風檣動 揚帆行
——記中國科學院安徽光機所激光技術研究中心主任方曉東

干思思

方曉東在實驗室工作

如果有人問您，“當今世界第一大產業是什么？”您會毫不猶豫地回答“是以集成電路為基礎的電子信息產業”嗎？如果有人問您，“集成電路產業最重要的核心是什么？”您會毫不費力地回答，“是芯片制造”嗎？如果有人接著問您，“半導體芯片制造業中最核心的設備是什么？”您能緊跟著回答，“是光刻機”嗎？“那光刻機里最重要的光源是什么？”您能回答“是準分子激光”嗎？

光刻機是集成電路制造中最精密復雜、難度最高、價格最昂貴的設備，最先進的半導體光刻機全世界只有荷蘭和日本的兩家公司能夠制造出來，而光刻機里面的準分子激光器——也就是“核心中的核心”，世界上也只有美國和日本的兩家公司能夠做出來！和眾多相關產業的重要技術一樣，它們被列入禁運的名單。

2008年，國家啟動了16項重大科技專項，其中“02專項”旨在扭轉國家半導體裝備、材料和工藝等落后的局面。風檣動，龜蛇靜，起宏圖！當很多家單位和科研人員競相投入到這場揚我國威的洪流中去奮起直追的時候，有這么一家單位里的這么一個人，憑借單位早年在準分子激光研究上的創新積累，義不容辭地擔當起了重任。他是中國科學院安徽光學精密機械研究所激光技術研究中心主任、激光技術與光電功能材料研究室負責人方曉東。

艱難困苦玉汝于成

安徽省合肥市西郊蜀山湖畔風景秀美的科學島上，中國科學院安徽光學精密機械研究所（以下簡稱“安徽光機所”）坐落于此。建所40多年來，安徽光機所始終秉承“精益求精，開拓創新”的辦所理念，致力于光學及相關領域的研究和開發。現已發展成為激光技術、大氣光學、環境光學、光學遙感和大氣物理化學等交叉學科并存，以大氣環境遙感監測技術和戰略高技術及應用為重點的綜合性研究機構。

方曉東大學畢業就來到安徽光機所。就是在這里，他與準分子激光研究結緣，跟隨導師一起成為中國最早從事這門激光技術研究的一批人。安徽光機所也因此成為國內最早從事準分子激光器研制的單位之一，也是目前國內準分子激光技術研究領頭的單位。

安徽光機所的準分子激光研究并不是一帆風順。雖然洞察前沿，但因為相關研究只是一個小學科，且技術難度大，當時國內市場需求小，沒有得到國家相關項目的重點支持，造成了高端技術研發乏力和人才斷檔。

艱難困苦玉汝于成。在國內準分子激光研究陷入低潮難以為繼的20世紀90年代，方曉東東渡重洋到日本學習深造。彼時，他不僅有機會徜徉在科學研究的殿堂，還置身于曾經風生水起的日本半導體產業界中。受到啟發和影響的方曉東，將研究方向從光學轉向了熱門的半導體材料研究，博士畢業后曾就職于日本日立公司從事半導體器件和工藝研發，也曾先后在日本大阪大學做訪問學者和客座教授。這些經歷為他積累了豐富的經驗，也為他之后將多學科知識交叉應用奠定了堅實的基礎。

師夷長技以自強。2004年，羽翼豐滿的方曉東入選中科院“百人計劃”，回到了安徽光機所。回國后，他首先延續自己在半導體材料研究方面的積累，在材料物理與化學領域展開了多項探索研究。機遇總是留給有所準備的人，2008年“02”專項光刻機研制項目的啟動，就像是一聲春雷，喚醒了沉寂多年的種子，10多年前在準分子激光研發上的那段積累，讓方曉東覺得自己有責任和義務舉起那面曾經擱淺的旗幟，讓那段燃情歲月里的科研夢得以延續下去，完成前輩和自己心愿的同時，最重要的是能助力國家在相關領域的發展。風生水起逐浪高，當沖鋒的號角吹響，方曉東帶領安徽光機所的準分子激光團隊再次揚帆起航。

重啟夢想打破壟斷

完成準分子激光器系列產品研制

雖然前期有一定積累，但對方曉東及其團隊成員來說，困難和挑戰毋庸置疑。方曉東并沒有想太多，“科研本身就是迎著困難一次又一次向前沖的過程，在國家戰略需求面前，我們能做的就只有勇敢向前”。重拾起準分子激光研究之后，相對國內同行，他們雖然有積累上的優勢，但因為中斷相關研究已10余年，在人才斷檔的局面下，方曉東不得不從零開始組建團隊，從最初帶著幾個剛剛博士畢業的年輕人慢慢摸索推進，到團隊慢慢成長擴大，這些年來他們面向核心技術和重要應用持續攻關克難，水滴石穿，終收獲了一系列極具創新意義的重要成果：

