图说：上海理工大学顾敏院士 团队创新开发亚衍射光学写入技术 来源/新民晚报实习生 陈晓 摄

28000张蓝光光盘的储存量大约有700太字节（TB），这些海量数据将能够全部存储进一张直径仅为12厘米的光盘。今天凌晨3时，《科学（Science）》杂志子刊《科学进展（Science Advances）》上发表了上海理工大学未来光学实验室人工智能纳米光子学中心顾敏院士团队的一项科研进展——《基于上转换共振能量转移的纳米级光学写入技术（Nanoscale optical writing through upconversion resonance energy transfer）》，团队创新开发的亚衍射光学写入技术，能将“光之笔”落到精细如同头发丝万分之一微小的记录点，大大突破现有数据密度极值，可以生产目前最大存储容量的光盘。这项技术将可应用于下一代纳米光子器件所需的碳基纳米级光刻。

图说：纳米复合材料构成与激光写入过程 来源/采访对象供图

据预测，到2025年全球生成的数据总量预计达到175泽字节（ZB），据工信部消息，仅今年春节7天假期我国移动互联网流量就达到了357.3万太字节，比去年增长了23.4%。信息存储需求不断增长，然而大数据中心能量消耗巨大（约占全球电力供应的3％），当前普遍使用的磁记录硬盘驱动器的存储容量有限且使用寿命只有3至5年。因此，寿命长、能耗低、成本低的光储存技术备受期待。然而这项始于20世纪70年代的技术受到光本身的衍射特性限制，尽管已有巨大发展，数据密度难以突破，光盘存储容量仍然被限制在几个太字节。

上理工教授张启明介绍，团队研发了一个全新的全固态、超低能量、超分辨光刻技术，开发制备一种掺杂镧系元素（稀土元素之一）的纳米复合材料颗粒，并结合氧化石墨烯，能够有效缩小记录点尺寸，突破密度上限；而同时也能够实现低功率的纳米级信息位光学写入，这意味着无需昂贵笨重的脉冲激光器，电脑光驱那样的连续波激光器就够用了，大大降低了成本，器件寿命也将延长。

图说：上海理工大学人工智能纳米光子学中心实验室 来源/新民晚报实习生 陈晓 摄

“我们始终瞄准降低能耗、提升寿命的方向，坚持着光储存技术的推进。目前的工作完成了‘0-1’的阶段，为下一代光信息存储技术提供了一种全新的方案，但这是不够的。”顾敏院士说，“我们已将单点写读能量降低了100倍，接下来还要降低百倍，同时还要进行工程样机的研发，才能将这项大容量光数据存储技术真正从实验室推向应用。”

该研究由上理工顾敏院士团队与澳大利亚皇家墨尔本理工大学、新加坡国立大学刘晓刚教授团队联合开展，研究的实验工作由上理工博士后西蒙尼·拉蒙（Simone Lamon）完成。据悉，该技术也适于光盘的低成本批量生产，为解决全球数据存储挑战开辟新途径。

深圳近日举行的推进中国特色社会主义先行示范区建设领导小组会议审议了《深圳光明科学城总体发展规划（2020-2035年）》，要求光明科学城到2022年初步完成世界一流科学城布局，到2035年建成并投入运行一批国家重大科技基础设施，率先建立起一整套适应高质量发展的科技创新和产业创新制度规则体系，成为粤港澳大湾区国际科技创新中心的重要引擎。

会议透露，光明科学城将按照世界级大型开放原始创新策源地、粤港澳大湾区国际科技创新中心核心枢纽、综合性国家科学中心核心承载区、引领高质量发展的中试验证和成果转化基地、深化科技创新体制机制改革前沿阵地等五大战略定位，依托重大科研平台建设，以信息、生命、新材料重点领域关键核心技术创新为主攻方向，协同推进科技创新、产业创新、体制机制创新、运营模式创新和协同开放创新。

