與光同行，讓激光走進(jìn)千家萬戶
——記北京理工大學(xué)機(jī)械與車輛學(xué)院先進(jìn)加工研究所副研究員劉朋

李 莉 謝更好

激光是20世紀(jì)以來繼核能、電腦、半導(dǎo)體之后，人類的又一重大發(fā)明，被稱為“最快的刀”“最準(zhǔn)的尺”“最亮的光”。如今激光在日常生活中已經(jīng)有諸多應(yīng)用，特別是在加工制造領(lǐng)域，相比于傳統(tǒng)加工方式，激光快速和精細(xì)的優(yōu)勢更為顯著。制造業(yè)的未來是智能化、自動(dòng)化，而以激光、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新興技術(shù)為核心的智能制造是未來制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢，將在傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級和結(jié)構(gòu)性調(diào)整中扮演重要角色。

一直從事激光光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)集成、激光輔助超精密制造、脆性透射材料加工及數(shù)值仿真等研究，北京理工大學(xué)先進(jìn)加工研究所副研究員劉朋將他的研究內(nèi)容概括為兩個(gè)方向：一是激光的光學(xué)應(yīng)用，即根據(jù)實(shí)際技術(shù)需求設(shè)計(jì)優(yōu)化激光光學(xué)系統(tǒng)以最大限度發(fā)揮激光光束的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品迭代；二是激光超精密加工技術(shù)的研究，包括激光去除機(jī)理分析、加工表面質(zhì)量的測定與優(yōu)化及材料的相關(guān)性能分析。在兩大方向持續(xù)深耕，劉朋已取得諸多可圈可點(diǎn)的成績?！凹す庀噍^于傳統(tǒng)光源優(yōu)勢明顯，未來在日常生活、工業(yè)乃至在國家重要領(lǐng)域的應(yīng)用都會(huì)漸趨廣泛，我們的研究就是不斷提出激光應(yīng)用的新設(shè)想，同時(shí)以激光超精密加工為切入點(diǎn)，推進(jìn)表面微結(jié)構(gòu)件更多走向應(yīng)用。”劉朋介紹。

劉朋（左）在激光和電子光學(xué)應(yīng)用國際大會(huì)（ICALEO）現(xiàn)場

喻家山下的蛻變

在華中科技大學(xué)，劉朋度過了9年的求學(xué)時(shí)光。在喻家山下，他從一個(gè)懵懂稚氣的熱血少年成長為胸懷科研志向的青年學(xué)者。

本科期間，劉朋系統(tǒng)學(xué)習(xí)了材料成型及機(jī)械相關(guān)專業(yè)知識；保送直博生，跟隨段軍教授求學(xué)，他叩開了科研的大門。因接觸到光學(xué)材料相關(guān)研究，劉朋以此為契機(jī)轉(zhuǎn)向光學(xué)工程研究，并不斷深入鉆研。

“每個(gè)男孩子小時(shí)候都夢想擁有一把光劍，覺得它很酷，可能兒時(shí)的夢想，會(huì)影響到人生的方向?！眲⑴笮χf。

華中科技大學(xué)為劉朋的個(gè)人成長提供了平臺(tái)。直博期間，他進(jìn)入武漢光電國家實(shí)驗(yàn)室（后為“武漢光電國家研究中心”）開展研究。在高級別平臺(tái)做相對前沿的工作，在此他開闊了眼界，能力獲得進(jìn)一步提升，為此后科研工作的開展打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。了解到我國在尖端光學(xué)應(yīng)用研究上仍有較大發(fā)展空間，劉朋堅(jiān)定了要在光學(xué)工程方向繼續(xù)走下去的決心，他希望自己的研究成果能在一定程度上填補(bǔ)我國在尖端光學(xué)領(lǐng)域研究的空白。

