激光燃烧廿载，点亮辉煌未来

Light记者 | 丁帅

编者按

《Light》人物是《Light: Science & Applications》发起的系列高端人物访谈。本期，很荣幸能够邀请到激光光学领域的著名学者和领军人物、新加坡工程院院士、《Light》编委、《Light》新加坡办公室负责人、活跃在科研与产业化一线的跨界明星科学家——洪明辉接受本人的采访。初识洪明辉院士，他给我的印象是一位精力充沛、积极上进、温文尔雅的学者；相处下来，发现洪院士更是一位热爱生活、幽默风趣、有血有肉的人生赢家。

本次专访，洪明辉院士就激光微纳加工及检测技术的关键问题，做出了讨论和回答；并分享了对于激光光学领域发展前景的看法；同时，洪明辉院士分享了自身从科学研究到成果转化的重要经验，以及对年轻学者的指导建议；最后，作为编委，洪院士还对《Light》刊群发展提出了宝贵的建议。

洪明辉 院士

洪明辉，新加坡工程院院士，现任新加坡国立大学前沿研究和技术创新中心主任，以及光科学与工程中心主任、终身正教授、博士生导师，新加坡光技术（Phaos Technology）有限公司创办人，同时担任中南大学名誉教授，厦门大学杰出访问教授，中国科学院海西研究院卢嘉锡海外客座研究员以及中国科学院光电技术研究所客座研究员等。他也是美国光学学会会士（OSA Fellow），国际光学工程学会会士（SPIE Fellow），国际光子和激光工程学会会士（IAPLE Fellow）和副主席，新加坡工程师学会会士（IES Fellow）和副主席。

洪明辉院士是激光光学领域的著名学者和领军人物，长期从事激光微纳加工及检测技术研究，在激光微制造、激光清洗、激光焊接及光学检测等领域开展国际领先水平的研究工作。

他已在Chemical Reviews, Nature, Nature Nanotechnology (also featured in journal front page), Nature Photonics (research highlight), Light: Science & Applications, Nature Communications, Nano Letters, Advanced Materials 和 ACS Nano 等国际一流学术刊物发表450余篇论文，合著15部专著，拥有42项美国、德国和新加坡专利，其中24项已获发明授权，2项已经产业化生产。洪明辉院士是《光电工程》（1974年创刊）和“中国科技期刊国际影响力提升计划”入选英文期刊Opto-Electronic Advances(SCI收录)执行主编，国际期刊Light: Science & Applications（自然子刊）、Scientific Reports（自然子刊）、中国工程院院刊Engineering、Journal of Laser Micro/nanoengineering、《中国科学：物理 力学 天文学》（中英文）和《物理》等高水平学术期刊的编委。洪院士曾获“东盟杰出工程成就奖”、新加坡工程师学会“权威工程成就奖”和新加坡教育部教育服务奖。

深度专访

《Light》记者：洪院士在《Light》刚起步时就应邀加入编委会并对《Light》的发展做出重要的贡献，特别是在早期就牵头成立了《Light》新加坡海外办公室，是《Light》最早的海外办公室之一，并且本人率先垂范在海外大众传播媒体Twitter上设立《Light》宣传通道，积极开拓国际化媒体融合发展阵地，加强国际化传播。您作为国际知名科学家，在《Light》还默默无闻时就愿意加入编委会，并积极推动期刊的发展是出于什么考虑？

洪明辉：首先，我十分感谢Light能够邀请我加入编委会，这是一次很难得的机会，我感到十分荣幸。2013年在新加坡举办的近场光学国际会议上，顾敏院士作为Light编委向我约稿，从那时起我便开始关注Light。会后，我收到Light主编、时任科技部副部长曹健林老师的正式约稿邀请，科技部部领导亲自挂帅，这个期刊一定不一般，关注下来，发现文章的水平真的很高。我们的约稿文章【Ref.1】发表后，也多次应邀参加了Light Conference等活动，与编辑部建立了联系，我们的编委会成员都是个人成就有望冲击诺贝尔奖的顶尖科学家，我非常荣幸能够成为团队的一员。作为编委，我们的职责是为期刊发展做一些贡献，同时Light这个平台也给我们提供了很好的学习机会。

