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在漆黑的夜里,看到如白昼一般的场景;大熊猫刚刚离开,根据残留在空气中的温度就能描摹它憨态可掬的轮廓;大兴安岭中一段未熄的烟头被轻易捕捉,避免可能的火灾……这是神奇的“红外光”,在3μm波长以上呈现出肉眼难见的世界。
刘志军踏入这片秘境,“我看到了别人一辈子都难以看到的奇景,这深深吸引了我不断研究下去。”他印象最深的是在国际上率先实现太赫兹复合左右手(Composite Right/Left Handed)超材料波导。“前人只能看到右手波导模,而我看到了左右手。”
这位严谨、低调的年轻教授在谈到心爱的科学研究时,表现出诗人般热烈的情感。他说:“那真是无与伦比的体验!”
“偷偷准备出国”的少年
12年前,刘志军即将完成研究生学业。在那段时光里,他以破釜沉舟的心态进行着“秘密的”复习,准备出国考试。
刘志军本科学微电子,研究生时学光学工程,成绩一直名列前茅。他逐渐产生了强烈的愿望,要到国外去开阔眼界,学习如何做前沿性、探索性的研究。“我所崇拜的两弹一星元勋们,早年在国外努力学习,为后来报效祖国打下了基础。”
刘志军的想法十分“超前”,因为当时留学氛围并不浓厚,同学们倾向于毕业后在国内工作或读博。
这个看起来安静、温和的年轻人在人生的关键时刻选择了“疯狂大冒险”。他“偷偷准备英语”;在投出申请后,他放弃所有的工作机会,不留退路,等待回复。
在焦虑的等待中,刘志军觉得时间十分漫长,但是他并不后悔自己的选择。“从小到大,作为农家孩子,我一直为改变自己和家庭的命运而奋斗。”但在研究生即将结束时,他意识到,“我现在的奋斗,是因为我真正热爱科学,想在基础科学中做出成绩。”
幸运眷顾这位功底扎实、理想坚定的少年,刘志军获得了美国普林斯顿大学的博士生录取通知书。这所名校是美国八所常春藤盟校之一,以录取严格著称。“除了成绩,学校主要看申请人对科研是否抱着浓厚的兴趣。”刘志军认为这正是自己的优势。
只有5%的成功,我就很满足
安静美丽的普林斯顿大学拥有丰富的学术资源、最先进的实验室,刘志军一到那里,就扎进学术中,尽情的研究。但是,艰辛随之而来。
“在普林斯顿,最大的收获就是如何面对失败。”年轻的追梦者在美国的初期,被失败打击得晕头转向。
刘志军当时用量子阱做激光器,苦苦做了五六十遍,用废的材料装了一大盒,但是器件的性能远远不能达标。他很沮丧,以前在国内主要做理论研究,真刀真枪的实验操作较少,而器件实验的特点就是成功率低,这真是一个很大的挑战。
“大部分时间我都在找问题。”刘志军说,设计、材料、工艺……各个方面的问题林林总总,有时甚至只能用排除法来猜测。他甚至失望地发现,实验成功率只有5%左右。
在最艰难的时候,导师Claire Gmachl教授给了刘志军很大的鼓励。她说:“电子工程研究是探索性的工作,我们的职业生涯就是一个不断经历失败的过程。慢慢地,你就会习惯失败,不怕失败了。”刘志军在老师的支持下,逐渐适应了经常失败的“新常态”,继续努力研究。
刘志军的博士论文关于红外激光器的研究,其中一个大问题就是如何能实现激光器在室温下工作。这是美国国防部的一个项目,应用部分属于国家机密,外国人只能参与前两个阶段。友人也曾问他,“你怎么想的,为何要参与这样敏感的项目?”年轻的刘志军倾心热爱科学研究,也深爱着自己的祖国,他说:“这是有趣而有益的项目,我将来可以把所学带回国。”
经历了数百次失败的考验,刘志军开始品尝到成功的甜味,他自豪于价值的实现,也深深地沉醉于科学的魅力。2008年毕业时,刘志军获美国普林斯顿大学优秀博士生奖(Honorific Fellowship)。
红外之美,倾心追逐
如果有两份工作摆在面前,一份工作轻松,有保障,年薪8万美金;另一份工作更辛苦,收入只有前者的一半。该怎么选?
