心向科研 篤行致遠(yuǎn)

蔡巧玉

習(xí)近平總書記曾說過：“青年是祖國的前途，民族的希望，是社會(huì)上最有朝氣、最富活力、最具創(chuàng)造性的群體?！睘榇耍岢鲆幌盗嘘P(guān)愛青年科技人才的要求，目的就是要讓有理想、有情懷、有責(zé)任、有擔(dān)當(dāng)?shù)慕影嗳擞啦粩鄼n。

作為上海理工大學(xué)光子芯片研究院的青年科研人才，1992年出生的方心遠(yuǎn)從小就堅(jiān)定了自己未來走向科研道路的決心。雖然年紀(jì)尚輕，但他通過在國內(nèi)外科研院校的學(xué)習(xí)、積淀，在軌道角動(dòng)量光束、全息、光學(xué)人工智能等研究領(lǐng)域建立了頗為寬廣的科研視野?！拔覀兿Ｍ軌蚣显诓牧?、光學(xué)、量子等方向有經(jīng)驗(yàn)的科研工作者，共同在光學(xué)與人工智能的交叉方向上，做出更多成績(jī)?！狈叫倪h(yuǎn)說。正是憑借這一信念，他在研究領(lǐng)域內(nèi)探索不輟，發(fā)表了多篇具有影響力的文章，用實(shí)際行動(dòng)在光學(xué)與人工智能研究領(lǐng)域發(fā)出了青年科技工作者的聲音。

順其自然的科研奮斗路

如今回顧起自己的科研之路，方心遠(yuǎn)坦言自己一直都在竭盡全力、順勢(shì)而為。高中畢業(yè)后，他以優(yōu)異的成績(jī)考入了南京大學(xué)，本意打算在金融學(xué)領(lǐng)域大展拳腳的他，被調(diào)劑到了材料物理專業(yè)，因此便在這一方向，開啟了自己全新的科研啟蒙之旅。

“南京大學(xué)的材料物理專業(yè)比較特別，其使命是在新工科的背景下，為國家培養(yǎng)相應(yīng)的科研人才?！狈叫倪h(yuǎn)說。大學(xué)本科的四載春秋，他在物理專業(yè)不斷打磨自己，這為他今后科研工作的開展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2013年9月，本科畢業(yè)后的方心遠(yuǎn)順利進(jìn)入南京大學(xué)固體微結(jié)構(gòu)物理國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室微納光學(xué)與超快光學(xué)實(shí)驗(yàn)室繼續(xù)碩博連讀。這一階段，他師從肖敏教授、張勇教授，正式踏進(jìn)了光學(xué)的世界，并于2018年12月獲得南京大學(xué)現(xiàn)代工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院光學(xué)工程工學(xué)博士學(xué)位。從本科對(duì)相關(guān)專業(yè)的基礎(chǔ)了解，到研究生對(duì)研究方向的深層認(rèn)知，方心遠(yuǎn)在科學(xué)研究中不斷成長。而一直以來，他最大的性格特點(diǎn)就是：只要發(fā)現(xiàn)了自己感興趣的科研方向，就會(huì)埋頭探索，沉浸其中。正是在這樣的性格驅(qū)使下，他關(guān)注到了軌道角動(dòng)量光束這一具有極大發(fā)展前景的科研方向。

在方心遠(yuǎn)的介紹下，記者了解到：在過去的幾十年中，帶有軌道角動(dòng)量（OAM）的光束引起了越來越多的科研人員關(guān)注，在超高速光通信等領(lǐng)域顯示出廣泛的應(yīng)用。而在踏入這一領(lǐng)域之后，他也希望能在這一方向研究中，形成屬于自己的科研特色。多年來，他在這一領(lǐng)域的奮斗之路從未止息。

一次契機(jī)下的科研成果創(chuàng)新

方心遠(yuǎn)喜歡將科研視野放諸更廣闊的世界。在國內(nèi)學(xué)習(xí)、探索多年，他內(nèi)心最大的愿望就是走出去，接觸、了解一些領(lǐng)域內(nèi)的更為先進(jìn)的科研知識(shí)，而這一心愿終于在2018年得以實(shí)現(xiàn)。

彼時(shí)，還在讀博的方心遠(yuǎn)在一次偶然的機(jī)會(huì)下看到了顧敏院士課題組在《科學(xué)》（Science）雜志發(fā)表的一篇前沿文章，就試著聯(lián)系顧敏院士，并順利取得了與世界頂級(jí)團(tuán)隊(duì)短期交流的機(jī)會(huì)。2018年6月至2018年12月受國家留學(xué)基金委資助，方心遠(yuǎn)赴澳大利亞墨爾本皇家理工大學(xué)，開始進(jìn)行博士階段聯(lián)合培養(yǎng)學(xué)習(xí)，并受顧敏院士的指導(dǎo)開展研究工作。

加入團(tuán)隊(duì)不久，顧院士便留給方心遠(yuǎn)一個(gè)命題作業(yè)：螺旋光束能不能在全息場(chǎng)景下攜帶信息？方心遠(yuǎn)想了兩周之后，告訴了老師自己的答案：“這是不可能的?！痹瓉恚@一課題按照現(xiàn)有的原理來推算的話，是根本不可能實(shí)現(xiàn)的一種假設(shè)，就好像是一道數(shù)學(xué)題，雖給出了“答案”卻根本沒有“推導(dǎo)過程”一樣。

