高功率高光束质量半导体激光技术发展战略 ——香山科学会议第570次学术讨论会综述
 
 
 
 
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“中国学术会议在线”会议信息发布规则
一、总则 "中国学术会议在线"是经教育部批准,由教育部科技发展中心主办,面向广大科技人员的公益性学术会议信息服务平台。为规范学术会议信息发布流程,促进信息发布的准确性、可靠性、及时性,特制定本规则。 二、发布会议范围及责任 1、本网站为广大学术机构、科研人员提供综合性学术会议信息发布和查询平台,发布各类以学术交流为目的学术会议信息。 2、本网站原则上不发布盈利性的培训类会议,视具体情况发布区域性、行业协会的技术研讨、会展信息。   3、信息发布方须对其在本网站上发布信息的真实性负责,如果违反真实性承诺,所产生的一切后果及责任,由信息发布方承担。 4、信息发布方必须遵守中华人民共和国法律法规以及《互联网信息服务管理办法》相关规定。 三、国内学术会议发布   1、各学会、科研院所、高校提交的国内学术会议信息,经“会议在线”审核,确定该信息已发布在学会、科研院所、高校的网站上,会议主办方、联系人等信息明确,可在1个工作日内发布。   2、各学会、科研院所、高校主办或承办的国内学术会议,未在其主办方官方网站发布,需提交有主(承)办单位公章的证明文件,并提供相关负责人姓名及联系方式。 四、国际学术会议发布   1、各学会、科研院所、高校主办或承办的国际学术会议,会议信息已在该学会、科研院所、学校校级网站上发布,相关负责人姓名及联系方式,会议主办单位、联系人等信息明确,经会议在线审核后,可在1个工作日内发布。   2、各高校院系主办或承办的国际学术会议,未在校级网站发布的,需提供校级主管部门的证明文件,并提供相关负责人姓名及联系方式,方可发布。各学会、科研院所主办或承办的国际学术会议,未在其官方网站发布的,需提供本学会或科研院所的证明文件。 3、非学会、科研院所、高校主、承办的国际会议,如为首次举办(第一届或无届别会议),需办会机构提供会议举办所在省、自治区、直辖市外事部门批准文件,并提供相关负责人姓名及联系方式,后可发布会议。 五、对会员投诉会议的处理 1、“中国学术会议在线”对于已经审核通过的会议,如接到以下投诉,一经核实,网站将撤销该会议信息。投诉内容包括但不限于: 1)会务组联系电话长时间无人接听或占线; 2)会议内容、出席人员、规模等信息与会前通知严重不符; 3)会议取消或未按时召开,未及时通知本网站。 2、对于提供虚假会议信息、虚假证明文件的办会机构,一经查实,该办会方将被列入网站黑名单,取消发布会议资格,并在网站上公示,情节严重者触犯法律者将报公安部门处理。 六、免责条款 中国学术会议在线为非盈利性网站,我们将恪尽审核义务,对于因办会方失信给第三方造成的损失,中国学术会议在线不承担责任。   中国学术会议在线 2013年3月
教育部科技发展中心门户网站新版上线公告
教育部科技发展中心门户网站(www.cutech.edu.cn)于2012年3月12日全新改版上线。   新版网站内容更为丰富,注重“中心”业务工作宣传和科技类信息的报道,增强服务力度同时提升了用户体验。   新版网站主要有以下几大改进:   一、页面美观简洁,以蓝色调为主,风格清晰明快,增大页面分辨率适应当前主流要求,字体大小和颜色适合用户阅读。   二、在网站原有业务工作栏目基础上增加——规范校办产业发展、宽带卫星计划、互联网创新平台联盟等专栏。   三、增加中国科技论文在线、中国学术会议在线两大信息服务平台当日信息更新栏目。   四、新网站整合了“中心”对外服务平台的内容,包括:高校专利信息服务平台、教育部科技查新服务平台、科技奖励网络申报系统、教育部专家信息系统、全国高校产业统计系统等,更方便用户查找和使用。   五、根据广大读者关注热点问题进行栏目改进与更新,改进栏目有——图片新闻、要闻咨询、学术评论、政策法规和知识产权等。   六、增强网站后台功能和相关软硬件优化,使信息更加快速安全传递给广大用户。   新版测试期为一个月,网站还有需要完善之处,在此期间如出现问题或给大家带来不便,请谅解,同时欢迎大家提出宝贵意见与建议,联系邮箱:sjy@cutech.edu.cn或linye@cutech.edu.cn。 教育部科技发展中心网站 二0一二年三月九日
