2013年07月17日 星期三
张岩:借太赫兹波“穿墙透视”
张岩 教授、博士生导师、首都师范大学物理系系主任,中国物理学会光物理委员会委员,中国光学学会全息与信息处理委员会委员,北京物理学会常务理事,美国光学学会会员。
2004年入选北京市科技新星计划,2006年以骨干人员入选北京市科技创新团队,2012年入选教育部新世纪优秀人才。发表学术论文130余篇,其中SCI论文100篇,SCI引用1300余次。承担和参加973课题、国家自然科学基金等各类项目17项。

    □ 本报记者 袁志勇

    ■ 人物档案

    一转眼,在太赫兹领域已寻梦十年,但对张岩来说,2004年依然记忆深刻:

    那一年,美国政府将太赫兹科技评为“改变未来世界的十大技术”之一,也正是那一年,回国后的他获得了国内的第一个太赫兹项目支持——北京科技新星计划。

    从当年太赫兹领域的新人,到如今国内知名太赫兹焦平面成像研究团队的负责人,张岩的感悟很多。

    缘结太赫兹

    2003年底,有着多年海外科研经历的张岩决定回国发展。

    其实,他在国外的科研道路已经十分顺利,他曾相继在日本山形大学工学部做过光学相干层析成像、在香港理工大学电机工程系做过光纤传感、在德国斯图加特大学应用光学研究所做过数字全息成像,在光学领域国际顶尖杂志如《Opt. Lett》《Opt. Express》等上面也发过多篇文章,行业内也小有名气。

    但张岩始终有一种困惑:在国外漂来漂去,研究方向换来换去,总感觉是为别人服务、为别人打工,而他却想做点自己的事情。他决定回国安定下来,张岩告诉记者:“当时的想法主要有两个,一是漂了这么久,该找个地方踏踏实实地瞄准一个方向做科研,这样才能出更好的成绩。另一个原因是学了这么长时间,也该回国做点贡献,才能不辜负老师和国家的培养。”

    于是他向国内当年的导师——杨国桢院士表露了这个想法。他的决定得到了杨国桢院士的支持,在杨国桢先生的联系下,张岩走进了首都师范大学(简称首师大)太赫兹实验室。

    THz波(太赫兹波)或称为THz射线(太赫兹射线),是一种电磁辐射,波长介于微波与红外之间,有着穿透性强、对生物体损害小等特点,其独特的性能正在给雷达、电磁武器、天文学、医学成像(无标记的基因检查、细胞水平的成像)、无损检测、安全检查(生化物的检查)等领域带来着深远影响。2004年,美国政府将太赫兹科技评为“改变未来世界的十大技术”之四。

    当时,在杨国桢院士的指导下,首师大物理系将主攻的目标定在国内研究者还不太多的太赫兹技术上。刚到这个实验室,在深入了解后,张岩对太赫兹技术产生了浓厚的兴趣,他决定要在这一行业干出点成绩来。

    走融合创新路

    想干出成绩,首先就有一个问题摆在张岩的面前:尽管在国外有过很多成绩,但他从来没有做过太赫兹技术的研究。

    是重新开始,在太赫兹这个方向越钻越深,还是尝试其它的选择?

    经过深思熟虑,张岩决定将目光瞄准太赫兹焦平面成像技术。张岩说:“我以前的研究都和成像相关,这能发挥我的优势,而且要想做好学问,第一是能够把所学交叉融合,第二是要走特色之路。”

    太赫兹焦平面成像技术融合了太赫兹技术、光学相干层析成像技术、数字全息技术等,且在当时国内无人从事这项研究,这些正好符合张岩所说的两个特点。此外,张岩也觉得这个技术会有很重要的应用前景。

    “举个简单的例子,太赫兹波有很强的穿透性,比如可以穿透墙壁,就可以通过对‘墙后’物体进行三维立体成像,可以探测隐蔽的武器、伪装埋伏的武装人员和显示沙尘或烟雾中的坦克、火炮等装备,进而拨开战场迷雾。”张岩说。

