習近平總書記號召:“廣大科技工作者要把論文寫在祖國的大地上,把科技成果應用在實現(xiàn)現(xiàn)代化的偉大事業(yè)中?!?/span>陳林森,以一個平凡人的六十年歲月,寫就了我國微納光制造領(lǐng)域不平凡的奮斗史。作為我國最早從事全息數(shù)字化與微納光制造工程研究的專家,陳林森以“咬定青山不放松”的韌勁,堅持30 年深耕科研一線, 在基礎(chǔ)研究與工程應用上協(xié)同創(chuàng)新,終讓他在專業(yè)領(lǐng)域厚積薄發(fā)、成績斐然。在大面積微納制造這一重大難題上,陳林森系統(tǒng)提出并實現(xiàn)了“微納光制造”在基礎(chǔ)技術(shù)、先進算法、核心工藝和重大裝備的創(chuàng)新途徑,打破了我國納米制造裝備長期對外依賴的局面,有效提升了我國相關(guān)產(chǎn)業(yè)自主創(chuàng)新能力,為大面積信息光電子創(chuàng)新應用開辟新途徑,為解決國家重大工程和產(chǎn)業(yè)發(fā)展卡脖子問題,建立可持續(xù)信息光電子的原始創(chuàng)新能力,做出了突出貢獻。為實現(xiàn)成果轉(zhuǎn)化,推動納米產(chǎn)業(yè)發(fā)展,陳林森積極創(chuàng)辦蘇州蘇大維格科技集團股份有限公司(簡稱蘇大維格),打造出“模塊化、知識密集、可升級和快速配置”的微納光制造創(chuàng)新平臺,通過持全鏈條創(chuàng)新, 跨學科多領(lǐng)域交叉,形成了系列卓越產(chǎn)品, 創(chuàng)建出一支國內(nèi)為數(shù)不多的微納光學領(lǐng)域的高水平創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團隊,并于2012 年在深交所創(chuàng)業(yè)板上市,成為我國產(chǎn)學研合作成功的典范。從中學老師到我國全息數(shù)字化與微納光制造工程研究開拓者1978 年,國家恢復高考第二年,全國610 萬人報考,彼時17 歲的陳林森憑借聰慧勤奮幸運成為被錄取的40.2 萬分之一, 懵懂中選擇的“物理系”亦隱約為人生航線錨定了方向。畢業(yè)后,陳林森回到自己的家鄉(xiāng)江蘇省大豐縣,成為了新豐中學一名人民教師,但他的事業(yè)起點還要從一年后算起。對青年時的陳林森來說,大學四年的探索與學習才是開啟科學認知的開始,面對內(nèi)心強烈的求知欲和自我期待,一年后,他毫不猶豫選擇去蘇州大學激光研究室攻讀光學專業(yè)碩士。而這三年,也真正開啟了陳林森的科研之路,奠定了他日后扎根全息數(shù)字化與微納光制造工程研究領(lǐng)域的基礎(chǔ)。攻讀碩士學位期間,陳林森完成多項科研成果,在他攻讀碩士學位的第二年,就參加了蘇州大學拳頭產(chǎn)品——激光研究所模壓全息制版技術(shù)的科研攻關(guān)。求學期間他一刻不曾懈怠,憑借各科優(yōu)異的成績獲得留校任教機會。1996年,陳林森以高級訪問學者的身份來到卡內(nèi)基梅隆大學電子與計算機系學習,這是計算機光學數(shù)字研究領(lǐng)域的國際一流大學。在這里陳林森學習了更為先進的技術(shù)及理念,也為之后科研之路奠定了基石。在國外訪問交流期間,美國大學完善的科研平臺,靈活的人才培養(yǎng)制度,完善的產(chǎn)學研體系,以及產(chǎn)業(yè)界對科技研發(fā)巨額的不懈投入和對科技人才的重視,給他留下了極為震撼的印象。回國后,陳林森任蘇州大學信息光學工程研究所所長和博士生導師。他深深體會到了與國外科技水平的差距,特別是在裝備平臺和機制體制方面,認識到一定要打破科技創(chuàng)新的壁壘,有所突破。