风樯动 扬帆行——记中国科学院安徽光机所激光技术研究中心主任方晓东

干思思

方晓东在实验室工作

如果有人问您，“当今世界第一大产业是什么？”您会毫不犹豫地回答“是以集成电路为基础的电子信息产业”吗？如果有人问您，“集成电路产业最重要的核心是什么？”您会毫不费力地回答，“是芯片制造”吗？如果有人接着问您，“半导体芯片制造业中最核心的设备是什么？”您能紧跟着回答，“是光刻机”吗？“那光刻机里最重要的光源是什么？”您能回答“是准分子激光”吗？

光刻机是集成电路制造中最精密复杂、难度最高、价格最昂贵的设备，最先进的半导体光刻机全世界只有荷兰和日本的两家公司能够制造出来，而光刻机里面的准分子激光器——也就是“核心中的核心”，世界上也只有美国和日本的两家公司能够做出来！和众多相关产业的重要技术一样，它们被列入禁运的名单。

2008年，国家启动了16项重大科技专项，其中“02专项”旨在扭转国家半导体装备、材料和工艺等落后的局面。风樯动，龟蛇静，起宏图！当很多家单位和科研人员竞相投入到这场扬我国威的洪流中去奋起直追的时候，有这么一家单位里的这么一个人，凭借单位早年在准分子激光研究上的创新积累，义不容辞地担当起了重任。他是中国科学院安徽光学精密机械研究所激光技术研究中心主任、激光技术与光电功能材料研究室负责人方晓东。

艰难困苦玉汝于成

安徽省合肥市西郊蜀山湖畔风景秀美的科学岛上，中国科学院安徽光学精密机械研究所（以下简称“安徽光机所”）坐落于此。建所40多年来，安徽光机所始终秉承“精益求精，开拓创新”的办所理念，致力于光学及相关领域的研究和开发。现已发展成为激光技术、大气光学、环境光学、光学遥感和大气物理化学等交叉学科并存，以大气环境遥感监测技术和战略高技术及应用为重点的综合性研究机构。

方晓东大学毕业就来到安徽光机所。就是在这里，他与准分子激光研究结缘，跟随导师一起成为中国最早从事这门激光技术研究的一批人。安徽光机所也因此成为国内最早从事准分子激光器研制的单位之一，也是目前国内准分子激光技术研究领头的单位。

安徽光机所的准分子激光研究并不是一帆风顺。虽然洞察前沿，但因为相关研究只是一个小学科，且技术难度大，当时国内市场需求小，没有得到国家相关项目的重点支持，造成了高端技术研发乏力和人才断档。

艰难困苦玉汝于成。在国内准分子激光研究陷入低潮难以为继的20世纪90年代，方晓东东渡重洋到日本学习深造。彼时，他不仅有机会徜徉在科学研究的殿堂，还置身于曾经风生水起的日本半导体产业界中。受到启发和影响的方晓东，将研究方向从光学转向了热门的半导体材料研究，博士毕业后曾就职于日本日立公司从事半导体器件和工艺研发，也曾先后在日本大阪大学做访问学者和客座教授。这些经历为他积累了丰富的经验，也为他之后将多学科知识交叉应用奠定了坚实的基础。

师夷长技以自强。2004年，羽翼丰满的方晓东入选中科院“百人计划”，回到了安徽光机所。回国后，他首先延续自己在半导体材料研究方面的积累，在材料物理与化学领域展开了多项探索研究。机遇总是留给有所准备的人，2008年“02”专项光刻机研制项目的启动，就像是一声春雷，唤醒了沉寂多年的种子，10多年前在准分子激光研发上的那段积累，让方晓东觉得自己有责任和义务举起那面曾经搁浅的旗帜，让那段燃情岁月里的科研梦得以延续下去，完成前辈和自己心愿的同时，最重要的是能助力国家在相关领域的发展。风生水起逐浪高，当冲锋的号角吹响，方晓东带领安徽光机所的准分子激光团队再次扬帆起航。

重启梦想打破垄断

完成准分子激光器系列产品研制

虽然前期有一定积累，但对方晓东及其团队成员来说，困难和挑战毋庸置疑。方晓东并没有想太多，“科研本身就是迎着困难一次又一次向前冲的过程，在国家战略需求面前，我们能做的就只有勇敢向前”。重拾起准分子激光研究之后，相对国内同行，他们虽然有积累上的优势，但因为中断相关研究已10余年，在人才断档的局面下，方晓东不得不从零开始组建团队，从最初带着几个刚刚博士毕业的年轻人慢慢摸索推进，到团队慢慢成长扩大，这些年来他们面向核心技术和重要应用持续攻关克难，水滴石穿，终收获了一系列极具创新意义的重要成果：

