在上海理工大學光電信息與計算機工程學院一間實驗室里，副教授楊康文正和團隊成員一起加緊調(diào)試飛秒激光設(shè)備，過程中使用的光纖纖芯僅10微米，比頭發(fā)絲還細，承載著國產(chǎn)高端醫(yī)療儀器研發(fā)的關(guān)鍵突破的希望。
超快激光相關(guān)成果本世紀以來已經(jīng)三次獲諾貝爾物理學獎，如今，楊康文團隊正推動超快激光技術(shù)早日走入更多醫(yī)療應(yīng)用場景。他說：“希望實驗盡早完成，我們可以早日用飛秒激光‘點亮’國產(chǎn)高端醫(yī)療裝備?！?/p>
楊康文和團隊成員調(diào)試飛秒激光設(shè)備
啃下穩(wěn)定性硬骨頭，讓高端儀器走出超凈間
因為高精度、高效率等特性，飛秒激光成為推動精密加工、醫(yī)學成像等應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)之一。就在一個多月前，楊康文參與自主研發(fā)的“高穩(wěn)定、高精度、高效率飛秒激光關(guān)鍵技術(shù)及裝備研制”，捧回了上海市技術(shù)發(fā)明獎一等獎。曾經(jīng)依靠進口的“嬌客”，如今成為普通實驗室、半導體工廠和大型變電站的實用工具。
“傳統(tǒng)的進口固體激光器‘塊頭大’，價格動輒上百萬元，使用環(huán)境也極為苛刻，必須在恒溫、恒濕、超凈間的隔震光學平臺上運行?！睏羁滴奶寡?，一旦環(huán)境溫度、濕度變化或者發(fā)生震動，傳統(tǒng)固體激光器里的晶體光學特性、鏡片空間位置就會改變，導致性能下降，嚴重時甚至無法正常出光，因此傳統(tǒng)固體超快激光器連“走出”實驗室都很困難。
楊康文研發(fā)的光纖激光設(shè)備，破解了光源穩(wěn)定性的難題：體積僅為傳統(tǒng)設(shè)備的十分之一，成本降至同類進口產(chǎn)品的一半，更能在10℃至50℃的范圍里穩(wěn)定工作，“哪怕運輸路上顛簸，設(shè)備精準度也不受影響”。
他告訴記者，這項突破性成果在精準醫(yī)療診斷上非常有應(yīng)用潛力。目前，惡性腫瘤診斷的“金標準”是切片染色的病理檢測，術(shù)后出報告通常要等幾天，即便術(shù)中冷凍檢測也得等半小時。利用楊康文團隊研發(fā)設(shè)備產(chǎn)生的彩色飛秒激光，無需給細胞做標記，醫(yī)生就能看清細胞核的形態(tài)，“‘光源’照亮細胞內(nèi)部后，細胞核過大、占位異常等癌變趨勢一目了然，檢測流程大大縮短”。目前，楊康文正與復旦大學團隊合作開發(fā)無標記快速病理檢測儀器。
而且，隨著與人工智能、多模態(tài)成像等技術(shù)深度融合，飛秒激光將在精準醫(yī)療、個性化治療方向持續(xù)突破。楊康文告訴記者，他們研發(fā)的飛秒激光有望用在手術(shù)中，讓癌細胞和正常細胞的邊緣更加清晰，讓醫(yī)生在術(shù)中更精準判斷腫瘤切除范圍。
“三有”育人，教會學生研究跟著需求走
楊康文還帶著學生和香港大學團隊合作推進流動細胞成像研究，用于疾病早期檢查?！斑@就好像給細胞裝了臺‘光學相機’?！彼忉尩?，“用我們的飛秒激光設(shè)備，每秒能給2萬個高速流動的細胞‘拍照’，并且每個細胞都能拍出清晰的照片。學生在合作過程中也逐漸學會以需求為導向的科研思路?！?/p>
楊康文的實驗室現(xiàn)有10名研究生，但是相較傳統(tǒng)的師生關(guān)系，他和學生更像“伙伴”。事實上，他也總稱學生是“伙伴”，甚至還和這些00后相約“三有”——有氛圍、有成果、有發(fā)展。
楊康文說，作為老師，最需要做的是讓每個畢業(yè)生都有發(fā)展前途。現(xiàn)在的00后都很有潛力，也非常有主見，平等溝通的氛圍才能激發(fā)學生內(nèi)生動力，也是大家共同做好研究工作的基礎(chǔ)。而且在這樣的氛圍中，大家不再只追求“60分萬歲”，而是達成一致——要解決真問題，產(chǎn)出真成果。楊康文說，實驗室里常有學生早上9點來，忙到晚上9點才走，“他們自己對成果有期待，才能做出更好的成績，也才能更好地成長”。
這份育人初心，也源自楊康文自己的成長經(jīng)歷。他的博士后導師是上海理工大學教授、中國工程院院士莊松林?！半m然我已經(jīng)有學生了，但是前年我去香港訪學時，老師還事無巨細地幫我聯(lián)系當?shù)嘏笥眩傩奈业淖夥康壬瞵嵤?。老師過80歲生日時，還特意和我們學生一起分蛋糕?！?/p>
“老師把我往前推，我也得盡力托舉學生?！比缃瘢瑮羁滴呐囵B(yǎng)的學生中，有的在上海微電子研發(fā)光刻機，有的進入上海聯(lián)影開發(fā)醫(yī)療器械，“飛秒激光在半導體、醫(yī)療、新材料加工領(lǐng)域都有大前景，學生能成行業(yè)骨干，就是我最驕傲的成果。”
資料| 上海理工大學
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