他幾年內(nèi)帶領(lǐng)團隊先后研發(fā)了全息母版制作技術(shù)、整套真彩色模壓全息制版技術(shù),推出我國第一張動態(tài)合成模壓全息圖。在全息數(shù)字化、衍射光學元件方面,為解決卡脖子難題和推進全息成果的產(chǎn)業(yè)化,做出了重要貢獻。他提出了“全息數(shù)字化概念”,巧妙地提出“位相光柵干涉光學頭”,利用像素化光斑做瞬態(tài)干涉光刻,攻克了在普通工業(yè)環(huán)境下“全息圖像制版”的國際難題,研制成功“數(shù)碼激光全息制備系統(tǒng)”HoloMaker,在國內(nèi)外普及應用,推動了全息產(chǎn)業(yè)的形成和快速發(fā)展,使得中國在全息光學領(lǐng)域走到國際前列。為此,我國光學泰斗王大珩院士主持了項目驗收,評價其為國際領(lǐng)先水平?!皵?shù)碼全息制版系統(tǒng)與生產(chǎn)技術(shù)”獲1999 年江蘇省科技進步獎一等獎,2001 年度國家科技進步二等獎。至今,該工作進展,仍是全息產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵制版技術(shù)。全鏈條創(chuàng)新,跨學科多領(lǐng)域交叉創(chuàng)新是當今世界引領(lǐng)發(fā)展的第一動力。然而,我國在相當多的行業(yè)領(lǐng)域,關(guān)鍵技術(shù)仍有很高的對外依存度,中國需要打破國外的技術(shù)壟斷,就必須提升自主創(chuàng)新的能力。同時重大科技創(chuàng)新活動往往具有高度系統(tǒng)性和復雜性,需要高效的組織動員體系和統(tǒng)籌協(xié)調(diào)的科技資源配置模式。陳林森敏銳地注意到了創(chuàng)新的超前性以及創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的適應性,懷抱著科技報國的理想和個人的科技夢想,主動承擔了國家賦予的責任和使命,積極探索科技創(chuàng)新與高校產(chǎn)學研的創(chuàng)新運行機制。2001年,憑借十幾年大學教學和科研經(jīng)歷所打下的堅實基礎(chǔ),他帶領(lǐng)蘇州大學光電學院一批以青年人才為主的科技創(chuàng)新團隊,以“寬幅激光3D圖像光刻直寫系統(tǒng)”核心技術(shù)組建了蘇大維格數(shù)碼光學有限公司,從事激光圖像制作技術(shù)、系統(tǒng)和轉(zhuǎn)移材料的研發(fā)與規(guī)?;a(chǎn),從一個高校的課題組,逐步發(fā)展成為具有自主創(chuàng)新能力的高新技術(shù)企業(yè)。公司成立以來,始終以“自主創(chuàng)新,不做跟隨者”為核心價值觀,將原創(chuàng)技術(shù)作為安身立命之本。創(chuàng)立的起初三年非常困難:需要資金、需要凝聚人才、需要開拓市場、需要規(guī)范管理。天道酬勤,在陳林森的帶領(lǐng)下,通過機制體制創(chuàng)新,開展需求牽引的基礎(chǔ)技術(shù)和應用協(xié)同研究,建立一體化設計全鏈條研究機制,系統(tǒng)性地打通了基礎(chǔ)研究與工程化評價的協(xié)同組織模式,逐步走上了快速發(fā)展之路。通過國家戰(zhàn)略需求牽引,他帶領(lǐng)團隊在納米光變色晶體、卷對卷納米壓印技術(shù)、大面積像素化干涉光刻,衍射光學器件的研究方面,做出了突破性工作:2001年 -2007年,提出了“ 光子晶體結(jié)構(gòu)各向異色光變色”方案,自主研制的整版納米拼版系統(tǒng),制備了整版(600mm×800mm)納米光柵深紋結(jié)構(gòu)模板。