中国学术会议在线新版开通,欢迎使用!
中国学术会议在线新版终于与大家见面了。在新版中,我们实现了一些优化和改进,尽力为广大用户提供更优秀的学术信息服务平台。相比旧版,新版的改进有: 分类学科信息 会议信息以学科分类,设置学科单页,便于各专业用户查询本专业内相关学术会议。 改观页面设计 新的页面采用宽页面、小模块化,方便用户浏览。 简化视频点播 视频点播无需另下载插件,直接点击播放。并针对单位用户特别推出“中国学术会议在线校园速递服务”,提高视频点播流畅性。 推出讲座资源 倾力推出高校学术讲座交流平台,促进高校间学术资源共享。 引入用户评价 参会用户可对学术会议进行评价,如办会方诚信、会议学术水平,为后来参会者提供参考,舆论监督促进提高办会水平。 注意事项: 1、由于教育网和公网之间存在带宽瓶颈,非教育网用户可能无法流畅观看视频,我们将努力改善并解决此问题。教育网集体用户(高校)如遇到视频观看不流畅的问题,可以学校为单位申请“中国学术会议在线校园速递服务”,以改善观看体验。参见《关于开展中国学术会议在线视频校园速递服务试点的通知》。 2、新版测试期一个月,网站还有大量需要完善之处,在此期间可能因为优化系统出现短暂的服务中断,请大家谅解。如您在新版使用过程中遇到任何问题,欢迎提出意见与建议,联系邮箱meeting@cutech.edu.cn或scimeet@yahoo.com。 中国学术会议在线 二0一一年一月十日
“中国学术会议在线”兼职信息员招聘启事
   “中国学术会议在线”(www.meeting.edu.cn)是经教育部批准、教育部科技发展中心主办的公益性学术网站。因业务发展需要,现面向国内高校以及中科院系统招聘兼职信息员。 应聘要求: 1、应聘人员应为高校或中科院在读硕士或博士研究生; 2、专业文科最佳,有理工科背景,如科技哲学、情报学、图书馆学、信息管理、知识管理等相关领域; 3、有参与学术会议交流的经验; 4、关注本学科及相关研究领域的国内外学术交流动态,视野开阔,信息资源丰富; 5、有一定的课余时间,责任心强,能够连续工作一年以上。    请有意者将个人简历发至 scimeet@yahoo.com 或 meeting@cutech.edu.cn              教育部科技发展中心                  中国学术会议在线 2013年6月5日
高校学术讲座交流平台开通,欢迎使用!
为优化我国科研环境,促进高校之间优质学术讲座资源的交流与共享,由教育部批准、教育部科技发展中心主办的“中国学术会议在线” 首批联合20所重点高校共同建设“高校学术讲座资源交流平台”(以下简称“讲座平台”),平台目前正式开通使用。 首批加入讲座平台的成员高校有:西安交通大学、河海大学、电子科技大学、北京交通大学、东北师范大学、北京理工大学、北京邮电大学、东北大学、合肥工业大学、湖南大学、华南理工大学、华南农业大学、兰州大学、南京航空航天大学、山东大学、西北工业大学、西南大学、湘潭大学、浙江大学、中山大学。 平台资源面向成员高校免费开放,各成员高校用户可直接通过本校网络访问讲座平台,查看平台内各校讲座预告、讲座视频,并可根据感兴趣的学科、学校、演讲人或其他关键字对讲座资源进行检索和查看。 欢迎致力于促进学术交流、并有兴趣加入讲座平台的高校相关部门与我们联系,联系方式: 教育部科技发展中心 中国学术会议在线 联 系 人: 王鑫、孔翦 地 址: 北京海淀区中关村大街35号 100080 电 话: 010-62514015,82503990 电子邮箱: meeting@cutech.edu.cn, scimeet@yahoo.com 教育部科技发展中心 中国学术会议在线 二○一一年一月十日
 
