每日經濟新聞 2018-10-02 20:45:15
三位科學家獲得2018年諾貝爾物理學獎,他們分別是美國科學家Arthur Ashkin、法國科學家Gérard Mourou和加拿大科學家Donna Strickland。值得注意的是,Donna Strickland(唐納·斯特里克蘭)也成為史上第三位獲得諾貝爾物理學獎的女性。
每經編輯|王嘉琦
今天(10月2日)5點45分,瑞典皇家科學院公布了2018年諾貝爾物理學獎獲獎者名單,美國科學家阿瑟·阿斯金(Arthur Ashkin)、法國科學家熱拉爾·穆魯(Gérard Mourou)和加拿大科學家唐納·斯特里克蘭(Donna Strickland)共同獲得該獎,以表彰他們在激光物理學領域取得的奠基性成就。
三位科學家將獲得金質獎章、證書,并分享900萬瑞典克朗(約合人民幣696萬元)的獎金。其中,來自美國貝爾實驗室的阿瑟·阿斯金將獲得一半獎金,因為他“發明出光鑷并運用于生物系統”;熱拉爾·穆魯和唐納·斯特里克蘭將分享另一半獎金,因為他們“發明出產生高強度、超短波光脈沖”。
圖片來源:諾貝爾獎官網
值得注意的是,唐納·斯特里克蘭也成為史上第三位獲得諾貝爾物理學獎的女性。1963年,德裔美國女物理學家瑪麗亞·格佩特-梅耶因發展了解釋原子核結構的數學模型獲得此獎;另一位則是居里夫人。
光可以用來“抓”東西?
很早之前,阿瑟·阿斯金就有一個夢想:用一束光來抓住并控制物體。
在上世紀60年代,這一幕只存在科幻電影《星際迷航》中。但是,1960年激光被發現之后,阿瑟·阿斯金認識到,激光是“制造”光鑷的最佳工具,經過長期試驗,1970年,他采用一束激光,成功地束縛了懸浮在水中的聚苯乙烯微粒,這一實驗將輻射壓的應用從原子量級擴展到了微米范圍,奠定了光鑷的研究基礎。
1987年,阿瑟·阿斯金的試驗得到了突破性進展,他成功地用光鑷抓住了一個活細菌,自此,阿瑟·阿斯金發現,光鑷可以廣泛運用于生物學,可以用來檢驗和操控病毒、細菌和其他活細胞,而不會對其造成損傷。至此,觀察和操控生命體系的嶄新工具被創造了出來。
沒過多久,中國也開始了光鑷技術研究。1989年,在中國科學技術大學科學基金資助下,郭光燦教授組織成立國內第一個光鑷技術研究組,參加人員有高成岳、姚焜和李銀妹。這一舉措開拓了我國光鑷技術研究的先河,成為國際上最早研究光鑷技術的實驗室之一。同年,研究組研制成國內第一臺光鑷設備。1991年,韓正甫和郭光燦發表國內第一篇光鑷研究論文。
實驗室李銀妹教授先后主持多項國家項目,經過多年發展和探索,目前實驗室主要致力于激光光鑷技術以及應用的研究。
另外兩位得獎的科學家熱拉爾·穆魯以及唐納·斯特里克蘭是“師徒”關系。
據海外網報道,熱拉爾·穆魯是法國電氣工程和激光領域的先驅。唐納·斯特里克蘭長期從事強激光與物質非線性相互作用、非線性光學以及超短超強激光系統的研究,她在美國羅徹斯特大學獲得博士學位,導師正式是熱拉爾·穆魯教授。唐納·斯特里克蘭和導師一起在博士期間發明了啁啾脈沖放大技術,該技術已經普遍被應用于超強超短脈沖激光系統中。
瑞典皇家科學院說,他們的工作為產生人類有史以來波長最短,能量最高的激光鋪平了道路。他們所開創的技術開啟了該領域科學研究的嶄新紀元,并在工業與醫藥領域得到廣泛應用。
和諾貝爾獎獎勵的方向一樣,激光不只局限在科研領域,應用更為重要。據證券時報·e公司報道,過去十年間,我國激光市場規模也在不斷擴大,從2010年的97億元快速增長到2017年的455億元,應用領域覆蓋傳統制造、汽車生產、重工制造等,而且醫療美容、通信和航空航天領域也開始使用激光器。目前,我國激光在3C產品和汽車行業中應用最為廣泛,主要是激光焊接、激光加工、激光切割、激光打標等,在A股,也有一批和激光相關的上市公司。
1.大族激光
世界排名前三的工業激光加工設備生產廠商,產品覆蓋了激光打標機系列、激光焊接機系列、激光切割機系列、新能源激光焊接設備、激光演示系列、PCB鉆孔機系列、工業機器人等多個系列200余種工業激光設備及智能裝備解決方案。
2.華工科技
華工科技主要包括激光業務、光通信業務、傳感器業務、激光全息防偽業務等多項業務,激光業務在2017年收入中占比34.63%。
旗下的華工激光擁有各種功率激光器和激光設備的核心技術,在微加工領域成功研發藍寶石切割、打孔設備,掌握皮秒激光成絲切割工藝、掌握高精度光機電協同控制技術等單元技術,開發了全面屏的全自動切割設備。
針對家電行業,推出紫外大幅面打標設備,突破了曲面異形加工瓶頸,填補了市場應用空白。開發出汽車變速箱齒輪焊接智能生產線、凸輪軸智能焊接裝備、汽車座椅滑軌部裝智能線、適用于航空航天、汽車等多領域的三維五軸智能加工設備。特別是,華工激光在汽車激光加工已實現了國內領先,公司自主研發了國內首條新能源汽車全鋁車身焊裝生產線,已實現了量產上市。
3.銳科激光
是國內第一家專門從事光纖激光器及核心器件研發并實現規模化生產的企業,公司主要產品為脈沖光纖激光器、連續光纖激光器兩大系列,脈沖光纖激光器主要應用于各種材料的打標、精密加工、圖文標記、深雕刻;連續光纖激光器廣泛應用于汽車車身零件的切割,航空領域鋁、鈦合金材料的鉚釘孔切割,造船業和鋼鐵業的厚鋼板切割等。
4.福晶科技
非線性光學晶體元器件是公司重要的基礎業務線,公司是全球最大的LBO晶體、BBO晶體供應商,也是全球重要的Nd:YVO4晶體供應商,控股子公司青島海泰光電技術有限公司是國內最大的KTP晶體生產商。
公司研發了多種晶體生長技術,擁有數控加工、雙拋、大型環拋等多種加工手段以及IAD,IBS,EB等鍍膜工藝以適應各類不同的應用需求。檢測技術和設備也處于業界領先地位。公司產品主要用于固體激光器及光纖激光器制造,是激光系統的核心元器件。
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