2004年開始,應用于我國二代身份證、駕駛證等法律證卡的物理視讀防偽,至今仍發(fā)揮重要社會效益。國際上1998 年提出光子晶體理論,2002 年提出光子禁帶。本項目首創(chuàng)了人工納米結(jié)構(gòu)光子晶體膜,利用其各向異性變色效應,實現(xiàn)了國家級的規(guī)?;瘧?,產(chǎn)生了廣泛行業(yè)影響,得到同行專家的高度評價。2002年起,領(lǐng)銜承擔國家863 計劃804主題項目,承擔大口徑衍射光學元件的關(guān)鍵技術(shù)研究至今,承擔了我國在該方面的重大研制任務。推動建立了我國最大口徑的全息曝光系統(tǒng)、建立了我國最大規(guī)模的數(shù)字光全息干涉光刻系統(tǒng)。該項工作,使得我國掌握了大口徑衍射元件的關(guān)鍵工藝,解決了卡脖子難題,使我國的衍射器件的研制水平躋身國際先進行列,成為國內(nèi)唯一、國際少數(shù)有能力制備米級全息光柵或元件的單位。2002年 -2009年,在納米壓印關(guān)鍵技術(shù)研究方面,提出一系列解決方案。2003年率先在國際上實現(xiàn)卷對卷納米壓印的工業(yè)化應用?!熬韺砑{米套準壓印光刻系統(tǒng)” 研制成功,標志著柔性光電子材料/器件的制造,從2D表面結(jié)構(gòu)向 2D/3D多功能結(jié)構(gòu)邁進了一大步,獲得國內(nèi)外同行專家(中國科協(xié)主席萬鋼教授,美國密西根大學郭靈杰教授,美國國家工程院院士、現(xiàn)香港大學張翔教授等)高度評價。因而“卷對卷納米壓印關(guān)鍵技術(shù)與應用”獲2011年度江蘇省科技獎一等獎,陳林森榮獲“建國60 年全國印刷業(yè)百名技術(shù)標兵稱號”。2003年 -2007年,發(fā)明了“基于SLM亞波長干涉光刻方法”,實現(xiàn)了42吋(當時國際最大幅面)亞波長激光干涉光刻系統(tǒng)。莊松林院士主持了成果驗收。該成果為大面積納米壓印模具制備提供了有效手段,應用于“結(jié)構(gòu)色”納米印刷。該工作得到NSF,國家 863 計劃重點項目、江蘇省重大成果轉(zhuǎn)化專項資助?!皩挿⒓{圖形化制造技術(shù)與產(chǎn)業(yè)應用”獲2011年度國家科技進步二等獎。面向產(chǎn)業(yè)技術(shù)變革,建長板、補短板習近平總書記指出:“科學研究既要追求知識和真理,也要服務于經(jīng)濟社會發(fā)展和廣大人民群眾?!?/span>2012年6月28日,伴隨著深圳證券交易所清澈回蕩的開市鐘聲,蘇大維格在 A 股創(chuàng)業(yè)板正式掛牌上市。這意味著陳林森帶領(lǐng)蘇大維格走過了積累起步和創(chuàng)新平臺協(xié)同的時期,邁入了產(chǎn)業(yè)規(guī)?;男码A段。通過10 年的發(fā)展積淀,他帶領(lǐng)團隊從關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)到重大目標產(chǎn)品培育,打造了自主可控的技術(shù)創(chuàng)新體系和可持續(xù)發(fā)展能力 , 成為了國內(nèi)微納光學技術(shù)應用的開拓者,以及國內(nèi)外領(lǐng)先的微納光學產(chǎn)品制造和技術(shù)服務商。蘇大維格上市后,陳林森帶領(lǐng)團隊依舊沉得住氣,潛心攻克微納制造產(chǎn)業(yè)鏈基礎(chǔ)問題和關(guān)鍵技術(shù)、高端裝備研究,及柔性光電子材料 /器件的理論設計與制備, 建長板,補短板,穩(wěn)步提升微納光制造平臺的綜合能力。