一、个人简介
于浩海,中共党员,山东大学教授、博士生导师,国家杰出青年基金获得者,国家优秀青年基金获得者,“万人计划”青年拔尖人才,德国“洪堡”学者,山东省杰出青年基金获得者。2008年7月毕业于山东大学获材料学博士学位,毕业后留校工作,2011年10月受德国洪堡基金会支持在德国Max-Born研究所工作。现任晶体材料国家重点实验室常务副主任、晶体材料研究院常务副院长。主要从事光电功能晶体与器件的基础和应用研究,在Nature Physics等杂志共发表SCI论文350余篇,近五年主持基金委联合基金重点、国家重点研发、山东省重点研发等项目(总经费5010万元),授权发明专利25项,获2023年山东省自然科学一等奖(排名第一),多项研究结果已实现成果转化并产业化。
二、主要事迹
【科学研究成果一:提出多声子耦合的受激辐射理论,优选并生长了多种电子-声子耦合激光晶体,发明了波长覆盖可见光到近红外的系列激光器件和整机,填补关键波长空白,为胆管癌激光靶向治疗提供了关键光源】
于浩海和团队成员从激光物理和固体物理的基本原理出发,建立了多声子耦合激光辐射的物理模型,提出了“光子-声子协同泵浦”的激光物理新机制,突破电子本征能级限制,为荧光光谱之外的激光提供“可预测”、“可调控”的理论依据。设计并生长了Yb3+掺杂的NLOB、GdNOB、LiYOB、YMgBO等系列新激光晶体,优选出Yb:YCOB和Yb:LCB两种强耦合晶体,设计了1.0-1.5 μm可调谐激光器件,在1.1-1.5 μm无荧光区域实现高效激光产生。结合非线性倍频技术,发明了510-620 nm可见波段激光器整机,填补了关键波段空白。
相关研究工作发表于Nat. Phys.、Nat. Commun.等杂志,被Nat. Phys.以 “Light in the darkness(暗夜明灯)”专题评述,评价为“填补了关键波段空白”、“为激光材料研究打开了新的视角”、“为啁啾脉冲放大、光频梳等前沿领域开辟了新道路”、“向超宽带激光光源迈出了关键一步”。研究成果入选2022年度中国光学十大进展和中国光学热点回眸,被中国激光杂志社在《前沿进展》栏目重点评述“为激光晶体研究提供了新的设计维度”。
在前期研究基础上发展了激光波长精准调控技术,研发了国际首例510 和577 nm高功率连续全固态激光器,并交付解放军总医院消化内科,完成了世界首例远程胆胰管内窥镜下激光肿瘤靶向治疗,取得良好效果。所研制的510 和577 nm双色激光在解放军总医院皮肤科应用于鲜红斑痣治疗,累计治疗患者700余例,疗效显著。相关激光器产品已经启动三类医疗器械注册,逐步推向市场。于浩海发明的“晶格-电子耦合黄光激光器件”专利的使用权转让于青岛镭视光电有限公司(使用权转让费 1000 万),用于生产黄光激光器。目前已经协助公司建立了年产 500 万支的黄光激光器生产线,部分产品已推向市场,填补商品化黄光激光光源空白。
【科学研究成果二:提出了添加周期相位匹配的非线性光学新理论,为非线性光学晶体研究提供了新视角,发明了紫外-真空紫外激光器件,应用于半导体芯片检测等关键领域】
于浩海和团队成员提出了添加周期相位匹配(APP)的非线性光学新理论,通过在晶体中构建相位调控基元,实现基频光与倍频光的协同,突破传统相位匹配对非线性晶体的要求,并以飞秒激光直写技术,优选商品化的石英晶体并设计了周期光栅结构,引入空间谐波调制光波相速度,发明了紫外—真空紫外激光器件,实现了波长177.3和167.8 nm真空紫外激光,输出功率/效率与“中国牌”晶体KBBF相当,且具有制备工艺成熟、适合批量生产、可支撑大功率激光等优势;发展了专用调谐技术,发明了国际首例满足百纳米调谐范围的紫外非线性光学器件,调谐波长覆盖221-332 nm;设计了两维APP器件,实现了级联的2倍频到5倍频非线性激光产生,最短波长为206 nm,将级联非线性光学转换和器件研究首次推进到深紫外区域。
针对我国半导体芯片领域检测装备被禁运和“卡脖子”的现状,研制了瓦级260 nm紫外激光整机,关键指标国际领先,并交付装备公司用于全国产化半导体晶圆和芯片检测装备研发和应用。针对现有SiC等宽禁带半导体晶圆和芯片检测急需和市场空白,提前布局研制了320 nm激光整机,输出功率、效率等关键指标国际领先,并交付装备公司研制新一代宽禁带半导体专用检测装备。
相关理论是非线性光学发展60余年来的第三类非线性频率变换理论,相关技术获得了美国、日本、中国等专利授权,所制备的全固态真空紫外激光器在半导体能带和芯片检测、原子钟光频标等高精尖科研装备和系统中具有重要的潜在应用价值。APP非线性光学频率变换基元与序构的理论和思路,被美国物理学家组织网专题报道,认为“为非线性晶体研究提供了一种新途径”,“可能在量子和经典光子学领域的引发下一代革命性进展”。相关装备的研制为破解我国芯片产业关键“卡脖子”现状和提升关键产业竞争力做出了重要贡献。
【于浩海从教十余年来一直耕耘在科研教学一线,恪尽职责,怀师爱之心,热爱教育,践行育人之本,传递真理与知识;尊重学生,热爱学生,以平等的姿态面对学生,给予学生理解与赏识;教学相长,鼓励和支持学生提出独立的看法和见解,培养了众多优秀硕博研究生,并为晶体事业做出了巨大的贡献。】
下为于浩海所带学生获奖情况:
(1)杜金恒,2023年中国·山东博士后创新创业大赛,荣获创新赛金奖,项目名称:基于硼酸钙氧记晶体材料的高功率小型化全固态激光器;
(2)张首焱,2023年山东省第九届“互联网+”大学生创新创业大赛银奖,项目名称:紫外激光——半导体产业的“质检员”
(3)吴雅博,2022年度全国Light:Science& Application博士生学术联赛三等奖;
(4)邵明川,2022年山东省优秀毕业生,2020年博士研究生国家奖学金,2019年第五届山东省“互联网+”大学生创新创业大赛金奖
(5)黄大朋,2020年山东省优秀毕业生,2019年博士研究生国家奖学金
(6)谢颖,2019年博士研究生国家奖学金,2019年山东大学“学术之星”
(7)郗淑萌,2019年山东大学校长奖学金,2019年博士研究生国家奖学金