



1 学科带头人白晋涛教授指导研究生
2 国家级国际联合研究中心
西北大学依托光电技术与功能材料国家级国际联合研究中心、省部共建国家重点实验室培育基地、陕西省全固态激光及应用工程技术研究中心等国家、省部级科研平台,着重开展系列波长的高功率全固态激光器、光纤激光器关键制造技术及相关应用技术和产品的研究与开发,力争成为我国在高功率全固态激光器、光纤激光器及其应用技术领域重要的自主创新平台、产品生产基地和高层次人才培养基地。
目前,该团队现有研发人员91人,其中固定人员56人,流动人员35人。团队目前现有研发设备大部分已经进入“陕西省大型科学仪器设备共享平台”,并面向全省乃至全国进行对外开放,实行资源共享。
专注激光技术,提高转化效益
射孔技术是油田开发的关键技术之一。激光射孔技术是本世界刚刚新兴的一项石油井下射孔技术。该技术是一种洁净、安全、有效的新型射孔方法。与传统的子弹射孔技术相比,激光射孔技术能够大幅提高石油井的孔隙度和渗透率,不会造成极细的碎屑堵塞孔隙喉道的问题,射孔理论深度为无限深。据估算,如果能将油气田开采的采收率提高10%,就相当于发现了一个亿吨级大型油气田。目前,该团队成功开发出万瓦级光纤传输激光器及激光射孔设备,并在国内率先开展了不同种类岩石的万瓦级激光射孔研究。通过与中国测井公司合作研究,有助于激光射孔技术尽早应用于油田钻采,提高我国油气资源采收率。
激光增材制造技术是一种三维实体快速自由成形制造新技术,它综合了计算机的图形处理、数字化信息和控制、激光技术、机电技术和材料技术等多项高技术的优势,在数控系统的控制下,采用同步送粉的方式将金属粉末材料送达制造区域。利用激光熔融方法将金属粉末材料按照一定的填充路径,逐点填满给定的二维形状。重复这一过程逐层堆积形成三维实体零件。目前,西北大学建成激光熔覆产业基地,研制出5000W激光熔覆设备及不同金属材料的激光熔覆技术,并为陕鼓集团、宁夏共享集团、东风仪表厂、金锥城钼业等企业提供激光熔覆技术服务,为我省激光增材制造技术产业化推广起到了极大的推动作用。
随着半导体激光器技术快速发展,具有体积小、重量轻、效率高、性能稳定、可靠性好、寿命长、光束质量高等优点的半导体激光泵浦的全固态激光器、光纤激光器及其应用技术发展迅速,并已渗透到各个学科领域,例如:激光工业精密加工、激光医学、激光信息存储、激光通讯、激光光谱学、激光分离同位素、激光核聚变、激光投影显示、激光检测与计量及军用激光技术等,极大地促进了这些领域的技术发展。利用多项自有专利技术,西北大学研制出“适用于前列腺增生汽化手术的200W级光纤传输全固态绿光激光器”、工业型连续/准连全固态绿光激光器、大能量窄线宽全固态紫外激光器、大功率全固态红外激光器、2μm中红外光纤激光器、ps级锁模光纤激光器产品。其中“半导体激光泵浦的200瓦全固态高功率绿光激光器”获得了科技部、商业部、国家质量监督检验检疫总局和国家环境保护总局联合颁发的“国家重点新产品”证书。在陕西省科技厅组织的技术鉴定会上,中科院侯洵院士、林尊琪院士、刘颂豪院士等我国著名光学专家认为,该项技术达到了“国内领先、国际先进”水平。其成果荣获2005年陕西省专利一等奖和2006年陕西省科学技术一等奖。
因具有非侵入式、三维成像和可特异性标记成像等不可替代的优势,远场光学显微镜成为当今生命科学中重要研究工具,但是光学衍射极限,限制了人们对亚细胞结构和生物单分子研究的深入。西北大学利用自有技术开发出突破衍射极限限制的激光超分辨成像多功能系统,实现了50nm超高空间分辨率成像。该系统能够够用于无损高清晰地研究细胞内大分子、囊泡、微管等精细结构。相关成果论文发表在国际期刊Nanoscalere-searchletters上,不到4个月同行访问下载量达670余次,主编两次写信表示了祝贺。
利用自有技术研制出激光简并四波混频光谱分析系统,利用分光装置将一束激光分为三束入射待测样品,产生的四波混频信号由光电探测器接收,测量四波混频信号强度的大小判断14C的含量信息,根据14C含量信息,利用14C的衰变原理来推算文物年代。该项技术具有设备简单、操作易行、可以消除多普勒加宽,能够解决现有同位素测年技术中测年精度差、取样量高、设备复杂、操作难度大、成本高等缺陷,可进行同位素丰度比值的高精度测量,获得文物产地和矿料来源信息,在我国文物保护学科领域树立起一面崭新的旗帜。
研发成果成就丰,荣誉等身认可多
近5年,该团队承担各类在研科研项目70余项,总到款经费5500余万元。其中科技部重大专项1项、国家“973”计划项目1项、国家“863”计划项目1项、科技部国际科技合作专项4项、国家自然基金项目30余项、省级项目20余项;在Nanoscaleresearchletters,AppliedPhysicsLetter,OpticsEx-press等国际一流期刊发表SCI收录论文60余篇,授权国家发明专利31项。引进“陕西百人”科技人才2名,培养了博、硕士研究生累计50余名。
2010年,学科带头人白晋涛荣获“全国优秀科技工作者称号”荣誉称号;2012年,所属“陕西省全固态激光及应用工程技术研究中心”被省科技厅评为“优秀工程技术研究中心”;所属“省部共建光电技术与功能材料国家重点实验室培育基地”被科技部评为优秀省部共建国家重点实验室培育基地;2013年,所属“陕西省光电子技术重点实验室”被省科技厅评为优秀重点实验室少;2015年,所属国家级国际联合研究中心加入科技部国际合作司倡议的“光电产业国家国际科技合作基地联盟”,意在通过整合和聚集光电领域国际科技合作资源,推动我国光电及相关产业快速发展。
(齐新元)