图：大连此前已建成了自由电子激光装置（资料图片）

深圳还明确了光明科学城作为大湾区综合性国家科学中心建设的核心承载区，要求光明科学城加快推进综合粒子、合成生物学、脑解析与脑模拟等重大科技基础设施建设，力争年底前开工建设自由电子激光科学装置。

自由电子激光是国际上最先进的新一代先进光源，也是当今世界先进国家竞相发展的重要方向，在科学研究、先进技术、国防科技发展中有重要的应用前景，为探索未知物质世界、发现新科学规律、实现技术变革提供了前所未有的研究工具。

2月19日，“毅力号”火星探测器登陆火星。作为火星探测器之“眼”——SuperCam 的一部分，泰雷兹激光器将投入使用，用以确定火星岩石样本的化学和有机成分。

该泰雷兹激光器是 SuperCam 的核心部件，其性能比过去 8 年来在“好奇号”任务中服役的激光器更为强大，将帮助探寻火星上的潜在生命迹象。

“火星 2020”任务中的关键设备——“毅力号”火星探测器在历时 7 个月的漫长航行后，于 2 月 19 日着陆火星。SuperCam 是“毅力号”上搭载的 7 台关键仪器之一，汇集了用于火星岩石样本分析、表征和选取的多种技术。SuperCam 是美国洛斯阿拉莫斯国家实验室（LANL）与法国天体物理与行星研究所（IRAP, CNRS / CNES / Université Toulouse III - Paul Sabatier）紧密合作的成果，夏威夷大学和西班牙巴利亚多利德大学亦有贡献。桅杆单元作为SuperCam 中法国的参与部分，位于火星探测器的桅杆顶端。在法国天体物理与行星研究所的科研领导和法国国家空间研究中心的负责下，由来自法国国家科学研究中心、多家法国大学和实体的实验室组成的联合体共同承担了桅杆单元的设计和制造。泰雷兹提供的激光器成为桅杆单元中的一个关键组成部分。

2012 年，“好奇号”火星探测器搭载首台在外星表面运行的高功率激光器登陆火星，这一激光器是由泰雷兹为 ChemCam 设计和开发的。ChemCam 激光器迄今已无故障运行超过8 年，发射了近 85.5 万次激光，全程陪伴“好奇号”在火星表面累计跋涉长达24 公里。来自 ChemCam 的数据已帮助证实了火星曾经拥有过适合微生物生存的条件。

与ChemCam相比，SuperCam这一新版设备的功能更为强大，旨在将火星探索提升到一个新的高度。与ChemCam相同，SuperCam 激光器将使用红外光束将样本材料加热到 10000℃ 左右的温度，并使其汽化，这种方法被称为“激光诱导击穿光谱法”。结合一台特殊的相机，则可以对产生的等离子体中的光的颜色进行测量，从而确定火星岩石样本的化学成分。

不同于ChemCam 的是，SuperCam 激光器还可以发射绿色激光束，这将有助于确定表面材料的分子组成。这种绿色光束会激发样本中的化学键，并根据不同的连接成分产生不同的信号。这种被称为“拉曼光谱法”的分析技术将首次在火星上进行测试，以帮助科学家们探测生命标志物。绿色激光还将用于诱发矿物和有机化合物的荧光，使科学家们能够更准确地判定这些物质的组成成分。

“我们为能向美国国家航空航天局提供两台率先运行于火星的激光器而引以为豪。‘火星 2020’任务是研究火星以及为未来远征做准备的决定性一步。作为‘毅力号’的‘眼睛’，SuperCam是国际科学界同仁密切合作的成果。泰雷兹的 SuperCam 激光器提供了无与伦比的性能，将全程助力‘毅力号’在火星表面顺利执行探索任务。

关于“火星 2020”任务

“火星 2020”任务的目标是研究火星表面，搜索曾经的生命迹象，以及在选定地点采集岩石和尘埃样本，并将其储存起来，以备将来与欧洲航天局合作开展火星样本返回（MSR）任务时送回地球。泰雷兹阿莱尼亚宇航公司深入参与了MSR 任务。

