原創 長光所Light中心 中國光學 收錄於話題#Light人物9個
《Light》特邀記者 | 王卉、秦宇
編者按
他是美國光學學會會士（OSA Fellow）、國際光學工程學會會士（SPIE Fellow）、國際電氣和電子工程師協會會士（IEEE Fellow）、中國光學學會會士（COS Fellow）。他是國家傑出青年科學基金獲得者、浙江省突出貢獻中青年專家。Light期刊編委，34歲成為當時瑞典皇家工學院最年輕的正教授。
《Light》人物是《Light: Science & Applications》發起的系列高端人物訪談。本期，很榮幸能夠邀請到西湖大學光學工程講席教授、副校長仇旻接受採訪。仇教授分享了他在科研及事業上的成長經歷, 講述了為何會加入西湖大學及對西湖大學前景的展望。他就熱輻射調控技術及自主研發微納加工儀器表達了他的觀點和看法，並對年輕學者的工作給出了他個人的建議。今天就讓我們一起走近仇旻教授，了解他和Light背後的故事。
仇旻教授，1995年和1999年分獲浙江大學理學學士和凝聚態物理博士學位，2001年獲瑞典皇家工學院電磁理論工學博士學位。歷任瑞典皇家工學院助理教授（2001年）、副教授（2005年）、光子學正教授（2009年）、浙江大學光電科學與工程學院教授（2010年），現任西湖大學光學工程講席教授（2018年）、副校長、Light: Science & Applications (Springer Nature) 專題編輯（Topical Editor）、Science Bulletin (Science China Press) 工程類副主編（Associate Editor）、PhotoniX（Springer Nature）主編。曾獲瑞典戰略研究基金會資助的「未來科研帶頭人」基金、瑞典國家科學研究基金會高級研究員專門基金、歐洲光學學會EOS獎等。2017和2020年作為項目負責人分別牽頭「納米科技」國家重點研發計劃項目和國家重大科研儀器研製項目（自由申請類）。目前主要研究方向：一、面向下一代晶片的核心微納加工與封裝技術；二、面向智能應用場景的光電器件關鍵理論與技術。
走近西湖大學副校長仇旻
深度專訪
《Light》記者：您曾經是浙江大學最年輕的博士之一, 並在瑞典皇家工學院獲得雙博士學位，30歲時獲得「瑞典戰略研究基金會」資助的「未來科研帶頭人」基金, 是當時18位獲獎者中唯一的華人和最年輕的一位。34歲成為當時瑞典皇家工學院最年輕的正教授。您在國內外兩段不同的求學和工作經歷對您的科研事業有怎樣不同的促進作用呢，您能跟年輕學者們分享一下麼？
仇旻：我的求學經歷或者說科研工作經歷主要分成兩個階段，一個是在浙江大學求學這一段，之後是去了瑞典12年，當然最後又從瑞典回到了浙大。在浙大這段經歷對我而言非常重要，8年求學時光培養了我最基本的科學素養，包括一些基本的科研方法，嚴謹的科學態度，還有對學術道德的理解等等。這要歸功於我的導師，浙江大學物理系的曹培林教授，他帶我邁出了走向科研的第一步，教會了我很多東西。比如如何寫一篇好的文章，如何使寫出來的文章讓大家都能夠看得明白。那時候我做的是計算物理方面的研究，在他的指導下，我在相對較短的時間裡，連續發表了一些文章，最後提前畢業，並在他的推薦之下去了瑞典。1999年初剛過完年，我加入了瑞典皇家工學院，在那裡一直工作到2010年，而後回到母校浙江大學。