“要不試試，讓布拉格衍射定律在傅里葉空間延伸？”一個(gè)月后，方心遠(yuǎn)打破了自己的結(jié)論，有了新的靈感。過去，光的布拉格（Bragg）衍射和螺旋光束完全“不沾邊”，而由于傅里葉空間的軌道角動(dòng)量偽色散關(guān)系，螺旋光成為了可操控的“同心圓”。通過科研探索，他們創(chuàng)造性地利用具有“螺旋”特性的軌道角動(dòng)量光束作為光學(xué)全息過程中的信息載體，實(shí)現(xiàn)了世界上首個(gè)超寬帶的光學(xué)全息過程，為大數(shù)據(jù)信息時(shí)代提供了大容量全息術(shù)。他們研發(fā)的軌道角動(dòng)量全息技術(shù)，不僅顛覆了全息影像的傳輸方式，更是為傳輸過程設(shè)置了“信息安全”的保護(hù)屏障，使得這樣酷炫的場(chǎng)景可以變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。

據(jù)方心遠(yuǎn)介紹：“傳統(tǒng)全息顯示技術(shù)中，只能通過增加信號(hào)源的方法提升信息通道的數(shù)目以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的顯示效果，往往出現(xiàn)‘帶寬不夠‘分辨率不高等情況。而我們發(fā)現(xiàn)，‘螺旋程度不同的軌道角動(dòng)量光對(duì)應(yīng)了同一信號(hào)源不同的信息通道，結(jié)合納米光子學(xué)技術(shù)，僅僅利用一個(gè)納米級(jí)的信號(hào)源便可以實(shí)現(xiàn)超寬帶的全息顯示效果。這就可以為大眾提供更優(yōu)質(zhì)的信息記錄手段和出色的視覺體驗(yàn)?！痹谶@一研究基礎(chǔ)之上，他們還將相關(guān)研究成果以長文形式發(fā)表在世界光學(xué)頂尖期刊《自然-光子學(xué)》（Nature Photonics）上。

柳暗花明的科研奮斗征程

在方心遠(yuǎn)的心中，在《自然-光子學(xué)》上發(fā)表文章，是人生中一場(chǎng)開場(chǎng)即沖刺的中長跑，而“目的地”就是軌道角動(dòng)量全息。在前人從未在這一方向中展開研究工作的背景下，他全身心投入到這一研究領(lǐng)域中，實(shí)現(xiàn)了這一領(lǐng)域從0到1的突破。

然而漫長的投稿過程，曾經(jīng)讓方心遠(yuǎn)身心俱疲。投稿一周后，Science、Nature接連拒絕了稿件，兩周后，Nature Physics再次拒稿。在國外的每一天，方心遠(yuǎn)都拼盡全力，在美麗的墨爾本，他甚至一天都沒有出去旅行過。一系列拒絕的結(jié)果，讓他備受打擊，甚至開始了自我懷疑。

然而轉(zhuǎn)機(jī)還是出現(xiàn)了，最終方心遠(yuǎn)的文章被Nature Photonics成功接收，并以8個(gè)版面、無刪減的長文刊載了文章。雖然從投稿到被接收，歷經(jīng)了7個(gè)月的修改與等待，但對(duì)于方心遠(yuǎn)來說，一切都是值得的。最終，這位想要做“高水平科研”的年輕學(xué)者在只有9%命中率的頂尖科研雜志上寫下了他的名字。如今，回憶起這段人生中的難忘時(shí)刻，方心遠(yuǎn)內(nèi)心長舒一口氣，而他也用自己的實(shí)際行動(dòng)證明了，只要堅(jiān)持，所有的努力都是有回報(bào)的。

凡是過往，皆為序章。如今，方心遠(yuǎn)把自己的視野放在了更長遠(yuǎn)的未來。在他看來，要在研究領(lǐng)域有更加長足的發(fā)展，就要具備更加扎實(shí)深厚的專業(yè)知識(shí)和更加遠(yuǎn)大的戰(zhàn)略格局。如今作為上海理工大學(xué)人工智能納米光子學(xué)實(shí)驗(yàn)室特聘研究員，方心遠(yuǎn)已經(jīng)全職加入了顧敏院士的團(tuán)隊(duì)?！拔蚁胍衍壍澜莿?dòng)量全息這份‘作業(yè)繼續(xù)做下去，在光學(xué)領(lǐng)域做深做實(shí)?！彼f。

除此之外，在光子芯片領(lǐng)域，方心遠(yuǎn)也展開了一系列探索。與傳統(tǒng)的微電子芯片相比，光學(xué)芯片速度更快、能耗更低，是業(yè)界看好的新一代主流芯片。為了推進(jìn)高水平地方高校建設(shè)，打造世界一流的光學(xué)實(shí)驗(yàn)室，上海理工大學(xué)正式成立了光子芯片研究院。如今作為上海理工大學(xué)光子芯片研究院助理院長，方心遠(yuǎn)也希望能夠和團(tuán)隊(duì)成員們一起打破學(xué)科壁壘，為光子芯片研究作出更多貢獻(xiàn)。

始于興趣，終于熱愛。因?yàn)楦改付际抢蠋煟虼朔叫倪h(yuǎn)從小就選定了自己未來的道路：要努力學(xué)習(xí)考取博士，未來進(jìn)入高校施展自己的科研抱負(fù)。雖然如今的方心遠(yuǎn)已是領(lǐng)域內(nèi)優(yōu)秀的青年學(xué)者，但是他并沒有止步不前?！爱吘刮疫€年輕，還要抱著學(xué)習(xí)的態(tài)度繼續(xù)往上走?！彼f?？蒲兄仿?，方心遠(yuǎn)深知腳踏實(shí)地扎根在科研崗位上，全方位提升科研能力，一步一個(gè)腳印地走下去，才能成為一名更加成熟的科研工作者?？v然前路漫長，但他相信，對(duì)科研的熱愛會(huì)為他指引方向。