“火星 2020”任务旨在累积必要的知识，并测试对未来人类远征火星至关重要的技术。

如何利用火星大气制造氧气？有哪些资源可供利用，例如地表下是否有水？如何改进着陆技术，并对可能影响未来宇航员在火星上生活和工作的天气状况、尘埃水平和其他环境条件进行表征？“毅力号”任务将对以上及更多问题进行探秘。

关于泰雷兹激光器

35年来，泰雷兹一直是设计、开发和制造高能量激光器的世界领导者，包括用于工业应用的高能纳秒激光器和用于尖端科学应用的功能最强大的超短Ti:Sa飞秒激光系统，其峰值功率高达10 拍瓦。

泰雷兹提供超可靠且易于使用的产品，通过技术专长与稳健性的独特结合，实现一系列对可用性要求极高的工业应用，如激光退火、激光剥离、激光冲击强化、复合材料切割等，为航空航天、微电子、平板显示器等众多行业提供支持。泰雷兹还提供全方位的优化服务，以支持每一位客户。

集微网消息，近日，洛微科技完成了5000万元A轮融资，本轮融资由轻舟资本领投，财通资本、华盖南方、布谷天阙跟投。

据悉，本轮资金将主要用于激光雷达及芯片产品的研发生产以及团队建设。

企查查显示，洛微科技于去年完成了天使轮融资，由峰瑞资本和中科创星投资。

洛微科技是一家纯固态芯片级激光雷达（LiDAR）研发企业，致力于通过新兴的硅光子技术和自主研发的光电芯片，为市场提供纯固态芯片级激光雷达硬件、芯片以及人工智能(AI)感知算法。该公司产品及解决方案广泛应用于自动驾驶、智慧城市、消费电子等领域。

据介绍，2020年2月，洛微科技发布了全球最小手势识LiDAR传感器LW-FS8864系列产品。同年9月，在CIOE上展示了国内首款基于硅光OPA的200线纯固态成像级激光雷达（LiDAR）。

近两年，激光雷达成为融资热门赛道。今年以来，多家激光雷达企业已完成了融资，例如欢创科技完成了8000万元B轮融资，图达通获得了均胜电子战略投资。

据36氪报道，轻舟资本合伙人周彬表示，激光雷达作为视觉系统是未来大规模普及的各种智慧体最重要的信息感知来源，未来数年可达百亿美金的市场规模，轻舟认为OPA+FMCW是最简洁完美的技术路线，采用成熟的硅光工艺符合产业技术发展趋势，最有可能实现低成本大规模制造，一旦发展成熟将是颠覆性的。洛微团队是最早同时布局OPA+FMCW路线的团队，有百万量级硅光技术芯片量产经验，有望成为全球新一代激光雷达技术的领导者。

据麦姆斯咨询报道，光子元件及激光器制造商Lumentum发布最新财季报告，其销售额和营收均实现稳步增长，对Coherent的收购是销售额和利润上升的原因之一。同时，Lumentum补充称，明年汽车激光雷达对激光器及光子元件的需求将稳步增长。

Lumentum首席执行官Alan Lowe及其同事透露，截止2020年12月26日，该季度销售额为4.79亿美元，比去年同期增长约5%。该季度税前营收为9810万美元。

Lowe指出，通信业务持续增长的强劲势头是主要推动因素，证明了光子技术在应对全球新冠肺炎疫情大流行的重要性。
 

在谈到新冠肺炎疫苗开发和接种时，Lowe说：“虽然我不能把我们与这些救命恩人相提并论，但我感到自豪的是，Lumentum在关键基础设施中发挥着重要作用，以帮助人们在充满挑战的时刻继续安全地工作、教育和生活。”