如果說，在浙大我完成了最基本的科學素養的培養，那麼在瑞典我在科學研究方面有了一個全面的成長，讓我真正成為一名獨立的學者。
在瑞典我得到了瑞典戰略研究基金會資助的「未來科研帶頭人」基金項目，這對我的科研生涯而言很重要，在我的成長過程中起到決定性作用。它在長達6年的時間裡給了我充足的科研經費支持，我可以每年帶1-2位的博士生，可以自主選擇研究課題，培養博士後等等。這個戰略研究基金會也非常有戰略眼光，除了給我們資金支持以外，它還培養「人」，包括未來的科研帶頭人應該具備什麼樣的素質、如何做出真正的創新、應該怎麼做好一個學術領導人、怎麼指導博士生、怎麼指導博士後、怎麼帶領科研團隊，甚至還有如何處理工作和生活的平衡、如何應對媒體、如何做好產業轉換、如何去處理生活中科研中工作中的一些困難、了解和理解相關的科研政策、不同文化不同國家不同氛圍的區別等等。因為科研從研究本身來說是無國界的，我們的學生來自五湖四海，全世界各個國家，所以針對這些基金會對我進行了一系列的培訓，每年會舉辦至少兩次以上的workshop（相當於短期的培訓班），邀請瑞典國內知名的學者給我們講課。這些使得我在比較短的時間裡成長為一名獨立的學者，能夠帶領自己的團隊，這對一個科研工作者來說非常重要。
這裡我特別想和大家說的是，我覺得做好規劃很重要。我會在人生的任何時刻都有一個長期的規劃和一個短期的計劃，短期的計劃就是1~3年裡面我應該實現什麼樣的科研目標、生活目標、工作目標， 長期的規劃是指5~10年的時間裡，我希望怎麼樣規劃我的人生。雖然未來一定會有不確定性，但一個好的規劃至少可以讓我們不會偏離自己的目標太遠。
《Light》記者：您在2010年選擇回到母校浙江大學任教並擔任現代光學儀器國家重點實驗室主任，幾年後您接受施一公校長邀請出任西湖大學副校長，您在事業上面臨選擇時是如何進行抉擇的？
仇旻：剛才您問的第一個問題是回國，回國對我來說不存在抉擇，實際上我從出國的第一天開始，就想好了要回國，無非就是什麼時間節點回國。1999年我去瑞典的時候才24周歲，那時候我想，一個人科研的巔峰時期，應該是35歲到45歲這個階段，我希望在這個階段能夠回國為中國的科研事業做一點事，所以對我來說這個不存在抉擇，無非就是找到一個合適的時機，2009年我晉升成正教授，那個階段國內的引才計劃也走向了一個巔峰，再加上我和我的母校浙大光電學院也有長期的合作，所以我就按照自己的規劃回國了。
至於加入西湖大學，並不是說是短短的幾年之後，是2018年，8年也是一個很長的時間了。在浙江大學我的同事以及學校對我的支持非常大，這樣我可以有較平穩的事業走向，我永遠感謝母校給我的幫助。但是西湖大學給我的機會在於我可以做一點不一樣的事情，我希望通過參與西湖大學的創辦，對中國大學的體制機制建設以及科研評價體系等等做出一點貢獻。因此，加入西湖大學也是和我下一個階段的規劃緊密相關的。
2020年11月仇旻教授在西湖大學的講座現場
2019年12月仇旻教授在西湖大學報告廳的講座現場
《Light》記者：您曾經說過：「參與一所大學的創辦，並切實投身其中，從無到有一步步建設，是我一直以來的渴求。我為夢想和情懷而來，我願和各位一起為西湖大學的偉大而努力。」那麼在這個開創的過程中，您最引以為傲的貢獻是什麼，您又如何看待和西湖大學的未來呢？