 
 
 
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高功率高光束质量半导体激光技术发展战略 ——香山科学会议第570次学术讨论会综述
日期:2017-04-06 18:21  所属学科:物理天文>光学  点击数:361
稿件来源:香山科学会议 
    激光科学与技术推动能量光子学和信息光子学的发展,引领人类社会进入“光子时代”、“光信息时代”及“光制造时代”。 

    据2010年美国科技政策办公室(OSTP)公开发表的关于激光科学与技术对经济影响力研究报告统计,激光应用及其扩展延伸产生的经济价值约7.5万亿美元,占美国当年GDP的50%(其中加工、运输领域约1万亿美元,生物医学领域约2.5万亿美元,电信、电子商务及信息技术领域约4万亿美元)。又据国际期刊《Laser Focus World》报道,全球半导体激光器(LD)市场连续10年占据整个激光器市场近50%。上述两个报告可估算出,半导体激光器应用及其扩展延伸产生的经济价值占美国GDP达1/4之多。 

    由于半导体激光器应用及其扩展延伸技术对国民经济发展的重要性,美、德等发达国家将半导体激光技术作为战略高新技术,提出国家级发展规划,抢占前沿技术制高点,如美国“21世纪激光科学与工程的发展规划”、日本“光子工程发展规划”及德国“光技术促进计划”、北欧诸国“新概念工厂计划”等。 

    为更好地推动我国高功率半导体激光技术的快速发展,重点针对航空航天、高端装备、新能源、新材料、医疗仪器、先进制造、大数据、互联网、物联网等战略新兴产业发展对半导体激光技术的迫切需要,准确把握高功率半导体激光技术的发展方向,凝练前沿科学问题与核心关键技术问题,谋划我国半导体激光科学与技术发展蓝图,2016年9月22~23日在北京召开了以“高功率高光束质量半导体激光技术发展战略”为主题的香山科学会议第570次学术讨论会。本次会议由周炳琨教授、王占国研究员、周寿桓研究员、吕跃广研究员、王立军研究员共同担任执行主席。会议邀请了国内相关学术界和产业界的16个单位的40余名专家学者参会。会议针对高功率高光束质量半导体激光技术及应用和新型半导体激光技术及应用中心议题进行了热烈而充分的讨论。 

一、国内外半导体激光现状及发展趋势 

    王立军研究员做了题为“高功率高光束质量半导体激光技术的发展现状及趋势”的主题评述报告。报告从激光学科的地位与影响、国际半导体激光学科的发展前沿、国际半导体激光应用发展概况、国际激光产业的发展动态等方面进行了宏观的论述和分析。半导体激光学科历经50年的辉煌发展历程,已全面渗透到物理、化学、机械、生物、医疗、人类学、天文、地理、信息科学等大量基础及应用交叉学科领域中,在国民经济发展中发挥着不可替代的作用。报告指出了我国半导体激光领域发展存在的问题,并提出建议:(1)从战略层次上,高度重视核心半导体激光器件的研发,有效抑制和改变激光制造领域的“空芯化”的状况,确保不受制于人;(2)形成更为紧密的产学研链接,解决合作机制中关键的利益分配,以及技术转移的知识产权变更问题。 

    主题评述报告引起了与会专家的共鸣和十分热烈的讨论。专家们指出,半导体激光器是信息和能量光子学的基础,目前系统应用对于能量型半导体激光器的要求是小型化、高效率和高光束质量,功率合成的高功率半导体激光器的直接应用发展很快,需求旺盛;建议国内从事半导体激光的优势单位,应该建立产学研联盟,在国家大的专项支持下,大家发挥各自优势,合力创新、攻关。专家还指出,我国高功率半导体激光器的发展离不开国家应用需求的牵引,应凝练出高功率半导体激光器的战略需求,国际上非常重视高功率半导体激光器的研究,美国部署了ADHEL专项,德国部署了BRIDLE及IMOTHEB等专项,而国内尚未进行相关的专项研究的部署,高端芯片的生产能力弱;提出高功率半导体激光器要加强基础科学问题的研究,为应用打下基础,鼓励多家单位联合攻关;特别是高功率半导体激光器的应用领域还在不断的拓展中,关键要解决许多基础的科学问题,这需要加强与交叉学科研究人员的合作。 


二、高功率高光束质量半导体激光技术及应用 

    与会专家作了题为“高功率半导体激光技术及应用”中心议题评述报告,指出世界各国激光武器系统及激光材料加工已处于快速发展通道,为此对半导体激光器提出了更高的要求。在未来的5-10年,进一步研究、解决如下科学和技术问题:外延层及器件界面、腔面缺陷形成机理及控制,光场分布与载流子的相互作用及其对光束质量的影响;影响半导体激光器效率的因素及解决方法,高密度空间和光谱合束技术;进一步提高激光芯片的功率/亮度、电光转化效率(75-80%)、光束质量、可靠性;研发超高亮度半导体激光光纤耦合输出模块产品。 