其次，很高兴白老师能将新加坡海外办公室设立在我们实验室，Light海外办公室对学生是一个很好的自我展示的平台，学生们共同参与Light Twitter宣传工作，过程中阅读Light发表的论文了解学术前沿，与领域内顶尖科学家建立联系，向编辑部的老师学习待人接物及写作能力，参加Light Conference学术活动等，都是宝贵的自我提升机会。所以海外办公室的设立对我们实验室和期刊是一种共赢的模式。

最后，Light通过举办Rising Stars of Light等活动，关注青年科学人员的成长，是我非常赞赏的一种做法。Light不仅关注知名的科学家，还愿意去吸纳培养青年科学家，随着青年科学家的成长又会反哺期刊，年轻人是未来，这对期刊的长足发展来讲有着十分重要的意义。

全国政协教科卫体团队到Light新加坡海外办公室调研

曹部长与洪院士合影留念

《Light》记者：您一直在从事激光微制造、激光清洗、激光焊接及光学检测等领域的研究工作，并且在尝试用激光来清洗硅片上的一些圆形附着物的过程中，发现了这些圆形附着物下面竟然产生了很多纳米尺度的小孔，孔的尺寸最小可以突破100纳米，您的团队通过进一步研究发现此圆形附着物对于光的聚焦效应可打破光学衍射极限，从而挖掘出了颠覆性的微球光学技术，成功突破了传统光学器件对光的调制能力的桎梏。您能否谈谈是什么契机促使您选择了激光微纳加工领域，一做就是二十年，并最终提出了颠覆性的微球光学技术？

洪明辉：我们能做微球的加工完全是一种机遇，我很幸运在新加坡科技局（Astar）数据存储研究院做科研，新加坡科技局对科研的要求是以应用为导向，且经费条件充足，与大学里的要求有很大的不同。

课题组最早在陆永枫老师带领下做激光清洗，我从陆老师去美国后接手课题组的工作。我们很早期就发现了激光清洗过程中产生的微颗粒、孔洞现象，当时大家并没有花时间和精力去解释背后的物理原因。

另外很幸运的一点是我们实验室有一位顶尖科学家Boris Luk’yanchuk，他的物理功底十分深厚，我一直尊称他为Physics Dictionary，我们开始着手去解释寻找背后的物理原因。从现在研究和未来研究两个方面着手，2000年左右激光加工精度仅为微米量级，我们提出了用激光去做纳米结构，同时提出采用微球、AFM、NSOM、干涉等创新方法。争取到了研究院每年一百万新币的科研经费，自此开启了激光纳米加工领域研究工作。

在纳米加工领域取得一定的基础科研成果后，针对微球技术的非接触式和可逆性两方面，我们跟曼彻斯特大学的李林老师合作进一步开展研究，并于2010年发现了用微球技术可以看到更微小的细节，自此我们开始做非接触式的技术，广泛用于微透镜的激光加工，现在准备产业化。

2003年，我转到新加坡国立大学工作，在显微镜的最高精度为200nm的情况下，我们提出了非接触式纳米加工技术，可以做到50nm，甚至25nm。在新加坡国立研究基金会竞争性研究项目的经费支持下，发表了很多专利，2016年底我们研发的原型机可达到~200nm的精度，并且在2017年底成立公司开始做产业化。

总结下来，科研人员的成功与否，在坚持不懈努力的前提下，机遇和条件很关键。二十年前我根本想象不到微球技术可以发展到今天，我们在一件事情上，努力、持之以恒的去做，机会来了，自然就会成功了。

《Light》记者：众所周知，激光的单色性、相干性以及方向性都非常好，在材料加工领域具有加工精度高、操作简单、加工速度快等优势，已经在加工工业中大显身手。从纳秒、皮秒到飞秒，对于不同脉冲宽度的激光加工，其工作机理完全不一样。在研究激光微纳加工制造时您遇到的主要困难是什么？您对激光微纳加工领域的设想还有哪些尚未探索或实现的呢？您能谈一谈激光微纳加工在研究和工业上的发展趋势吗？