刘志军在博士毕业时就遇到这样的选择。康宁公司是特殊玻璃和陶瓷材料的全球领导厂商,位列全球500强。刘志军获得了康宁的offer,将有可能把量子激光器做成产品。但是,面对稳定优越的工作,刘志军犹豫了。他想,在公司当工程师,就会固定做某个模块,未来的发展轨迹基本固化了。
“我还是喜欢自由的研究。”羽翼渐丰的刘志军似乎听见内心在呐喊,要在科学的世界尽情翱翔。他就像多年前义无反顾准备出国的少年,追随内心的声音,忽视所有的诱惑,选择自己热爱的道路。
刘志军去布朗大学、加州大学洛杉矶分校做博士后,收入要低一些,但是他专注于自己喜爱的事业,如痴如醉。“做研究时看到了别人没有看到的东西,那是很快乐的。”刘志军说,“虽然每一次探索不见得会有现实的意义,也不一定能带来物质上的回报,但在精神层面,我很满足。”
多年来,刘志军不停努力着,他在中红外及太赫兹光电子器件领域进行了卓有成效的研究。基于半导体量子阱(Quantum Well)、异质结(Heterostructure)及超材料(Metamaterial)等人工结构,刘志军研制出一系列新型红外器件,为长波红外光的产生、调控和探测方法做出了创新性贡献。
刘志军已发表33篇国际期刊论文和29篇国际会议论文,其中包括6篇Applied Physics Letters,8篇IEEE系列杂志,5篇OSA系列杂志,11篇光电领域著名会议Conference on Lasers and Electro-Optics(CLEO)会议论文,以及2篇国际会议邀请报告;其论文SCI引用328次,他引180次。
四川女婿爱成电
“我是四川女婿,而且曾在成都度过了宝贵的七年。”刘志军笑言自己来蓉的原因。
他在2013年完成博士后的工作,准备回国,成电向他发出了邀请。刘志军认为,在一所学术氛围浓厚的知名高校里,能更好地做基础研究。他欣然回蓉,扎根成电。
在这一年多的时间里,刘志军的事业有了新的良好的开端。“学校以各种方式支持我的工作,平台、资金、设备都配备得很好,我在这里将会实现我的奋斗目标。”刘志军认为红外器件还有很大的发展空间。他的计划是,既进行创新性探索研究,又结合国家战略需求,在应用基础方面做出贡献。
在《激光原理技术》的课堂,刘志军开始了对教学改革的探索。他是学术成就丰厚的青年学者,同时又是教师行列的“新鲜人”,但是他并没有如四川俗语打趣的“茶壶里装汤圆,有货倒不出”。刘志军很快与学生们打成一片,并把科研经验、科学文化贯穿到教学中,让大家有更开阔的眼界。
“刘老师很少用PPT,比如二元函数的泰勒级数展开、普朗克黑体辐射等,他都在黑板上推导,便于大家理解。”光电学院大三的朱里说。
博士生何德担任刘志军的助教,令她印象很深的是,“刘老师备课花了很多时间和精力,课后习题也会精细设计。有学妹问我,为什么刘老师出的习题她查了很多资料都没有找到。我说,题目都是刘老师自己设计的,只有理解公式的本身含义才能做出来。”
当同学们向这位曾经的学霸、现在的学者询问学习经验时,刘志军的建议是“多参与,多尝试,找到真正喜欢的方向”。他认为自己已经找到心之所钟,就是在成电美丽的校园里,努力探索科学前沿,培养更多的精英人才。
编辑:林坤 / 审核:罗莎 / 发布:一戈