博导推介丨洪义麟寻找机会,抓住机遇,勇

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洪义麟

科研成长历程分享

在承担任务中寻找机会,拓展研究内容

从年开始参加了国家同步辐射实验室一期工程,主要承担显微术光束线的软X射线波带片的研制,采用了全息掩模和离子束刻蚀工艺作为主要研制路线,对激光全息系统设计、调试有了深入的了解和实际应用,对光学加工、精密机械系统和光学组件的安装调试进行了全程参与和实际制作,对光学加工、机械加工研究和研制设备、工艺有了比较深入的接触,为了尽快拿到离子束刻蚀机,驻厂参加离子束刻机的安装调试和工艺实验,大大缩短了工艺摸索的时间,也对刻蚀机的原理、结构和主要部件有了深入了解,这个阶段的工作,对我以后对光学加工工艺的理解、全息技术、离子束刻蚀、镀膜等设备的研发打下了良好的基础。

作为主要骨干参加了同步辐射二期工程,负责光学元件工作,期间通过对德国ZIESS公司、法国J-Y公司、法国SESO公司的参观学习、实地考察和技术讨论,了解同步辐射反射镜、光栅的研制过程、国际上的加工水平、检测方法、各公司的优势,对二期工程使用的反射镜、光栅等技术参数进行了优化,对元件的性能、价格进行了比较好的平衡,使二期工程进口的光学元件在满足技术要求的前提下,获得了较合理的价格。对以上公司的考察学习,为我们以后建立较好的光栅研制实验室有了较大的帮助,少走了弯路。

参加实验室的LIGA深度X光光刻掩模的研制工作,成功地研制出了微型齿轮、加速度传感器等十多种掩模,在研制过程中,采用了半导体掩模制作技术、接触光刻技术和电铸技术,由于对相关设备的采购、研制和工艺技术的了解,使我们很快掌握了聚酰亚胺衬底、自支撑X射线光栅、波带片、编码板的研制技术并研制出相关光栅,支撑了国内20多个课题组在ICF等相关领域的工作,开创了国内软X射线透射光栅和特殊光栅研制的新领域,同时为中国工程物理研究院和上海光机所等十几个单位的、重大基金项目和公关项目研制成功了一系列软X射线透射光栅和特殊光栅,替代了进口。

发挥设备优势,寻找新的研究方向

年后,利用比较完善的激光全息设备和离子束刻蚀工艺条件,开展了激光全息再现和全息光栅的研制,成功研制出球面Laminar光栅、真空紫外闪耀光栅等光学元件,为同步辐射光束线实验站建设和同步辐射应用做出了重要贡献。部分光栅的性能已超过进口的同类光栅。

抓住机遇,勇于承担

年前后,国际强激光装置建设发展较快,我国也启动了数个强激光装置的研发,脉冲压缩光栅是关键元器件之一,我国的光栅研制基础比较差,完全没有能力研制大口径高阈值的脉冲压缩光栅,我们联合清华大学、苏州大学等单位积极申报军口的相关项目,积极参与国家在该领域的布局,联合清华大学、苏州大学等申报了首个攻关课题,在跟国内同行的竞争中脱颖而出,在极短的时间内,通过工艺分工、上下游工艺紧密合作、无私的联合攻关,成功研制出国内第一块脉冲压缩光栅,在近20年的时间内,我们研制的光栅口径从20mm、50mm、mm、mm、mm、mm、mm、mm一直到mm,跨越了一系列台阶,使我国的大口径高阈值脉冲压缩光栅研制进入了国际先进行列,满足了强激光装置的需求,打破了国际禁运,团队连续三个5年计划期间被评为先进团队。

个人简介

洪义麟,男,汉族,中共党员,年3月出生,合肥市人,年毕业于浙江大学光学仪器系,年7月-至今,在中国科学技术大学国家同步辐射实验室工作7年晋升教授级高级工程师。

-2年,从事光学、半导体工艺、微细加工研究;研究方向为全息光学、X射线光刻掩模、超微细加工技术。参加国家同步辐射实验室一期、二期工程,担任子项目负责人。

3-年,从事大口径衍射光学元件工艺研究,作为国家军口和国家惯约专项大光栅项目骨干具体负责提拉胶机、大口径甩胶机、离子束刻蚀机、清洗机等大型工艺设备的研制,研制的工艺设备主要性能达到国际先进水平,填补国内空白。大光栅项目是惯约专项的首批重中之重的项目。

年至今,从事大口径衍射光学元件工艺研究,作为国家军口和国家惯约专项的大光栅项目总负责人。研制的大口径脉冲压缩光栅达到国际先进水平,在尺寸上和平均衍射效率等主要指标上远超其他国家。为我国的惯约研究提供了关键技术保证,使我国在强激光研究领域创造了多次国际领先指标。

