1 结缘王圩老师,选题SOA
1999年夏秋之交,与其他考生一样,我怀揣着对中国科学院的敬仰之情踏入了中国科学院半导体研究所的大门,首先拜见了我报考的导师王占国院士,王老师告诉我,现在有三个研究方向可以选择,且其中的两个方向将由其他导师来指导。我拿着三个方向的宣传介绍,认真比对,被全息光栅的炫目和激光器的应用所吸引,几天后找王老师交流了我的研究方向选择,王占国老师让我去见王圩老师。由于不是报考的方向,当时对激光器等半导体光电子器件可以说一无所知,那个午后,我怀着忐忑的心情轻敲王老师办公室的大门,一声“请进”将我带到王老师面前,初识王老师,浅灰色中山装,身材魁伟,慈眉善目,王老师和蔼地询问我的一些情况,但没有做任何评论,然后就安排我到328房间,与DFB组的师兄弟熟悉。自此,我正式成为王圩老师的1999级博士生,由此我自己也跨入了半导体光电子器件的行列,从当年的一名新兵磨砺成一名老兵。
在328房间中,通过师兄弟介绍,得知当时二年级的师兄刘国利毕业于半导体基地培训班的吉林大学,与我一起进入328的孙扬师弟是北京大学的保送生,在王老师名下攻读硕士学位,且组里毕业的几名师兄师姐也都是名校出身,而我自己本科毕业于内蒙古民族师范学院,硕士毕业于河南师范大学,且硕士期间所做工作是ZnO陶瓷材料物理,与半导体光电子器件也相差较远,巨大的差距使得自己不免灰心丧气,为自己的任性选择懊悔不已。王老师得知情况后,要我跟前面的师兄多学习,并给与我更多精神鼓励。大约在国庆节前后,王老师告诉我:半导体光学放大器非常有用,但是国内还没有人研制,法国阿尔卡特研制的半导体光学放大器最好,我们需要有自主知识产权的半导体光学放大器,由你来做这个课题。自此,我的博士课题确定为半导体光学放大器。并由此第一次感觉自己所做课题与应用需求挂钩,且所做课题要对国内国际形势有所把握,特别是对自有知识产权器件的渴望为我日后发展深深地打上了烙印。
2 不看背景看方案,鼓励创新、包容个性
在90年代末二十一世纪初,在半导体领域,半导体多量子阱激光器的研制风起云涌,材料生长的进步使得多量子阱成为半导体激光器的不二选择,纯粹的体材料半导体似乎被丢弃入半导体科学家的垃圾桶。无疑,多量子阱也成为与半导体激光器非常相似的半导体光学放大器的普适选择,且考虑到其需要实现偏振不灵敏,采用应变补偿量子阱成为众多科研工作者的共识。由于我对这段科研发展史缺乏认知,我在王老师确定了半导体光学放大器为我的科研课题后,就一头扎入SOA的调研。在调研中发现,尽管有许多采用应变补偿量子阱实现半导体光学放大器的报道,但是,由于体材料可以提供相同的TE模和TM模材料增益,而新型的窄条宽选择生长技术又能实现几乎类似的光学限制因子,由此,使得采用窄条宽选择生长实现体材料有源区宽带偏振不灵敏SOA似乎更有优势,于是我在调研报告中主张采用体材料来制作SOA的方案。在此过程中,王老师并没有因为我的教育背景差、对所在专业的了解不足而直接打上否定的记号,而是耐心引导我指出该种方案的优势和缺点,并与我进行了深入的沟通和交流。 在我的一再坚持下,王老师还是尊重我的方案,同意我采用体材料制备SOA,重点是采用窄条宽选区生长技术,获得偏振不灵敏光波导。2000年夏天,董杰老师回国,王老师让我跟董老师学习材料生长,为了获得偏振不灵敏光波导,在董杰老师的指导下,正式开启了窄条宽选择生长技术研究。自此,采用体材料实现偏振不灵敏半导体光学放大器的方案得到了真正实施。基于这一指导思想和实现宽带偏振不灵敏半导体光学放大器的目标,我们又进一步提出了渐变应变体材料半导体光学放大器结构,由于该类有源区为非常规所为,我们从材料结构、能带关系等多个方面对该结构实现宽带偏振不灵敏进行了可行性研究,并申请了发明专利保护,王老师给该类型结构起名为渐变应变赝体结构SOA,之后,组里的王书荣师弟将其进一步发扬光大,使得该类结构成为同行中半导体光学放大器有特色的工作,独树一帜。
正是王老师当年的包容和不看背景看方案的科学态度造就研究组和我个人在半导体光学放大器方面的创新性研究。
3 心系芯产业,常念国需求
在刚到半导体所的日子里,告诉别人我是DFB组成员,虽然骄傲,但并不知道DFB意味着什么。之后,才逐渐了解到,是王老师和组里的老师一道首先在国内研制成功DFB激光器,并专注于光通信光源研制,由此打破国际市场对中国光纤通信光源的禁运。据我所知,DFB成为当时半导体所唯一一个以一种器件命名的课题组,作为DFB组成长的一名学生,感到非常骄傲和自豪。
在DFB组学习的日子里,虽然是博士生,王老师一直没有将文章作为考核依据。相反,王老师时刻挂念着国家的需求,作为光电子器件科学家,InP基光电子器件在光通信方面的应用需求成为我们组里选题的方向,王老师时常教育我们所作所为要能打破国际社会对我国的封锁和禁运,要获得具有自主知识产权的器件。虽然博士毕业已经15年,但是王老师这种需求牵引科研的理念一直指引着我在科研生涯中不断前进。
为了将多年研究成果产业化,希冀由此提高国光电子产品在国际、国内光通信市场中的份额,促进民族光电子产业和民族通信产业的发展,1999年,已到耳顺之年的王老师与北京大学光通信重点实验室一起联合创办了北京福创光电子股份有限公司。作为公司和组里的唯一的中国科学院院士,王老师经常亲力亲为,出现在材料生长 、器件制备、测量以及封装、老化等各个环节的现场,与员工一起分析问题、寻找解决问题方案。虽然由于2002年,光纤通信大环境所迫,北京福创光电子股份有限公司没有继续发展,但王老师的产业梦一直萦绕在心头。2010年,第十一届全国MOCVD学术会议在苏州召开,王老师作为受邀专家作邀请报告并参加了该次会议,会议期间,我作为他在此地的学生陪同王老师了解了当地的民情和民风,当我向王老师介绍苏州工业园区的产业环境、以及苏州纳米所有许多老师自己创办公司、并得到支持的话题,王老师深有感触,感慨说:“如果福创放在苏州、放在当下该多好!”那时,我深刻领会到多年科研,没有实现产业化一直是老师心头的痛。好在近年来,DFB组与河南世佳合作,正在将DFB组多年的科研积累实现产业化,希望此次合作可以实现老师多年的夙愿,提高国有光电子产品在国际、国内光通信市场的份额,促进民族光电子产业发展,现在,正当时。
( 节选自《惟实求真—王圩院士文集》作者:张瑞英)