國際上,激光光刻直寫設備是光掩模制備的主要工具,尤其在高世代TFT- Array 掩模的平面圖形,面積可達米級(瑞典MICRONIC),單價高于1.5億元/套,制備一個線寬分辨率1.5微米的光掩模單價500萬人民幣;然而,這種激光直寫設備并不適用于微納3D形貌結(jié)構(gòu)和深紋圖形制備。已有的藍光405nm 直接成像光刻(DIL)適合光刻分辨率較低的圖形,也不適用于3D 微結(jié)構(gòu)的灰度光刻。因此,面向柔性光電子材料與器件制備需求,必須攻克大面積3D 形貌的微結(jié)構(gòu)的高效、高精度制備,采用更新的技術(shù)方法和工藝,來解決海量數(shù)據(jù)高效率轉(zhuǎn)化、高精度數(shù)據(jù)迭代與疊加曝光,高速率飛行直寫技術(shù)的難題。2020年7月底,全球首臺大型紫外3D 直寫光刻設備iGrapher3000(110吋幅面,2500mm×1500mm),在蘇大維格下線并投入工業(yè)運行。iGrapher3000 主要用于在大幅面基板上制備3D 形貌的微納結(jié)構(gòu),為新穎材料和光電子功能器件提供了先進手段。陳林森帶領(lǐng)團隊歷時15年,攻克了基于“結(jié)構(gòu)模型”-“圖形數(shù)據(jù)處理”-“并行掃描曝光”模式的一系列3D直寫光刻技術(shù)難關(guān)。突破了高分辨率3D數(shù)據(jù)分層處理和數(shù)據(jù)流上載技術(shù),解決了光學頭在大幅面基片上高速掃描時的聚焦穩(wěn)定性問題,達到大面積任意微納3D 形貌可控制備的技術(shù)效果。完成了多個型號直寫光刻設備研制,完整掌握了超大幅面微納光刻的關(guān)鍵技術(shù),解決了卡脖子問題。該成果已在清華大學等高校、中科院和中電科研究所、中外企業(yè)等逾百家國內(nèi)外單位應用,用于柔性光電子與器件前瞻性研究和產(chǎn)品創(chuàng)新。應邀發(fā)表于Adma(綜述28 頁)、ACS nano等,得到國家863計劃重大項目、國家重大科學儀器設備的資助,成果填補了我國大型光刻直寫設備行業(yè)空白。2016年,作為863計劃先進制造領(lǐng)域的標志性成果,參加“國家十二五科技創(chuàng)新成就展”。“面向柔性光電子的微納制造關(guān)鍵技術(shù)與應用”獲2019 年度國家科技進步二等獎。此外,陳林森還帶領(lǐng)團隊發(fā)明了“透明導電膜的微納制造方法”,提出了基于納米壓印與納米導電材料填充的柔性電路的制造方法,在柔性襯底表面壓印深槽結(jié)構(gòu)并填充納米導電材料,來實現(xiàn)透明導電膜。基于納米壓印增材制造解決方案,使精密電路制造不需用金屬蝕刻工藝,沒有環(huán)境污染問題,終結(jié)了數(shù)十年來,柔性印刷電路的銅蝕刻歷史,實現(xiàn)了綠色制造的變革性技術(shù)。產(chǎn)品導電率0.1歐/方-5歐/方,透明度>88%,彎折次數(shù)>20 萬次、線寬3 微米@65 吋,信耐性和性能一致性,均為國際領(lǐng)先指標。在透明可折疊超級電容器、高性能OLED發(fā)光、透明屏蔽膜和電致變色器件等方面的一系列高質(zhì)量研究發(fā)表于EES(IF30), ACS nano.,Plasma,O.E等期刊。該工作得到NSF,國家國際科技合作計劃的資助。相關(guān)專利被國內(nèi)外著名企業(yè)引證數(shù)百余次。2015 年,建立國際上首條大尺寸柔性導電膜的工程化產(chǎn)線,2019年,建立了86 吋套準型大尺寸導電膜制造產(chǎn)線。隨著5G 的賦能,86 吋高性能觸控膜AD-film 形成批量供貨能力,智慧交互終端面向消費電子領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)應用生態(tài)將逐漸形成,大屏觸控交互體驗和應用會更加豐富,帶來更大的國內(nèi)外市場開拓機會。