仇旻：對我來說加入西湖大學是從事一項事業，而不是工作。我可以成為中國教育，尤其中國高等教育改革的一個參與者，這是很讓人激動的一件事。當初去瑞典是在20多年前，中國的科研水平和西方發達國家比起來還有很大差距，我們希望能夠去學一些東西。我作為他們的教授，實際上也參與到了西方教育體系裡。回國之後再來看中國的教育，從某種意義上說稍微貪心一點，我希望在公立大學之外有一股創新的力量，也許是一種全新的體制機制的創新。因為在國外的大學，無論是美國還是西歐，他一定是公立大學和私立大學並舉，國外的頂尖大學裡面也都同時有私立大學和公立大學，比如說公立大學裡面知名的UC伯克利、UCLA，私立大學裡面知名的哈佛、斯坦福、耶魯。
國內的大學應該說在過去這20多年裡面已經逐漸走向世界一流，但是他們的體制機制以及模式相對來說比較單一。我希望能夠在西湖大學去做一些新的事情，走出一條新的道路，不是為了去顛覆現有的中國高等教育的模式，而是去探索一個新的模式。我們希望這種模式能夠使得這樣的大學成為世界一流。
此外，從科研的角度來說，我崇尚百花齊放。在西湖大學，我在過去幾年裡面做的很重要的一項工作，是為加入西湖大學的青年學者創造一個充分施展自己能力的天地。在硬體環境上我們希望能夠有高質量的科研儀器設施平臺，幫助他們做自己想做的事情，至少短期之內不太需要考慮科研經費的問題。同時在軟體環境上，讓他們能感覺到和國外的一流大學差別不大，在生活能夠比較舒適，在科研上能較快適應。
《Light》記者：我拜讀過您兩篇關於相變材料GST的文章《基於相變材料 GST 控制零靜態功率熱發射器的發射率》[]和《基於相變材料GST的熱偽裝》[]，您和您的團隊對相變材料GST的研究與應用已經非常深入，在您最新的研究中，已經成功使用相變材料GST實現有效的熱輻射率調控，那麼在這項研究中，您遇到過最大的困難是什麼呢，您對相變材料熱偽裝技術的未來有怎樣的預期呢？
仇旻：我們是用GST這一類的相變材料結合光學諧振來實現熱輻射的調控，GST存在非晶態和晶態，也存在中間態，我們需要調整溫度和相變的時間來得到非常準確的中間態。那麼根據不同的中間態，這個材料的輻射率會有很大改變，我們可以讓它從非常低的輻射率到非常高的輻射率，進行一個連續的變化，進而使其實現在不同溫度背景下和周圍環境的輻射率完全一樣，通過這種方式實現偽裝效果。這其中，我們碰到的難點實際上是控制GST從晶態到非晶態。從非晶態到晶態只需要在160度左右的溫度，但是它的逆變化需要到640度以上的高溫，這個我們目前還沒有找到大規模應用方法。
總體來說我們希望得到一種智能的紅外輻射器件，它可以隨著環境的變化隨時調整熱輻射，也就是說它和周圍的輻射背景永遠是沒有差別的。這樣一種智能調控，是我們目前正在努力的方向。我們的規劃是希望能夠使得材料在一定範圍裡，隨著溫度自動改變，從而用於智能的熱輻射調控。此外，我們希望真正能做到大面積，目前我們能夠做到釐米級的級別，實際應用需要米級這樣的一個大面積。那麼對於這樣一種大面積材料的製備，還有很多技術問題需要解決。
《Light》記者：前不久，您在Light上發表了文章《通過有效的熱控實現高溫紅外偽裝》[]。您的研究提出了一種將熱絕緣體和波長選擇性發射器與非大氣窗口輻射冷卻相結合的方案，用於高溫紅外偽裝，該研究成果具有廣泛的應用前景。您覺得現有的高溫紅外熱偽裝還有著哪些局限性呢，其未來發展的趨勢如何呢？