博士階段是劉朋的科研啟蒙期。對他來說，第一次真正意義上接觸科研是進(jìn)行激光分離相關(guān)技術(shù)研究。與很多科研入門者一樣，一開始他十分興奮，希望能盡快干出一番成績，但隨后遇到的種種難題、挫折，讓他品嘗到科研的苦澀?！耙呀?jīng)有學(xué)長做了好多年，但都沒有突破，作為一個(gè)新入學(xué)的博士，承擔(dān)一個(gè)國家級的課題，我壓力很大，也在攻關(guān)過程中，感受到課題實(shí)實(shí)在在的難度?！眲⑴笳f。

但劉朋是幸運(yùn)的，團(tuán)隊(duì)的通力協(xié)作，加之自己在不斷求而不得與迎難而上中，始終保持了對科研的熱情，最終課題攻關(guān)取得令人滿意的結(jié)果，穩(wěn)定切割KDP晶體（磷酸二氫鉀晶體）的技術(shù)突破為劉朋之后的研究工作積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

每個(gè)人的成長過程中，都會(huì)邂逅令自己感佩至深的“引路人”，劉朋亦如此。得益于博士生導(dǎo)師段軍教授的指導(dǎo)，劉朋在科研道路上不斷成長、前進(jìn)。“段教授作為我科研的啟蒙老師，幫助我完成了從本科生到博士生的轉(zhuǎn)變，他是我科研生活的引路人。他人品端正、學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)，他身上優(yōu)秀的品質(zhì)亦深深影響著我，多年來讓我獲益良多?！?/p>

博士畢業(yè)，劉朋的很多同窗選擇出國深造，但他卻決定留在國內(nèi)，錨定北京理工大學(xué)這方平臺(tái)繼續(xù)開展他熱愛的光學(xué)研究。在劉朋看來，北京理工大學(xué)有其吸引人的魅力所在。“相較于國外，我認(rèn)為現(xiàn)今國內(nèi)的高校也同樣具有強(qiáng)大的科研實(shí)力，而在這之中，北京理工大學(xué)作為國家首批頒布的16所全國重點(diǎn)大學(xué)之一，在光學(xué)應(yīng)用及先進(jìn)制造領(lǐng)域?qū)嵙π酆?，近幾年更是異軍突起，自然成為我博士后階段的首選。來到北京理工大學(xué)后，團(tuán)隊(duì)的研究方向與我自身相當(dāng)契合，加之良好的實(shí)驗(yàn)條件和優(yōu)秀的學(xué)術(shù)氛圍，讓我最終選擇繼續(xù)留在北京理工大學(xué)研究任教。”劉朋坦言。

最高級的科學(xué)研究一定是“頂天立地”的，劉朋一直這樣認(rèn)為。入職北京理工大學(xué)后，將產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，劉朋堅(jiān)實(shí)地邁出了實(shí)現(xiàn)科研理想的每一步。

“頂天立地”做科研

從在讀博士真正轉(zhuǎn)變?yōu)楠?dú)當(dāng)一面的科研人員，劉朋的首個(gè)科研發(fā)力點(diǎn)聚焦于激光超精密分離技術(shù)的突破上，他主持的首個(gè)大科研項(xiàng)目“液相輔助多光源耦合激光超精密分離光學(xué)玻璃微透鏡研究”也正與此相關(guān)。

為解決光學(xué)微透鏡制造存在分離成本高、效率低的問題，劉朋創(chuàng)新性地采用液相輔助多光源耦合激光的分離方法，成功實(shí)現(xiàn)了光學(xué)玻璃微透鏡的精密高效分離，推進(jìn)了光學(xué)玻璃微透鏡的大規(guī)模應(yīng)用。目前以此方法分離的鏡片，已經(jīng)批量化生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)了科研成果的真正落地?！皬睦碚搫?chuàng)新、方法創(chuàng)新到系統(tǒng)集成、落地應(yīng)用，我們完成了全流程的科研實(shí)踐過程，真正做到了頂天又做到了立地。”談起所做工作，劉朋不無自豪。