將促進大尺寸TV 終端,從娛樂用途的“看”,向交互功能的“用”、到“提供生產(chǎn)力”的新場景發(fā)展。百余年來,數(shù)字圖像都是以“像素”為單位來表達的,無論油墨印刷還是屏幕顯示都是如此。因此,至今在立體圖像印刷或立體3D 顯示上,在世界范圍內(nèi),未取得實質(zhì)進展。陳林森提出以“微納結(jié)構(gòu)形貌”表達圖像,定義了“微納結(jié)構(gòu)形貌”表達多維圖像(立體浮雕、動感和光學紋理)的計算機文檔格式和海量處理與設計的算法,開發(fā)了多維圖像的設計與處理軟件,具備各種效果與質(zhì)感的光學3D 圖像的設計能力;自主開發(fā)了將海量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成微納結(jié)構(gòu)的3D 光刻軟件和制版系統(tǒng),獨創(chuàng)了微納結(jié)構(gòu)形貌的數(shù)據(jù)處理算法和3D 導航飛行光刻直寫技術(shù), 支持整版多維圖像(立體浮雕圖形、動態(tài)圖像、光學紋理)3D 制版,制版效率與幅面全球領(lǐng)先;自主研制了卷對卷微納轉(zhuǎn)印技術(shù)與系統(tǒng),突破了微納結(jié)構(gòu)的圖像轉(zhuǎn)移工藝與材料瓶頸,實現(xiàn)了微納結(jié)構(gòu)材料- 光學3D 印材的規(guī)模量產(chǎn),轉(zhuǎn)印制程無排放,綠色環(huán)保,將對圖像工程與印刷業(yè)的技術(shù)進步產(chǎn)生深遠影響。5G來臨后,在可支持高容量數(shù)據(jù)傳輸?shù)南乱淮苿咏K端3D 顯示方面,納米3D印刷涉及的立體圖像核心技術(shù),將為移動終端的裸眼3D 顯示研究和工程化,提供理論方法、數(shù)據(jù)設計和3D 制版的技術(shù)支撐。尤其,為基于向量光場和LCD的裸眼3D 顯示屏設計與制造提供了基礎(chǔ)技術(shù),將大大推進3D 顯示產(chǎn)業(yè)研發(fā)的進程。陳林森帶領(lǐng)團隊始終堅持原創(chuàng)方法與核心技術(shù)研究,三獲國家科技進步獎,在微納光制造領(lǐng)域核心關(guān)鍵技術(shù)與高端裝備方向取得的突破,為產(chǎn)業(yè)變革并突破經(jīng)典技術(shù)極限提供了新路徑,為我國從根本上打破技術(shù)封鎖和訛詐提供了新的“機會窗口”,為更多技術(shù)領(lǐng)域向并跑、領(lǐng)跑轉(zhuǎn)變提供了趕超跨越的“新賽道”。長風破浪會有時,直掛云帆濟滄海。未來,陳林森將帶領(lǐng)團隊,秉承自主創(chuàng)新精神,加強產(chǎn)學研深度合作,加快原創(chuàng)性高技術(shù)成果轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)對接的步伐,推進產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新建設,全力解決我國戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵設備、關(guān)鍵器件、關(guān)鍵材料的自主可控問題,協(xié)同產(chǎn)業(yè)鏈快速建立國內(nèi)大循環(huán),實現(xiàn)國內(nèi)國際雙循環(huán),為建成世界科技強國不懈奮斗。(來源:《中華英才》2021年22期 作者:張強 榮慶春)