在准分子激光全固态放电激励系统、多级数磁脉冲压缩开关、精确同步控制方法等核心技术研究上取得突破，创新设计并研制出国内首套用于光刻光源的全固态脉冲放电激励系统，解决了集成电路光刻用准分子激光高重频和长寿命难题；

在高功率准分子激光技术研究上，研究开发了激光腔体的大面积均匀放电电场控制技术、激光气体的高速流场设计技术、激光腔体的材料优化及自清洁系统技术等多项具有自主知识产权的创新技术，解决了工业级准分子激光大功率输出的瓶颈问题，并在此基础上研制了国内最高功率水平的工业级准分子激光器，实现了氯化氙准分子激光百瓦级激光输出；

在高稳定性准分子激光技术研究方面，研究开发了具有自主知识产权的高精度谐振充电电压控制技术，提出一种优化的脉冲能量控制算法，实现了准分子激光输出能量精确稳定控制，输出能量稳定性达到1%。这一成果保证了工业、医疗和科研装备对准分子激光输出能量稳定性和精确可控的要求；

在先进仪器和高端装备的开发方面，针对国家重大战略需求和市场需要，先后研制开发了光刻机光源的激励电源和控制系统、平板显示制造的低温多晶硅退火设备样机、308nm准分子激光白癜风皮肤治疗仪、深紫外准分子激光剥蚀等离子体质谱与光谱分析仪等先进仪器和高端装备，指标均达到了国际先进水平；

…………

这些年来团队在准分子激光核心技术方面的研究成果，大幅提高了我国在相关先进激光器和高端装备研制方面的实力和国际影响力，对于解决国家战略重大需求、突破“卡脖子”技术、打破准分子激光相关产品长期以来国外垄断局面、科技成果转移转化示范等方面具有重要意义。

从原来的积贫积弱、被动挨打，到现在的奋起直追、部分技术成果比肩甚至在国际实现先进，打破国外垄断，虽然前方还有很多关卡要闯，但方晓东越走越有信心，因为，在他身后，已经有一支团队，有年轻后代已经成长了起来。

传承蓄力扬帆远航

方晓东所在的激光技术研究中心拥有晶体材料、激光技术与光电功能材料、光子器件、激光应用技术四个方向。而由他一手带出来的激光技术和功能薄膜材料研究室，从最初仅有师徒几个人，经过多年精心布局，已经成长为一个结构合理、立足前沿的攻坚团队。作为中心主任，他同时肩负行政管理和科研等职责。他的目标很清晰：“为提高学科的整体实力，我们的重点是在人才培养上，以壮大后续科研力量。”

最让方晓东感到欣慰的是，经过10多年的共同奋斗，当初跟随他一起的年轻一代已经成长为研究室里可以独当一面的骨干力量。他们中，有所里最年轻的研究员、博导，也有经历和自己颇为相似的中科院“百人计划”入选者，还有挑起技术成果转化的领头人……团队学术自由、勇于创新的氛围浓烈。这与他们的带头人——方晓东的性格有密切的联系。

学生眼中的方晓东，是个极具亲和力的导师，愿意放手让他们去自由探索，“哪怕会走弯路，但最终能解决问题”。而在方晓东看来，他的学生们都非常优秀、单纯，愿意不计报酬地去追逐梦想，直面挑战。而他能做的，就是给予他们指导，特别施以宽容的态度。“因为我们现在做的就是创新的事情，我应该给他们容错试错的机会，这样才能让他们在自由快乐的氛围下去探索成长，我相信水到渠自然成，科研本身就是一件苦中行乐的事情，大家在一起会比较开心，也会比较充实。”桃李不言下自成蹊，如今团队里的骨干已经不仅仅是团队的支柱，而且已经成长为支撑中国准分子激光技术水平的优秀人才。

方晓东也有了自己新的目标和方向，丰富的经历让他对研究应用转化最终惠及于民有着“深深的执念”。让他深感自豪的是，过去一段时间团队将系列项目发明技术应用于高端工业、医疗和科研仪器装备开发，研制了多套国内外首创的先进仪器和高端装备，包括成功研制的我国首套高端平板制造的准分子激光低温多晶硅退火设备小型样机，并与著名平板企业合作完成了工艺验证实验；研制完成国际首台准分子激光剥蚀等离子体质谱与光谱分析仪，该仪器用于样品元素的光谱和质谱双通道快速分析，实现了在一台装置上同时对样品主量元素、微量元素和高精度元素比值的原位微区分析；研制了我国首台308nm准分子激光白癜风皮肤治疗仪并且完成了技术成果转化……

“我下一步的目标会更多地聚焦在技术成果转化上。”“面向应用，走向市场，造福社会”是方晓东眼里的“终极目标”。蓝图已绘就，只待扬帆行。朝着目标，他正风雨兼程。