Lumentum最近一个季度的销售收入依然来自通信行业，据说，可重构光分插复用器（ROADM）、磷化铟基高速相干光学元件的销售是业务驱动因素之一。

在消费领域，Lowe表示，计算摄影、增强现实和虚拟现实（AR/VR）等新应用都认识到3D传感功能的潜力。上述应用的3D传感功能尤其是安卓智能手机，对Lumentum的VCSEL等光子元件的需求旺盛。

业界传出对Lumentum可能正在失去3D传感市场份额的担忧。但现在看来，明年汽车行业将带来类似的机会。Lowe在投资者电话会议上表示：“自动驾驶汽车和运载车辆对激光雷达和3D传感功能的需求为我们提供了巨大的长期市场机遇。我们与广泛的客户紧密接触，包括自动驾驶汽车、运载车辆制造商、主要Tier 1汽车供应商和激光雷达解决方案提供商。”

Lowe指出，Lumentum在最近一个季度完成了多项设计案，其中一些设计案计划在2022年开始投入生产。

Lumentum战略与企业发展高级副总裁Chris Coldren补充道：“我们的合作伙伴关系非常广泛，从传统汽车制造商到自动驾驶汽车制造商，到激光雷达模组（以及其供应链）厂商。在近期，也许（自动）运载车辆可能会最早用上我们的产品。”

在谈到公司将以57.7亿美元收购激光制造商Coherent时，Lowe表示，此次交易背后的主要动机之一是光子公司在未来众多产业价值链中所扮演的角色日益重要。

“实现数字化转型（部分原因是为了应对新冠肺炎疫情大流行），激光和光子在越来越多的先进半导体、显示器和微电子产品制造中将发挥越来越大的作用。”Lowe补充道，“另一个例子是激光和光子在电动汽车和储能解决方案的制造和供应链中的重要作用。这是一个重要的机会，因为世界正在向可持续技术转变以应对气候变化。

其它关键领域包括航空航天和国防。其中，Coherent的子公司Nufern在为美国国防部开发激光武器方面发挥了重要作用，在生命科学仪器领域亦是贡献卓越。

Lowe表示：“除了我提及的最诱人的增长机会外，我们相信，与Coherent强强联手，可以显著提升效率。”

季报更新后，Lumentum在纳斯达克的股价下跌约8%，反映出业界认为Lumentum可能会输给II-VI等竞争对手而失去3D传感市场份额。

日前，光器件龙头企业II-VI表示，已经向全球领先的激光器厂商提出收购要约。根据II-VI给出的报价，Coherent的股东每股将获得130美元的现金和1.3055 II-VI普通股。按照当地时间2021年2月11日II-VI的收盘价，II-VI提议的收购价格为每股Coherent股份260美元。

不到一个月的时间，Coherent已经收到三份收购要约。1月19日，Coherent宣布已与Lumentum订立合并协议，Lumentum同意以价值57亿美元的现金和股票收购Coherent，具体来看，每股Coherent普通股将获得100美元现金和1.1851股Lumentum普通股。2月8日MKS Instruments提出收购要签约，筹码是每股Coherent普通股将换取115美元现金和0.7473股MKS普通股。

根据2月11日收盘价，II-VI的收购提议相对于Coherent与Lumentum合并协议的隐含价值溢价24.0%，相对于MKS Instruments收购提议的隐含价值溢价9.8%。同时，由于II-VI与Coherent的产品重合度远低于Lumentum或MKS，II-VI相信完成收购的确定性更高。II-VI还预计在36个月内实现每年2亿美元的运营费用协同效应，此外交易完成后的第二年将对非GAAP每股收益产生增值。

"II-VI和Coherent的合并将创造一个独特的全球战略领导者，能够为客户提供最具吸引力的光子解决方案、化合物半导体以及激光技术和系统的组合。鉴于工业和半导体设备领域的应用正在蓬勃发展（包括消费类电子产品和显示器领域），现在是开始这一收购的正确时机。此外，II-VI将通过在激光、光学和电子领域令人信服的集成解决方案，加快在航空航天与国防、生命科学和激光增材制造领域的增长。” II-VI首席执行官Vincent D. Mattera, Jr.博士表示：“随着技术能力的提升，我们希望在客户群中进行更广泛的合作，成为他们的首选供应商。此外，凭借我们的创新文化和强大的合并整合记录，希望为所有利益相关者带来巨大的价值，包括公司股东、客户、员工和商业伙伴。"