洪明辉：我不认为遇到困难是坏事，我喜欢困难和挑战，我知道激光加工和先进光学成像的挑战都在于光学衍射极限，我们挑战200nm、100nm、50nm、25nm、10nm、5nm。一方面是加工精度的挑战，能不能做到10nm、7nm、甚至5nm，有了精细的加工工具，才可以生产微小器件，例如，将微型机器人置入血管当中清洗血管；另一方面是成像精度，例如，我们开发一种分辨率10几个纳米的显微镜，可直接看到人体细胞的DNA，从而判断细胞是否发生癌变，对癌变进行定位，再用光学调制的方式治疗。

科研人员要不断创新，科研本身没有对与错，而是针对同一目标，不同的团队敢于尝试不同的方法，一起解决问题，坚持去做，即使失败了也无妨，可以作为前进道路上的一块石头，无数的石头总可以堆砌成一个平台。所以，困难是一件好事，要感谢困难，拥抱困难。

基础研究是不断挑战极限，而应用研究是将基础研究的成果进行转化。在工业领域，几乎所有的技术难题采用电子和机械方法已经探索的差不多了，光学在未来100年内将是新兴工业革命的源泉，有很广阔的应用前景，所以光学研究的人员应该拥抱这个时代，一方面挑战基础科研极限，另一方面要积极将成果进行产业化，促进国民经济发展，服务社会。

《Light》记者：您一直强调“科学家在以原创探索性研究为基石的同时，更需要开拓促进社会与经济发展的应用型高科技产品”。2017年，您依托相关核心专利技术，从新加坡国立大学孵化成立新加坡光技术公司并担任董事局主席。我了解到您公司推出的光学显微镜OptoNano 200机型，出厂检测指标为137nm，颠覆了对传统光学显微镜认知，已成功将技术推向市场。能否跟我们的读者们分享一下您成果转化的经验？您认为在此过程中哪些因素至关重要？如何有效弥合从技术到市场的鸿沟，从而进一步服务经济发展呢？

洪明辉：我认为做产业化重要的因素：第一，努力研发新技术，技术要好；第二，要有打拼的精神，放手去搏；第三，自己要投资自己，将个人利益与产业化绑定，才能铆足劲头去做；第四，过程中要多与人交流，虚心学习；第五，科研人员要与人为善，做人比做事更重要，说不定哪天会有贵人相助；第六，要抓住好的机遇。

我个人的产业化经历：首先，新加坡政府、新加坡国立大学对我们团队大力支持，开通了绿色通道；我们的团队十分努力，干劲十足；最初开始做的时候我们自己融资了10万新币，随后新加坡国立大学的老教授出于对我的信任投资了10万新币，在一个朋友的帮助下，我们又进一步合作了日本的生产公司，逐渐就形成了完整的生产制造链。现在又有很多公司、团队找我们合作其他产品。其实表面上看到人家都很成功，很顺，实际上中间很多路都很坎坷，很多路走到现在都是一种机遇。

我们科研人员研究做的都是高精尖的技术，很多企业、工业不需要这么高深的技术，比如，显微镜可以做到20nm精度，但工业上100nm就已经足够了。所以，我们科研人员要转变观念，光学领域的产品应用很广泛，花一点时间做产业化，绝对能带来经济效益。不仅要做一流的科研，也要做一流的产业。

《Light》记者：我们知道，除了科研之外，您也十分注重人才教育与培养，指导的硕博研究生已近百位，为学术界和产业界输送了大量的优秀人才。作为科研路上的领路人，您认为青年科研工作者应该具备哪些素养？您在培养学生方面有哪些心得体会？

洪明辉：新加坡国立大学学生本身素质很高，物理、数学、工程功底很深，积极向上，尊师重道。在学生基础好的同时，老师更要做好引导，主要包括以下三个方面：第一，做人很关键，学生要懂得感恩，有团队合作精神，不能自私自利；第二，要努力和积极上进，不断挑战自我；第三，导师要起到模范带头作用。

具体方法：1.每天要制定工作时间表，有规划，效率才会高；2.每天必须阅读两个小时（教科书、论文等）；3.每天要写作两个小时（报告、论文），包括周末。老师要负责督促学生坚持下去，学生能够做到上述三点，一定会突飞猛进。

《Light》记者：为了帮助祖国和母校扩大学术影响力，由您牵头推动的Light厦门大学百年校庆专刊【⏬拓展链接】已正式启动并成功组稿数十篇，请您谈一谈此次举办专刊的主要考虑及积极意义。

