王克明：致力基础研究潜心攻关光波导

发布日期：2007年12月28日 16:22  点击次数：

    满头的银发，谦和儒雅的笑容，朴素的着装，一派学者风范，在山东大学物理与微电子学院离子束实验室，记者见到了刚刚当选为2007年中国科学院院士的王克明教授。
    “创新是科学研究的灵魂，自信是科研人员的支柱。”
    科学研究总是在前人的基础上有所前进、有所发现。王克明教授说：“科学研究要注重‘新’字，同时还要兼顾系统性和连续性。”作为科研工作者，王克明教授深知创新的重要，为此他常到图书馆查资料、调研，寻找创新突破点。
    谈到自己的创新“亮点”时，王克明教授说：“系统地研究了离子注入形成氧化物光电晶体的光波导结构及其特性，提出了形成波导区折射率增加型光波导的新原理、新模式和新方法，并揭示了离子注入波导结构的形成机理；提出了用激光脉冲沉积法制备掺Er的KTP晶体波导激光薄膜的方法；系统研究了重离子注入光电晶体中的射程和损伤分布，发展了重离子在多元靶中的平均投影射程及其离散的有效计算方法，这些基本代表我的创新亮点。”王克明教授把这三项成果称之为“三驾马车”，其中“离子注入KTP晶体光波导的有关研究是最大的亮点。”
    在国家自然科学基金委的资助下，王克明教授提出的“KTP晶体离子束形成光波导”项目于1991年出来样品，1997年他在SCI刊物发表文章时称“首次观察15条亮模离子注入KTP光波导的照片。”
    光波导是集成光学、光通信、光电子学的基本结构，是国际上一直广泛关注的研究热点。研制光波导的传统方法有热扩散、离子交换等，离子注入也是形成光波导的有效方法之一。离子注入可以在室温下注入，注入离子种类繁多，有些用热扩散和离子交换等方法无法制备的光电晶体可以用离子注入方法形成。
    国际上一直利用“高能轻离子低剂量”模式在几十种氧化物光电晶体形成光波导。王克明教授和他的研究组采用国际上的模式在KTP、LiNbO3等27种氧化物光电晶体上形成光波导，其中17种晶体的光波导属于首次报道。
    基于以往的研究基础，突破常规的注入模式，王克明教授和研究组1990年开始了重离子注入光波导的探索工作，1993年首次报道了剂量为1014 离子/厘米2的MeV Cu离子注入在铌酸锂晶体中形成光波导的结果。2001年，他和研究组又首次在国际上报道了用“高能重离子低剂量”模式在铌酸锂中形成波导区折射率增加型的光波导。目前，王克明教授所带领的研究组已用“高能重离子低剂量”模式在十三种氧化物光电晶体中形成了波导区折射率增加型的光波导，并对离子注入波导结构的形成机理进行探索。国际同行Bentini等人在J.Appl.Phys,92(2002)6477发表论文时称：“He离子注入的主要缺点仍在于注入时间长……近来，高能离子注入，比如Si离子（文献9.10），被证明是在三位单片集成光学器件中的波导制备的有效方法，而且离子的剂量和注入时间低了几个数量级。”
    “科研需要创新，创新就要打破常规，坚定的信念和执着的精神是科研工作者的精神支柱。”王克明教授不止一次提到执着、自信对科研工作的重要性。“我本人比较自信，决定了的事一般很难改变。”“KTP晶体离子束形成光波导”成果问世过程之曲折，至今令王克明教授记忆犹新。
    1989年王克明教授提交的“KTP晶体离子束形成光波导”项目获国家自然科学基金委批准。1991年样品出来，由于当时校内设备条件限制，国内几家单位测试的结果都是“没有光波导现象”。1993年王克明教授把样品寄到美国杜邦公司进行测试，答复仍是没有观察到“光波导”现象，面对这样的结果王克明教授并不死心，他把样品精心封存抽屉里，直到1997年他的博士生做毕业论文测量光波导时，才发现了“光波导”，而此时距离王克明教授最初发现光波导现象已经六七年了。
    “王老师是严师，是朋友，又如严父，作为他的学生我们感到光荣。”
     “师者，传道授业解惑也。”作为研究生导师，教书育人、提携后生是王克明教授科研任务外的一项极为重要的工作。为此，他专业上对学生严格要求，生活上对学生关怀备至。
    “作为导师，及时的、经常性的针对具体问题交换意见对促进一项科研任务的完成有重要作用。”王克明教授非常注重与学生讨论科研问题，现已是老师的陈峰博士记得，一次一位博士生从事用离子束刻蚀技术分次剥层来研究离子注入光波导结构的折射率分布，自己认为得到的结果很不好。王克明教授看了数据后，发现虽然数据与预想的并不完全一致，但是测量得到的折射率分布在变化趋势上有一定的合理性。他告诉学生应该首先认识到这一点，再查找问题产生的原因。后来，该学生通过优化实验工艺和方法，得出了更加合理的折射率分布。
    折射率分布是光波导研究的一个重要内容，王克明教授敏锐地发现离子注入波导的理论模型对今后研究起着至关重要的作用，面对国外同行的保守态度，他果断决定开发相关软件，并把任务交给了博士生胡卉，经过半年时间，一个有自己特色的拟合光波导折射率分布的计算机程序编制成功。该软件的成功开发为后来系统地研究离子注入新型晶体光波导的折射率分布奠定了重要基础，同时锻炼了学生的独立创新能力。