Vincent D. Mattera, Jr.博士补充道："我们坚信，我们的提议远远优于Coherent与Lumentum的现有合并协议以及MKS Instruments最近的收购提议，因为这是一个更有说服力的战略契合点，将为Coherent的股东提供有意义的上升机会。此外，这笔交易将有更大的确定性完成，特别是我们没有发现Coherent和II-VI各自在中国的业务存在任何竞争重叠。相信，通过互补的技术平台加速我们的增长，并利用整个价值链的规模来提高竞争力，展现更深的市场和专业能力，并进一步实现业务和收入来源的多样化。"

II-VI计划用手中的现金和由摩根大通证券(J.P. Morgan Securities LLC)牵头的债务融资为交易提供资金。此外，贝恩资本(Bain Capital)也对合并后公司的潜在股权投资表示了浓厚的兴趣。Coherent和II-VI之间的最终合并协议的执行将取决于两家公司董事会的批准，交易的完成将取决于惯例成交条件，包括收到所需的监管批准以及II-VI和Coherent股东的批准。

紫外激光器是一种产生紫外光束的激光器。目前用于激光微细加工的主要有准分子激光器和全固态激光器等。紫外激光由于其具有短波长的特征，可以被大多材料吸取，在激光材料加工方面具有优势。随着对于紫外激光的研究不断深入，紫外激光器应用领域不断拓宽，目前在食品、医药包装、电子、半导体等众多领域得到应用。

根据新思界产业研究中心发布的《2020-2024年中国紫外激光器市场调查及行业分析报告》显示，由于紫外激光应用广泛，其发展备受重视，为了满足不同领域的应用需求，近几年紫外激光器的功率不断增长，从最早的3W，增长到目前的30W、40W。鉴于现代工业逐渐高端化发展，对于激光加工的效率要求不断提升，10W以上的紫外激光器备受市场青睐，未来高功率、短脉冲、高重复频率的紫外激光器将成为行业发展趋势。

南开大学  宋峰教授

1. 宋教授，您是国内较早进入激光清洗研究的学者，您是如何关注、并进入到这个领域的？

答：我从学习到后来做科研工作，一直是在激光专业领域。对激光的基本原理，光和物质的相互作用，一直有研究、关注。我当时教授一门研究生的课，让学生查阅激光资料，发现除了常规的打孔、切割、焊接等，还有激光清洗的资料，在了解后，发现这是一个很有前景的方向，从那时开始我就有意识地进入这方面的研究。

2. 国内的激光清洗研究，是一个怎么样发展历程？

答：大约在2000年前后，国内就有一些研究机构包括高校在做激光清洗的研究工作。我们团队关注了一下，但是没有形成系统性的专业研究，也没有很深入。

后来逐渐吸引了更多研究人员进入激光清洗这个方向，我也是其中的一份子，之后我一直坚持在这个方向的研究投入。直到五六年前，随着国家对环保的重视，以及激光器价格的下降，激光清洗工业应用越来越多地受到业界的关注。此外，近几年高功率脉冲光纤激光器的出现也极大地推动了激光清洗设备的发展。

3. 从2016年，光纤激光清洗逐步推广，激光清洗才真正得到大众关注，为什么会有这么漫长的过程？

答：任何一个技术，从实验室出来到变成产品，再到终端用户的使用认可，都需要一个较长的过程。比如我们常见的白炽灯、日光灯、LED灯，从实验室成果到进入千家万户，是一个很长的技术应用过程。再比如电脑，最初出现于1946年，是比房子还大的庞大机器，到今天运算能力过剩的微型计算机进入千家万户，也是漫长的过程。