洪明辉：我认为就两个字：感恩。我是1981年考入厦门大学，当时厦大的入学标准应该是全国前5%的考生，录取比例很小，并且厦大的老师对学生的教育要求十分严格，将我们培养成材，值此母校100周年校庆即将到来之际，我十分感恩母校对我们的栽培；另外，要感谢Light给我们这么好的机会，邀请我来牵头组织此次校庆专刊，这是一个展示厦大光学研究成果的良机，所以要感恩Light为我们提供这么好的平台。

本次组织专刊的主要意义：积极推动和宣传厦大在光学和物理学领域的研究进展，在本领域国内外的学术圈内营造更为多元化的共享合作气氛，倡导多边主义精神，促进未来在这个领域做更深入的基础和应用研究。

2018年9月厦门大学新生开学典礼上洪明辉院士应邀发言

《Light》记者：随着我国科技创新步伐不断加快，打造与之相匹配的代表中国走向世界的一流科技期刊，让我国优秀的科技创新成果发表在祖国的大地上，已成为中国科技界和期刊界共同面临的重要课题。您为建设祖国的一流科技期刊孜孜不倦的努力着，作为《Light》初创编委，您对领军期刊Light及其子刊《eLight》、《Light：Advanced Manufacturing》的刊群发展有何期待及建议？

洪明辉：我很赞同Light创办子刊。光学领域的基础及应用研究方向是十分广泛的，我们需要更多的期刊去承载研究成果。依托Light成功的办刊经验，把子刊做好，一是要设立远大的目标；二是要严格要求；三是要搭建好学术交流平台，服务好科研人员。我对Light的发展期望很高，我一直希望Light的影响因子可以达到20以上，Light应该以此作为目标。

《Light》记者：您是如何做到一直保持高效积极的工作状态的？科研上遇到挫折与困难您是如何排解的呢？

洪明辉：科研、工作、生活等方面，我们肯定会遇到各种各样的困难，人一定要修身养性。第一，坚持锻炼，保持良好的身体状况；第二，培养自己的兴趣爱好（摄影、运动、音乐等）；第三，经营好家庭。我经常跟学生讲，还没有找男女朋友尽快找朋友，找到朋友的尽快成家，成家的尽快生小孩，生完小孩的多生些小孩。因为我自己有四个小孩，我能够有这么好的工作状态，实际上就是跟家庭的关系非常之大，我每天工作十几个小时，不感觉累，开心的来工作，开心的回家，家庭就是我强大的后盾。第四，以诚相待，广交天下贤士。

科研上遇到挫折和困难，很重要的是心态要摆正，遇到困难应该感觉到开心，我遇到问题都会想：哇，太好了，我有问题要解决啦！不要去惧怕困难，最终都能够解决的，最差就是这个方向走不通，换一个方向继续前进。负面情绪可以通过兴趣爱好等进行释放，还可以通过多阅读拓展视野、多与他人交流等方式将问题及情绪化解。

参考文献

Yang, J., Luo, F., Kao, T. et al. Design and fabrication of broadband ultralow reflectivity black Si surfaces by laser micro/nanoprocessing. Light Sci Appl 3, e185 (2014). https://doi.org/10.1038/lsa.2014.66

《Light》记者介绍

丁帅，就职于中国科学院长春光学精密机械与物理研究所（长春光机所）Light学术出版中心，现任长春光机所Light学术出版中心总编助理、卓越计划领军期刊《Light: Science & Applications》姊妹刊《Light：Advanced Manufacturing》主编助理、卓越计划领军期刊《Light: Science & Applications》科学编辑。曾在科研一线工作近五年，作为项目分系统负责人参与多项科研项目，发表SCI、EI等多篇学术文章；期间，全程深度参与XX项目的国家科技进步一等奖申报工作并参加在人民大会堂举办的颁奖典礼。曾荣获中科院长春分院“优秀共产党员”、中科院长春光机所“优秀共产党员”、中科院长春光机所优秀成果奖等奖项。

特别鸣谢

特别鸣谢在此次视频采访、文字稿整理、后期制作过程中提供帮助的小伙伴们：

曹 金 Light学术出版中心 副总编

秦 思 Light学术出版中心 出版部主任

焦海菁 南方海洋科学与工程广东省实验室（珠海）

张冬娜 南方海洋科学与工程广东省实验室（珠海）