    2004年,他获得了回国后的第一个项目支持——北京市的科技新星计划,从事的研究就是太赫兹焦平面成像技术,张岩开始了他的寻梦路。

    万事开头难,在太赫兹领域的新人难免会碰到挫折。由于在这个行业的积累不多,每当他千辛万苦地弄出一项研究成果,国际上却已有人抢先一步,他和他的团队论文多次投稿不中。

    面对挫折,张岩和他的团队没有放弃,他们努力地提高自己、加快进度,抢占科研的第一。逐渐地,研究成果和论文也多了起来。

    他们团队在太赫兹成像方面提出了多波长成像、偏振成像、实时层析成像等多种太赫兹成像方法,多篇论文被太赫兹领域知名期刊收录。截至目前,仅张岩个人就申请专利4项,发表科技论文130余篇,其中SCI收录论文100余篇,影响因子在3.0以上的论文38篇,被他人引用1300余次;张岩率领他的团队将太赫兹焦平面成像技术引入太赫兹时间分辨光谱测量系统中,成为国内唯一的太赫兹焦平面成像技术的开创者;他们所开发的太赫兹泵浦成像技术系统,国际上独一无二……

    他们团队逐渐得到国际同行的认可,张岩的梦想,正逐步实现。

    产业化之择

    太赫兹泵浦成像技术系统,是张岩他们的得意之做。

    如果说太赫兹波能“穿墙透视”,发现墙后的人和物,那泵浦成像就能发现墙后物体由什么构成,甚至还能发现极短的时间内物质产生的变化。

    经常有人问他,能把它产业化吗?

    而针对基础研究成果的产业化,张岩有自己的想法,他说:“我是希望我的成果最终能走上应用,为社会做一些贡献,但并不是现在有点成果就匆匆地推出去。”

    尽管有产业化的愿望,也有一些机构对他的研究表示了相当的兴趣,但现实中的张岩还是拥有足够的耐心和定力。

    “因为我们的科研工作还能再提升、完善,我希望能做一些进一步的研究,有了专利、论文和经验的积累,之后再推广产业化,而不是一开始就匆匆上马,出了问题又得重头再来,浪费人力物力。”张岩说,“比如我们正在做的太赫兹焦平面成像系统,正在以实验为中心,夯实基础,逐步推进,这样以后才能走得更远更好。”

    而且,张岩的研究有一些还是国际上独家,他想利用这些独家的平台做一些科学研究。“既然拥有独特的技术,就得把自己能看到的技术研究透,抢占第一。”张岩说。

    ——科研·人生——

    张岩的事业与责任

    科研做不好,就对不起老先生

    在人生几次关键处,导师杨国桢院士都给予张岩鼎力相助。

    考博时虽外语成绩差一分,但因专业成绩优异,杨院士对他破格录取;申报北京科技新星计划时,他的PPT,杨院士一页一页的修改;第一次申报自然科学基金时,杨院士手把手地教他写申报材料……

    而且,杨国桢院士对张岩的生活也非常关心,2003年张岩从德国回国时,由于暂时没有住房,杨院士就把已经装修好的房子借给张岩住,当时首师大物理系的书记和科研主任去机场把张岩接到住处,打开门,老先生正拿着拖把拖地。

    “先生说:‘屋里不是很干净,我帮你打扫打扫。’我当时特别感动,觉得以后要是不好好做科研,就对不起老先生。”张岩说。

    团队带不好,就对不起顾老师

    张岩团队有五位教师、五位博士生和十几位硕士生,分成若干小组,定期组会。学生两周汇报一次工作进展和谈问题,老师和博士生们发言为主。每次组会,大家轮番发言,讨论激烈,有时像吵架。充分和深入的讨论使问题更加清晰化。

    张岩团队这个传统源自于他的老师顾本源研究员,回忆导师,张岩深有感触:“他指导学生经常这样开放,你愿意做什么,你跟他讨论,他都特别尊重你的想法,他会指导你,帮助你。”

    因此,张岩也很尊重团队成员的想法,对大家的想法尽量给以帮助,他说:“如果带不好团队,就感觉对不起顾老师,把他的好传统都丢了。”

    工作不用心干,就对不起领导同事

    在张岩的心里,非常佩服的一个同事,就是校党委书记张雪。

    “她是一个很敬业的人,不仅工作认真,还总是尽最大努力给大家提供方便。”张岩说。

    2010年,张岩所在的物理系要申报光学工程博士点,当时张雪书记刚刚做完乳腺癌手术,还在化疗。即使是这样,但为了让这个博士点能顺利通过,张雪不顾身体,跑到其他学校,请来行业的知名专家过来考察,为学科建设提建议。

    提起这件事,张岩说:“有这样的同事领导,如果你还不用心工作,对得起他们吗?”

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