因此，激光清洗作为一种新兴的工艺技术，也不会例外。未来激光清洗从小功率到高功率，应用到不同行业工序上，也是需要一个接受过程的。

要助推激光清洗推广应用，主要从两方面着力：一方面，设备成本要足够低，让用户可以买得起，用户使用激光清洗能得到更多的利润。另一方面，是人的思想观念的改变。人们习惯了某一种工艺，某一个固定形式的产线，是不容易改变的。因此要推广宣讲，要改变他们想法，即使一项新技术、新的设备是非常好用，市场也不一定马上能接受。

4. 激光清洗对材料表面作用，应对各种类型的材料，还有很多研究可以做，下一步发展激光清洗，重点要做哪些方面的工艺研究？

答：从机理角度来说，激光清洗确实是个复杂的事情。现在市面上有很多类型激光清洗机，包括光纤激光、固态激光，也有CO₂气体激光的，可以用于去除油漆、除锈、清洗油污等。清洗的基材有金属、合金以及、热固或热塑性塑料等，看着过程很简单，激光一过就扫掉。但其深层次的机理是相当复杂的。光与物质的相互作用，物质不一样，光子与物质分子之间的作用就不一样。

当前激光与物质之间清洗机理常见有两类：一类是烧蚀性，利用温度上升，把污染物烧蚀掉；另一类就是通过应力的作用，通过受热温度不均匀产生应力，这个应力足够大，大于污染物与基材之间的吸附力，然后实现清洗。这个过程是从光能量，变为热能，热能转为内能，内能使温度产生变化，才产生力的作用。

同样功率、参数设定的激光清洗，比如在铝合金表面的应用，不一定也适用于铁基底，所以必须加强研究。

一方面，我们要在应用中多积累数据，也要多研究作用机体，如何更高效实现清洗目的。另一方面，激光清洗要实现规模、产业化应用，高效率是一个非常重要的指标，必须要在如果进一步提高清洗效率上下功夫。

5. 欧美也很早就有做激光清洗，目前我国的研究技术、产业化和他们比有没有差距？

答：欧美在激光清洗研究比我们早很多，研究成果产业化应用也比我们成熟。欧美国家的激光器很早就用来做清洗应用。美国在航空航天、造船、军工等已经大量使用，德国、法国、荷兰等国家也陆续使用清洗工艺，也有专业做激光清洗的公司。

中国的激光清洗最开始的发展，是从个别中国公司代理欧美的清洗产品在国内销售开始的，当时价格极其昂贵。这也激发了国内激光公司希望进入激光清洗行列将其国产化的决心。比较突出的应用是在难度较大的文物清洗上，意大利、法国、希腊等做得非常好，美国用在航空器脱漆较多，包括波音公司的飞机或其他军用飞机的维护，经研究发现激光脱漆比传统的化学、喷砂效果更好。目前我国已经有一些企业做激光清洗设备，但是在工艺探索以及设备应用开发上仍然落后于欧美国家，未来有必要加强研发投入，真正做出世界一流的激光清洗设备。

6. 未来激光清洗最可能、应用量较大的行业领域，会有哪一些？

答：激光清洗容易应用在一些大幅面、平面工件上，所以应用量较大的行业很多，比如造船业、海工装备。我国是世界造船大国，船身使用大量的钢板，常常会产生锈蚀，目前主要是通过酸洗和喷砂处理，这两种方式对环境污染比较大。在轮船、军舰航行一定时间后，需要进行船身维护，要把上面水生附着物、油漆脱掉，然后上新漆。这未来会是激光清洗应用较大的领域。

第二，我国是个铁路发展大国，从普通铁路到高铁，铁路钢轨经常遇到露天、潮湿环境，生锈是很常见的，要实现这种大规模、快速的锈迹清洗，激光是一个很好的选择，也是一个可以大规模应用的领域。

另外包括航空航天领域、采用模具生产的领域以及电力、能源产业等，都将有激光清洗的大量应用场景。