出更明显的优势,用户才愿意试用。

高端显示领域也是如此。一条生产线的投入可能达到数百亿元,更换一台设备,可能影响整条生产线的工艺和产能。企业面对国产新设备时,自然会更加谨慎。

所以,现在有些领域存在技术供给与应用需求之间的错位,国产技术还要继续打通验证、认证和场景应用环节。

奔赴一个新的“光的时代”

获得突出贡献奖后,杨中民首先谈到的不是个人,而是团队。“从基础理论突破、技术创新到产业落地,一个人不可能完成整个链条。”他说,这份荣誉属于多年来共同攻关的老师和学生。

羊城晚报:中国激光产业下一阶段的核心竞争力应该建立在哪里?

杨中民:首先,核心技术必须牢牢掌握在自己手里。如果关键技术和诀窍不在自己手中,即使今天没有遇到问题,未来仍然可能被“卡脖子”。打铁还需自身硬,产业竞争最终比拼的还是技术。

其次,技术必须深入应用场景。光纤和激光技术要真正进入先进制造、新一代信息技术、医疗等产业,在实际应用中持续改进。我们也不能只满足于国内市场。产品成熟以后要走向世界,要建设自己的国际品牌,还要积极参与国际标准制定。

当中国企业不仅能够生产产品,而且拥有全球认可的品牌和标准时,我们才真正站到了产业竞争的前沿。

羊城晚报:您和团队下一步准备攻关什么?

杨中民:我们仍然会聚焦特种玻璃光纤、激光器及其应用。

未来的光纤不仅要有更高增益和更大带宽,还要能够承受高温、低温和太空辐射等极端环境,同时具备更好的发光、力学和热学性能。我们还希望研究材料受损后的智能修复能力,让光纤和器件具备多功能、耐极端环境和智能化等特征。

在应用方面,我们不仅要研究光互联,还要探索光计算,以及光互联与光计算的一体化。未来,通信、计算、感知和操控都可能更多地使用光。人类已经经历了电子技术快速发展的时代。随着光通信、光互联和光计算不断进步,我们可能正在走向一个新的“光的时代”。

羊城晚报:您对青年科研人员有什么建议?

杨中民:首先要找到真问题。科研问题不能只从书本和论文中来,也要从国家战略、产业发展和实际场景中来。只有问题是真的,研究才有价值。而在找到问题以后,还要坐得住冷板凳。今天做,明天就成功的事情,还轮不到我们现在去做,别人早就做完了,所以要静下心来,要有坐冷板凳的这种恒心和毅力。

从一根玻璃光纤,到进入重大工程和重大装备的激光光源,再到面向未来的光互联、光计算,杨中民及其团队走过的每一步,都离不开基础理论、技术创新和产业应用的长期积累。

在杨中民看来,当通信、计算、感知和操控越来越多地由光来实现,一个新的“光的时代”或许正在到来。但一个个“真问题”,仍然是开启这个时代的钥匙。

文、视频|记者 黎秋玲 杨进怡

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