    与会专家还作了题为“相变冷却高功率半导体激光列阵及应用技术”、“高亮度半导体激光器研究” “量子级联激光器:从中红外到THz”、“高功率光纤组束半导体激光器关键技术研究”的专题报告。 

    在讨论中,专家们指出,半导体激光器的光束质量是与功率同等重要的参数,需要发展例如平板耦合波导结构,提高输出功率;未来20年,需要解决半导体激光器的核心技术,把激光器做成中国“杀手锏”式的产品;提出高功率高光束质量半导体激光器的研究要重视与应用需求相结合,需求引导器件的研究方向;认为大功率激光应用的芯片,从指标上讲,与国外差距不明显,但是在工程应用中与国外有差距,需要国家给予支持和重视,在研究的阶段把工程研究考虑进去,以工程牵引目标支持基础研究,可能有新的发展。专家还提出量子级联激光器在国家安全中具有重要应用,国外对此类器件禁运,需要加强此项技术的攻关,指出高功率激光器芯片的材料和工艺是核心,国家应建立激励机制,给予从事外延生长的研发人员更大的发展空间,重点突破高功率半导体激光器的腔面镀膜技术、光栅制备技术和光谱合束技术等。建议半导体激光器产品的发展要坚持国产化,做自己有特点的产品,发展拥有知识产权的核心技术。 

三、新型半导体激光技术及应用 

    与会专家做了题为“高速激光器的现状和展望”的中心议题评述报告,指出高速半导体激光器已经历了三十多年的发展,按照信息技术的发展阶段和对激光光源的应用需求,高速激光器的发展历程可分为几个阶段。最初半导体激光器从多模发展到单模,从低温脉冲到室温连续工作,激光器的种类有FP,DBR、DFB、VCSEL等结构。第二阶段是高速激光器,包括直接调制激光器和与调制器集成的光发射器件两大类,关注激光器在频率域的响应特性。未来信息网络将从地面向空中延伸,向更多维度发展,与无线通信和自由空间通信网络深度融合。从而对高速激光器又提出了发光功率特性的要求,对卫星通信激光光源还要求激光器具有抗辐照能力,以保证航天应用中长寿和高可靠的应用需求。 

    与会专家还分别做了题为“从等离子激元、金属腔、到白色激光:纳米半导体激光器的一些新进展”、“GaN基蓝、绿光半导体激光器”、“高温垂直腔面发射激光的模式控制”、“基于自注入锁相原理的LD线宽压缩技术研究”的专题报告中。 

    讨论中,专家们指出,2016年3月份美国对中兴通讯的芯片进行禁运,说明我国的光电子器件与国外有差距,由于国家投入少,这种差距还在拉大。就激光器件发展而言,目前材料和器件逐渐融合,设计与工艺相互关联,所有国家应从应用出发,部署专项开展激光器的平台建设、工艺固化,建立标准的元器件库和开发相应的配套软件,提高激光器件的研发水平。专家认为,下一代光电集成和超级计算机对半导体光源的功耗和尺寸提出了非常高的要求,目前的半导体激光器都不能满足,信息型的半导体激光器是重要的发展方向;提出大学和研究所的研究成果如何转化成产品,可以借鉴IBM和Sony等公司的经验,构建研产学平台;此外,信息型半导体激光器以通讯、显示、照明为应用牵引,解决涉及到的基础科学问题,突破关键技术。建议信息型的半导体激光器应该与应用结合,做成系统或者装置;光电子的专家要结合国家的重大需求,解决半导体激光器的寿命和稳定性等问题。 

四、会议总结与专家建议 

    如何获得高功率、高光束质量是国际半导体激光科学的研究前沿,也是半导体激光技术领域中的重大挑战。会议形成如下共识: 

     I、能量型半导体激光器领域 

     1、凝练半导体激光领域的基础科学问题 

    (1)器件表面、界面、腔面缺陷形成机理及控制:从影响外延质量、能带结构及发光特性的缺陷形成机理进行分析,提出解决方法,降低串联电阻、减小内部损耗,提高器件的电注入效率、光输出特性及寿命。 

    (2)高光束质量半导体激光单元结构创新研究:半导体激光器的输出功率受模场体积及腔面损伤阈值的限制难以实现大功率基横模输出,提出单元结构的创新性设计,实现高功率基横模输出。 

