周炳琨
性别:
男
获奖年度:
2003
获奖奖项:
科学与技术进步奖
获奖学科:
技术科学奖
工作单位:
清华大学
周炳琨,激光与光电子学专家,1936年3月生于四川省成都市。1956年毕业于清华大学无线电系并留校任教至今。1960~1962年在前苏联列宁格勒电工学院进修。1983~1984在美国斯坦福大学做访问学者并任访问副教授。1985年至今任清华大学电子工程系教授。1991年当选中国科学院院士,现任中国科学院技术科学部主任。2001年当选第三世界科学院院士。现兼任教育部科技委员会副主任。他是中国光学学会副理事长,中国电子学会会士,美国光学学会(OSA)会士(Fellow)。
主要科技成就如下。
一、在国际上率先研制出“半导体激光二极管泵浦固体激光器(DPSSL)”,从而开辟了固体激光的一个新领域
系统性成果包括以下几个方面。
1. 半导体激光泵浦固体YAG激光器(DPSSL):周炳琨教授的这一工作实现了固体激光器的全固态、微型化、长寿命和高效率,其电—光转换斜效率比灯泵浦固体YAG激光器的效率有量级的提高,促进了固体激光器由闪光灯泵浦到半导体激光泵浦的更新换代。单篇论文(“Efficient frequency-stable laser diode pumped Nd: YAG laser”,Optics Letters,Vol.10,Jan., 1985.)被引用120次(SCI-EXPANDED检索)。目前半导体激光泵浦固体激光器已发展成为一类重要激光新产品并获得广泛应用。
2. 窄线宽稳频YAG固体激光器:实现了当时世界上线宽最窄(10Kz)和频率最稳定的LD泵浦固体YAG激光器。
3. 参与研制“LD泵浦单片环行单模YAG激光器”的工作,这一工作创造性地在一片YAG材料上实现了环行单向单模激光振荡。
4. 1992年与山东大学合作研制成功“LD泵浦NYAB自倍频绿激光”。
二、在“单模窄线宽可调谐外腔半导体激光器”的系统性研究中取得重要成果(合作者张汉—教授),推动了半导体激光器在光纤通信,激光测量与分析技术中的应用
系统性成果包括以下几个方面。
1. 短耦合腔(SCC)半导体激光器:其主要指标边模抑制比达到国际最好水平。
2. 多重复合腔1.5(m单模窄线宽可调谐半导体激光器:对外腔选模机理进行了系统的理论研究,提出了多重复合腔新结构,并采取多种稳频和调谐技术,使器件性能大幅提高。
3. 上述成果经过实用化开发已经形成产品,并获国家和部委级奖5项。
三、在“光纤环行腔及光纤激光器和光纤放大器”的研究中取得一系列成果(合作者彭江德,刘小明教授),为发展我国波分复用(WDM)光纤通信和传感器技术准备了条件
成果包括以下几方面。
1. 作为发展光纤功能器件的基础,研制出“高细度光纤环行腔”,解决了极低损耗光纤定向耦合器的设计和制作中的关键难题,使环行腔的最重要指标;即细度达到1260的当时国际最高水平(原来的国际最高水平为500)。在此基础上首次研制出“光纤环行腔光谱分析仪”,并开展了环行腔光纤陀螺和磁场传感器的研究。获国家教委科技进步奖一等奖一项。
2. 率先提出并实验成功“可调谐掺杂光纤环行激光器”,代表性论文见“Fiber Ring Lasers”(IEICE Transactions,Vol. E 74,No.9,p.2929,September 1991)。目前它已发展成为一类重要激光产品并获得广泛应用。
3. 20世纪80年代末,国外研制出掺铒光纤放大器(EDFA),周炳琨教授意识到它的出现会从根本上改变光纤通信的发展格局,因此立即着手推动掺铒光纤放大器的研究,在国内率先开展波分复用(WDM)光纤通信用的关键器件:“掺铒光纤放大器(EDFA)”的研究。在器件的优化设计和制作工艺等方面取得创新成果,1993年研制成功我国第一台半导体激光器泵浦的掺铒光纤放大器,指标达到当时的国际同类产品的水平。1995年又研制出系列科研样机,并成功地用于实验光通信传输系统,所开发的产品已由公司转产。他们研制的16台掺铒光纤放大器成功地用于1999年开通的广州与汕头间的8(2.5Gbit/s、500km波分复用光通信系统。近年来,针对掺铒光纤放大器在波分复用光通信系统中应用时工作状态失衡的问题进行了研究,提出了同时实现增益谱平坦和锁定的动态均衡放大器的技术方案,并于1997年底推出了动态均衡系列产品样机,性能指标与1998年国际市场上出现的新产品持平。以上成果获国家技术发明奖三等奖和国家教委科技进步奖二等奖各一项。
4. 在“基于单模光纤的可调谐声光滤波器”的研究中获重要成果。
周炳琨教授治学严谨、为人坦诚、平易近人、关心他人、善于听取大家意见。在学生中,他是循循善诱的导师;在同事中,他既是一位能在关键时刻指明方向的出色的学术带头人,又是大家的知心朋友。
周炳琨教授长期从事激光与光电子学的研究与教学工作。1960年激光器在美国发明时,他在苏联参加了红宝石激光器的研制工作。回国后创建激光研究小组,研制成功激光测距仪,机载激光测高仪等,1978年获全国科技大会奖。1980年主编《激光原理》,并于1984、1995和2000三次改编再版。此书1987年获第一届国家优秀教材奖和电子部优秀教材特等奖。1984年访美期间完成“半导体激光泵浦固体激光器”等研究工作。回国后领导研究集体围绕信息光电子学和光纤通信技术方向开展了“外腔半导体激光器”、“半导体激光泵浦固体激光器”、“光纤环行腔及其应用”、“光纤放大器与激光器”、“光纤高温传感器”、“单晶光纤生长与器件”、“波分复用光纤通信技术和全光网络”等研究。获国家和部委级奖13项,专利十余项。在国内外发表论文一百多篇,曾应邀在第三届国际光电子学会议(1990)上作题为“中国的光电子学研究”的特邀报告,在第十届国际集成光学和光纤通信会议(1995)上作题为“光纤通信用的光电子学器件”的特邀报告。培养博士研究生32名,已毕业23名。
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