在準分子激光全固態放電激勵系統、多級數磁脈沖壓縮開關、精確同步控制方法等核心技術研究上取得突破，創新設計并研制出國內首套用于光刻光源的全固態脈沖放電激勵系統，解決了集成電路光刻用準分子激光高重頻和長壽命難題；

在高功率準分子激光技術研究上，研究開發了激光腔體的大面積均勻放電電場控制技術、激光氣體的高速流場設計技術、激光腔體的材料優化及自清潔系統技術等多項具有自主知識產權的創新技術，解決了工業級準分子激光大功率輸出的瓶頸問題，并在此基礎上研制了國內最高功率水平的工業級準分子激光器，實現了氯化氙準分子激光百瓦級激光輸出；

在高穩定性準分子激光技術研究方面，研究開發了具有自主知識產權的高精度諧振充電電壓控制技術，提出一種優化的脈沖能量控制算法，實現了準分子激光輸出能量精確穩定控制，輸出能量穩定性達到1%。這一成果保證了工業、醫療和科研裝備對準分子激光輸出能量穩定性和精確可控的要求；

在先進儀器和高端裝備的開發方面，針對國家重大戰略需求和市場需要，先后研制開發了光刻機光源的激勵電源和控制系統、平板顯示制造的低溫多晶硅退火設備樣機、308nm準分子激光白癜風皮膚治療儀、深紫外準分子激光剝蝕等離子體質譜與光譜分析儀等先進儀器和高端裝備，指標均達到了國際先進水平；

…………

這些年來團隊在準分子激光核心技術方面的研究成果，大幅提高了我國在相關先進激光器和高端裝備研制方面的實力和國際影響力，對于解決國家戰略重大需求、突破“卡脖子”技術、打破準分子激光相關產品長期以來國外壟斷局面、科技成果轉移轉化示范等方面具有重要意義。

從原來的積貧積弱、被動挨打，到現在的奮起直追、部分技術成果比肩甚至在國際實現先進，打破國外壟斷，雖然前方還有很多關卡要闖，但方曉東越走越有信心，因為，在他身后，已經有一支團隊，有年輕后代已經成長了起來。

傳承蓄力揚帆遠航

方曉東所在的激光技術研究中心擁有晶體材料、激光技術與光電功能材料、光子器件、激光應用技術四個方向。而由他一手帶出來的激光技術和功能薄膜材料研究室，從最初僅有師徒幾個人，經過多年精心布局，已經成長為一個結構合理、立足前沿的攻堅團隊。作為中心主任，他同時肩負行政管理和科研等職責。他的目標很清晰：“為提高學科的整體實力，我們的重點是在人才培養上，以壯大后續科研力量。”

最讓方曉東感到欣慰的是，經過10多年的共同奮斗，當初跟隨他一起的年輕一代已經成長為研究室里可以獨當一面的骨干力量。他們中，有所里最年輕的研究員、博導，也有經歷和自己頗為相似的中科院“百人計劃”入選者，還有挑起技術成果轉化的領頭人……團隊學術自由、勇于創新的氛圍濃烈。這與他們的帶頭人——方曉東的性格有密切的聯系。

學生眼中的方曉東，是個極具親和力的導師，愿意放手讓他們去自由探索，“哪怕會走彎路，但最終能解決問題”。而在方曉東看來，他的學生們都非常優秀、單純，愿意不計報酬地去追逐夢想，直面挑戰。而他能做的，就是給予他們指導，特別施以寬容的態度。“因為我們現在做的就是創新的事情，我應該給他們容錯試錯的機會，這樣才能讓他們在自由快樂的氛圍下去探索成長，我相信水到渠自然成，科研本身就是一件苦中行樂的事情，大家在一起會比較開心，也會比較充實。”桃李不言下自成蹊，如今團隊里的骨干已經不僅僅是團隊的支柱，而且已經成長為支撐中國準分子激光技術水平的優秀人才。

方曉東也有了自己新的目標和方向，豐富的經歷讓他對研究應用轉化最終惠及于民有著“深深的執念”。讓他深感自豪的是，過去一段時間團隊將系列項目發明技術應用于高端工業、醫療和科研儀器裝備開發，研制了多套國內外首創的先進儀器和高端裝備，包括成功研制的我國首套高端平板制造的準分子激光低溫多晶硅退火設備小型樣機，并與著名平板企業合作完成了工藝驗證實驗；研制完成國際首臺準分子激光剝蝕等離子體質譜與光譜分析儀，該儀器用于樣品元素的光譜和質譜雙通道快速分析，實現了在一臺裝置上同時對樣品主量元素、微量元素和高精度元素比值的原位微區分析；研制了我國首臺308nm準分子激光白癜風皮膚治療儀并且完成了技術成果轉化……

“我下一步的目標會更多地聚焦在技術成果轉化上。”“面向應用，走向市場，造福社會”是方曉東眼里的“終極目標”。藍圖已繪就，只待揚帆行。朝著目標，他正風雨兼程。