2023年，劉朋又成功獲批國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目，與之前研究一脈相承，這個(gè)項(xiàng)目同樣著眼于激光精密分離技術(shù)的研究，但不同的是，新項(xiàng)目更多的是面向高層次應(yīng)用，研究復(fù)雜微結(jié)構(gòu)光學(xué)元件的分離成形技術(shù)，追求更高的分離精度?！耙坏╉?xiàng)目攻關(guān)成功，將會(huì)極大推進(jìn)我國復(fù)雜微結(jié)構(gòu)光學(xué)元件的研究與應(yīng)用進(jìn)展。”劉朋介紹。

加入北京理工大學(xué)機(jī)械與車輛學(xué)院先進(jìn)加工研究所4年有余，在周天豐教授領(lǐng)銜的團(tuán)隊(duì)中，劉朋各項(xiàng)工作進(jìn)展順利。團(tuán)隊(duì)氛圍融洽，成員積極進(jìn)取，在激光加工、模壓成形、注塑成形、超精密切削等多個(gè)方向大家齊頭并進(jìn)，取得了眾多科研成果。通過北京理工大學(xué)重慶創(chuàng)新中心的建設(shè)工作，團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步發(fā)展壯大。劉朋的個(gè)人能力也在深度參與團(tuán)隊(duì)的各項(xiàng)工作中獲得極大提升。

劉朋認(rèn)為，作為一名青年教師，在做好科研的同時(shí)，還要做好教學(xué)，將自己所學(xué)毫無保留地傳遞給學(xué)生。劉朋是碩士生導(dǎo)師，在指導(dǎo)碩士生及組內(nèi)博士生開展研究工作的同時(shí)，他還承擔(dān)了碩士生課程教學(xué)任務(wù)，并擔(dān)任本科行政班的班導(dǎo)師。對于學(xué)生他最看重的是認(rèn)真務(wù)實(shí)的態(tài)度?！氨种@種態(tài)度，我想我的學(xué)生無論從事什么工作，都能有所建樹?！眲⑴笳f。他也期望學(xué)生對科研有耐心，歷經(jīng)挫折、失敗仍能保持初心。他鼓勵(lì)學(xué)生結(jié)合個(gè)人興趣選擇科研方向，因?yàn)榕d趣是最有效的驅(qū)動(dòng)力。他不愿意學(xué)生成為“兩耳不聞窗外事，一心只讀圣賢書”的“書呆子”?！皩H、國內(nèi)熱點(diǎn)與個(gè)人的科研方向進(jìn)行耦合，大膽去想，小心論證，很多奇思妙想會(huì)變成現(xiàn)實(shí)?！?/p>

在工作之余，劉朋喜歡運(yùn)動(dòng)，經(jīng)常與同事、學(xué)生們一起打羽毛球、打籃球?！皬氖驴蒲泄ぷ鳠o論是在心理上還是生理上都難免會(huì)積累一定壓力，和大家一起運(yùn)動(dòng)，一起暢談，于身于心都是極大的放松。有了放松的頭腦和健康的身體，才能更好地開展工作?！眲⑴笳f。

對未來激光技術(shù)的發(fā)展，劉朋有美好憧憬。“激光會(huì)逐步替代傳統(tǒng)光源，在各領(lǐng)域大放異彩。同時(shí)光學(xué)微透鏡的應(yīng)用也會(huì)為我們的生活帶來巨大改變，所以還請大家拭目以待?！闭劦絺€(gè)人的工作計(jì)劃時(shí)，劉朋坦言，“團(tuán)隊(duì)未來的研究方向可能會(huì)側(cè)重激光的應(yīng)用，研究激光應(yīng)用相關(guān)問題，希望能真正做到讓激光走進(jìn)千家萬戶。我個(gè)人的終極理想是希望我國的激光技術(shù)能大幅領(lǐng)先世界，讓中國成為激光光學(xué)技術(shù)的領(lǐng)跑者?！?/p>