    “学生对我很重要，是我把他们带到这个领域来的。”对此，王克明教授并不讳言。“在招收的众多学生中，绝大多数人对离子注入光波导的研究领域了解甚少，对研究方向的确定王老师起了决定性的作用。”他的学生卢霏说道。亲历亲为，解决关键问题，是作为导师的王克明教授给学生留下的印象。课题进行中，几乎所有学生都会遇到诸如合适晶体寻找、晶体加工、如何测试等问题。这时王克明教授又成了大家的支持者，他调动所有可以利用的资源，获得材料、帮助加工，有时甚至将材料寄往香港和国外相关研究机构进行测试。
    “我把自己看成学生们的导师、朋友，同时又把学生作为自己学习的对象，学生们精力充沛，思想活跃，有熟练的计算机和实验技能……”王克明教授如此界定他与学生们的关系。虽是知名教授，每当学生提出不同的思路时，王克明教授总会认真听完并探讨，其中不乏争论的情况，“但这并不影响我们良好的师生关系。”陈峰博士笑着告诉记者。“对学生就像对自己的孩子。”这是王克明教授的育人态度，难怪学生们都这样说，“能够成为王老师的学生是我们最大的荣幸。”跟随王克明教授达十年之久的陈峰说：“王老师既是老师又是朋友，我们之间还有一种父子的感觉。”王老师菜做得好在学院里不是新闻，“可逢年过节，王克明教授请学生到家吃饭并亲自下厨。”还是让同事一脸的羡慕。而对于团队成员的发展王克明教授也极为关心。“本来不想参评博导了，王老师知道后比谁都着急。”在王克明教授的鼓励下，卢霏的博导资格最终获准，“没有他，这个团队到不了今天。”卢霏老师深有体会地说。
     “科学研究需要团队精神，而这个团队的核心就是王克明教授。”
    “一个人的精力、知识有限，搞科研尤其是重大科研课题，团队精神至关重要。”“每个人都承担着不同的科研任务，时伯荣、卢霏和胡卉各有任务又协同攻关。”在王克明教授看来，“团队成员不在多而在精，而团结更为珍贵。”在他的带领下，离子束实验室上下一盘棋，团结协作，努力拼搏。
    师徒情深，提起自己的学生王克明教授眼睛特亮，“我有一批好学生，直到今天，我们仍保持着密切的联系，他们有什么想法也总会和我交流。”简单的话语中难掩幸福之情。“至今我还感觉自己是团队的一员。”已是山东建筑大学教授的王凤翔老师如是说。
    “平民化”是王克明教授给学生们的又一印象。“他从不因自己年龄大、资历深而有架子，或者有什么特殊的待遇。”卢霏老师至今仍记得多年前和王老师同去北京做试验的经历，“他和学生一起坐火车挤在靠近厕所门口的过道旁一直到北京，由于腰不好，回来后就进了医院。”由于诚恳热情，没有架子，大家称王克明教授是一位“平民教授”，而这正是他的风格、风范和做人的境界。
     “这些成绩是山东大学、国家自然科学基金委等各方各界人士支持的结果。”
    “科学研究离不开政策、资金、物力等的支持，需要有强有力的后盾作为支撑。”对王克明教授来说，这个后盾就是山东大学和各方各界人士。获得国家自然科学二等奖后，王克明教授带领的课题组致谢时写道：“没有山东大学晶体材料国家重点实验室和化学院的材料，就没有国家自然科学二等奖的获得。”“我很感谢学校对我的支持和帮助，没有山东大学和国家自然科学基金委等单位、部门和兄弟院校的支持，就没有今天的成绩。”王克明教授说。“物理学院的王承瑞教授、刘清前教授，对我影响很大。”从事科研工作已经46年，王克明时刻不忘自己科研征程上的良师益友。
    谈起妻子黄慕斌老师，作为丈夫，幸福和愧疚之情浮现在王克明教授的脸上。“成绩的取得离不开家人的支持。”“爱人很理解和支持我的工作，她把所有的家务都揽过去了，这才使得我有更多的时间从事研究。”
     “成功”属于过去，科研工作者永远在“路上”
    王克明教授不止一次地告诫学生：“作为一名科研工作者要想在基础研究中取得重大成就，必须踏踏实实，注重积累和重复。”而他自己就是这样一路走来的。
    天道酬勤，自工作以来，王克明教授已有170余篇论文被《SCI》收录，影响因子大于2的有40篇。根据科技部信息研究所的《中国科技论文统计结果》，1990年、1994年和1998年分别列为《SCI》论文发表数全国排名第三、第五和第九位。作为客座编辑之一，编辑国际学术会议论文集三部，由《SCI》系统刊物作为专辑出版。“粒子与光电材料相互作用的应用基础研究”获得国家自然科学奖二等奖（一等奖空缺）。科技成果获省部级奖四项。“离子注入光波导和缺陷研究”2001年获教育部中国高校自然科学奖一等奖。获得发明专利二项。1992年由人事部授予国家级有突出贡献的中青年专家称号，1995年评为全国教育系统劳动模范。
    青出于蓝而胜于蓝。王克明教授培养的30名研究生中，如今已有14人获博士学位，1人获全国优秀博士学位论文奖，3人获山东省优秀博士学位论文奖， 5人成为德国洪堡学者。其中，陈峰博士已成为山东大学物理与微电子学院最年轻的博士生导师。而在“粒子与光电材料相互作用的应用基础研究”中，五名不足42岁的获奖人员中有3人曾是他的学生。
    “老骥伏枥，志在千里。”谈到未来，王克明教授踌躇满志，“今年我们申请的国家自然科学基金重点项目‘基于离子注入波导结构的准三维光子晶体的形成机理和特性研究’已获批准，这将为离子注入技术在崭新的光子晶体的研究中提供新思路和新方法，发现新现象和新规律。我的打算就是把这个项目做好。”谈笑间，朴实的话语显示出了学者风范。]

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