    (3)高功率半导体激光器的空间模式调控及器件研究:大功率半导体激光芯片呈多侧模激射,劣化了输出光束质量。通过重构快慢轴方向的折射率分布,实现高光束质量输出。在三维方向上扩展半导体激光器单元结构,扩展模式增益体积,降低空间功率密度,大幅度提升单芯片输出功率。 

    (4)量子级联和带间级联结构中的基本物理问题及高功率中红外激光器的研究:开展量子效应主导的基本物理问题研究,揭示室温量子/带间级联激光器的量子过程和电光转换的关联特征;发展中红外激光器材料的组分、界面、应力、调制掺杂的协同控制理论和技术,提高中红外半导体激光器的功率和光束质量。 

     2、针对共性技术,大力发展高功率半导体激光领域的核心技术 

    与会专家认为,高功率半导体激光领域蕴含大量的共性技术,应大力发展的共性技术包括:(1)高功率半导体激光器的低吸收腔面处理技术。(2)发展基于相变冷却的大功率半导体激光器小型轻量化封装技术,满足航空、航天要求的可靠性及环境适应性设计技术等,推进大功率半导体激光器向小型、轻量化的工程应用发展。(3)高功率半导体激光器的波长锁定技术,波长锁定激光器效率、稳定范围、可靠性开展研究,实现千瓦级高光谱亮度半导体激光光源。(4)半导体激光器是目前效率最高的激光源,但光束质量差,严重制约了大功率半导体激光器的直接应用,开展高光束质量非相干/相干激光合束技术研究及光栅加工技术,突破半导体激光二维阵列高亮度高效光谱合成技术、外腔稳定控制技术、光栅加工技术等。 

     3、形成高端半导体激光产品批量生产能力 

    高端半导体激光芯片、模块及光源系统,美国对中国禁运。国内多家优势单位联合攻关,合力提高半导体激光器单管的功率/亮度、电光转化效率、光束质量和可靠性,研发高功率高光束质量半导体激光芯片、模块和万瓦级光源系统,并形成大批量生产能力。 

    II、信息型半导体激光领域 

    在信息半导体激光方面,一方面重点是在用于光电通讯的高速半导体激光,用于大数据交换中心的高速高温面发射激光和用于未来大规模片上集成的低能耗纳米激光。这些信息半导体的系统研发将直接决定国家在未来通讯和超算方面的战略地位。另一方面重点是用于显示,照明和无线光通信的可见光激光器,如GaN基蓝绿激光和基于纳米半导体材料和结构的多色和白色激光。激光照明和显示是目前半导体激光的重要前沿,对国家未来能源战略和许多相关高技术领域都有重大影响。 

     与会专家就推动高功率半导体激光器的发展,提出如下建议: 

     1、高功率高光束质量半导体激光器是国际上的重要发展趋势,是高能激光系统及应用的核心元器件;信息型半导体激光器是通信和能源领域的发展方向。能量型和信息型半导体激光器是中国制造2025的基础芯片,建议国家相关重大专项增列“高功率半导体激光”方向。 

    2、瞄准先进制造、信息互联、医疗健康等领域,大力拓展激光与国民经济相关的激光产业链。构建政府、大学、研究所和企业四位一体的全方位架构,促进研产学政策紧密结合,尤其是增强与企业的合作,完善半导体激光产业链。 

    3、参考德国创造的“夫琅和费模式”,科研院所和企业联合形成一个联盟,关联起来共同开发工业化产品技术的模式,定期组织中国品牌的半导体激光的国际学术会议。 

    4、中国激光技术的发展要坚持“创新引领,研产学合作”,专家呼吁,政府相关部门设立创新基金,一方面促进半导体激光技术的创新发展,注重激光器材料和结构的创新,加大新结构、新材料、新工艺和新装备的研发与应用力度,努力实现激光技术水平的新跨越;另一方面发展半导体激光工艺新技术,全面提升激光系统、产品的可靠性。 

    5、高度重视激光科学、技术攻关、应用和产业的均衡发展,重视激光科学技术与智能、信息技术的交叉融合;加强核心元器件、关键激光器的配套生产能力,加强支撑配套能力与工程化,加大对重要核心激光器的攻关力度和国产化制造能力,有效抑制和改变激光制造领域的“空芯化”的状况,确保不受制于人。 

    6、在激光团队中吸纳物理和化学专家,增强学术交流,促进学科间的交叉融合,共同探讨激光应用中的机理问题。 
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