已经完成的大口径衍射光学成果目前处于国际先进水平,除光栅尺寸居国际大幅度领先外,其他技术指标也达到国际先进水平。研制的大口径脉冲压缩光栅和采样光栅已分别用于惯约项目神光二升级改造等国内主要强激光装置。主要技术指标已达到惯约工程项目要求,正在按量产进行技术完善和工艺固化。

研究方向

1.全息-离子束刻蚀光栅研制;

2.高阈值光栅应用(光谱合束、超快激光);

3.光栅光谱仪器;

4.微纳加工设备。

研究成果

1.大口径高阈值脉冲压缩光栅,主要用于强激光装置啁啾系统的激光脉冲展宽和脉冲压缩,我国目前主要的强激光装置都有使用,研究目标为口径更大、阈值更高、衍射效率更高。目前水平居国际先进水平。

啁啾激光脉冲压缩系统

米级尺寸的大口径高阈值介质膜脉冲压缩光栅

研制的一批最大口径为mm的高阈值介质膜光栅

2.研制的高阈值合束光栅,主要用于军事激光对抗的高能激光光谱合束和激光加工的高能激光光谱合束,光谱合束是目前最好的高能激光合束方案,光栅的口径和承载功率居国际先进水平,研究目标为阈值提升,偏振无关光谱合束光栅及光谱合束光栅应用研究。

高能激光光谱合束光栅

激光光谱合束原理

3.我们还开展了天文光栅的研究,空间光谱仪的核心部件就是光栅,随着对光谱仪器性能的要求不断提升,很多程度上体现在光栅上,X射线波段对星云的光谱成像、可见光波段对地成像、大口径地基天文望远镜使用的光栅口径达到数米,主要研究目标为薄膜光栅、波带片、像差矫正光栅。

4.我们结合同步辐射光束线的需求,开展了光谱仪器用高性能光栅的研制,我国的高性能光谱仪器主要依赖进口,不能国产化的主要原因之一是买不到高性能光栅,不能研制高性能光栅,高性能光谱仪器是无法实现自主研制的,课题组研制了多型平场光栅、消像差光栅、高衍射效率闪耀光栅,部分光栅已在同步辐射光束线、高性能光谱仪器上使用,研究目标为各种高性能光谱光栅及应用。

用于同步辐射光束线的变间距光栅

5.由于大口径光栅的主要工艺设备都属于禁运或无法买到,我们首先开展了大型工艺设备的自研,自行研制了各种旋转涂胶机、提拉涂胶机、弯月面涂胶机、等离子灰化机、离子束刻蚀机、兆声清洗机等一大批工艺设备,最大口径达到近1.5米以上,这些设备突破了国外禁运,加工原理与半导体工业使用的设备基本相同,部分设备精度和加工工艺高于商用半导体工艺设备,成为完成国家重大专项任务基础保障。

大型离子束刻蚀机

旋涂机

兆声清洗机

学术交流机会

鼓励学生参加国际、国内相关会议,联合清华大学、苏州大学等每年组织以学生为主组织的学术交流会议一次。

实验室简介

衍射光学实验室在国家同步辐射实验室、国家重大专项、军口、科学院和基金委项目的支持下,建设了配套的衍射光学元件研制工艺条件,现有副教授和博士后5人,中高级技工及工艺辅助人员6人,实验室已建有百级洁净室30平方米,千级洁净室平方米,万级洁净室平方米。、

研制的部分中等尺寸的脉冲压缩光栅

研制了一系列大型光栅加工设备,解决了制作米级尺寸光栅的关键问题,填补了国内大型微加工工艺设备的空白。主要的工艺设备有:1.中型矩形基片甩胶机2台,2.弯月面涂胶机2台,3.全息曝光台7个,全息曝光系统数套,配套的大型氪离子激光器2台,半导体激光器2台,4.烘胶、显影装置数套,5.大型等离子体灰化机1台,6.中型和大型离子束刻蚀机各1台,7.大型兆声清洗系统2套,七频超声清洗机1台,8.电子束镀膜机、离子束镀膜机、热蒸发镀膜机各一台,9.RIE等离子刻蚀机机1台,10,大型和小型紫外接触曝光机各一台。主要的检测设备有:进口光学显微镜2台,2.进口台阶仪1台,3.进口原子力显微镜2台,4.进口ZYGO6寸高精度波面干涉仪1台,进口ZYGO12寸波面干涉仪1台,5.进口轮廓仪1台,6.衍射效率测试系统1套。

招生信息

欢迎立志于衍射光学元件、天文光学、微细加工工艺设备的研究及光栅应用研究,欢迎工程光学、激光、信息、精密机械、微细加工等专业及相关专业的学生报考。

代表性成果

代表奖项

1.年获军队科学技术进步一等奖;

2.年获得“中国先进技术转化应用大赛”铜奖;

3.年获得“第一届安徽高校科技成果转移转化大赛”优秀科技成果奖。

代表文章

1.Alignmentmethod


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