仇旻：因為通常的低溫也就是室溫的紅外熱輻射調控相對來說比較容易，但是在高溫情況下，溫度都是在五六百度甚至更高的溫度。那麼這個溫度的話，本身很多材料，特別是納米材料就已經不存在了。要解決這個問題比較困難，現在的高溫紅外熱輻射主要是通過絕熱，解決的是內源性的熱管理問題。對外部的熱源，比如說空氣加熱、熱摩擦產生的熱，還有太陽照射或者是其他的熱源照射具有局限性。我們的工作就是結合傳統絕熱和熱輻射散熱，一方面通過氣凝膠絕熱降低表面的溫度，進而降低熱輻射強度，另一方面利用波長選擇性熱輻射散熱，進一步在非大氣窗口散熱降低表面溫度。通過傳統絕熱和熱輻射散熱兩者結合，最大程度降低紅外輻射強度。
我認為高溫紅外偽裝中的耐高溫材料還有值得探索的地方。因為目前我們所能達到的耐高溫還不夠，如果想要達到比如說800度以上這樣的溫度，材料的選擇、結構的設計，實際上局限性會更大。如何在這樣高的溫度下也能實現熱偽裝，我們需要進一步探討。
《Light》記者：您的團隊經過6年的埋頭苦幹，研發出一臺全新的集製冷、注水、支撐、測溫於一身的冰刻微納加工儀器。但是令您感到遺憾的是，這套系統並非完全自主研發，而是基於德國儀器進行改裝的。您說過，最尖端的科研設備還是掌握在別人手上：電子束曝光設備是德國的，光刻技術掌握在荷蘭人手中，中國的微納加工設備研製還有很長的路要走。但您對未來也充滿信心，認為中國取得突破的領域將會有很多。您能結合自身的經歷談談如何能又快又好地實現這一目標麼？
仇旻：我們到現在為止花了不止6年的時間，有8年了。從2012年開始研發基於冰刻的電子束曝光系統，前6年沒有發表任何文章，我們第一篇文章是2018年發表的，但是近一兩年我們得到了自然科學基金委的儀器研發項目的支持，成果越來越多，確實就像剛才說的我們是在基於德國蔡司公司的電子束曝光系統做的，這些設備最好的還是掌握在德國、日本這些公司手裡。前段時間，我帶團隊調研了國內相關的電子束曝光系統和掃描電鏡的生產裝置，應該說與國外相比還有一定的差距，但是在部分領域已經可以比擬了。所以我們現在也在嘗試著要把我們的技術用到國產的設備上，跟他們一起來做。雖然目前沒有能與國外競爭的一流的國產的電子束曝光設備，但是核心的設備比如說像電子槍、高精度的樣品臺、圖形發生器等，其實很多科研院所已經有了自主的智慧財產權，有的已經做了20多年的研發了，只是由於種種原因，離產業化還有一定的距離。
這些其實也不是太大的問題，我一直說專業的人做專業的事情，如果我們國家能夠在下一個10年裡面，把這些技術集成到一起來，我覺得也很有可能突破。現在大家更多地意識到，除了買國外的設備，我們也得自己擁有這些設備。所以我一向建議要用兩條腿走路，一條腿是借鑑人家最新最好的技術，另外一條腿就是爭取研發自己的獨特的技術，這也是我們做這方面研究的一個重要原因。而且這些技術無論如何都要產業化，要通過市場的檢驗，來推動整個行業的發展，這樣才能夠真正實現中國製造。
《Light》記者：您是在Light創刊初期就接受邀請擔任編委的，能談談是什麼原因讓您願意加入當時還未嶄露頭角的Light團隊的麼？對於Light的發展您有哪些期望呢？
仇旻：最近一段時間在國內學術界談的比較多的一個話題是要把論文寫在祖國的大地上，實際上2012年Light創刊的時候，我就加入到Light編輯團隊。那時候，不僅是我，包括長春光機所，還包括國內的光學同仁們都認為中國應該有也遲早會有一本能夠立足在世界頂尖的光學類的學術期刊，所以當時Light的創辦團隊有這樣的一個定位，我覺得必須支持。我願意和咱們Light團隊一起為實現目標貢獻自己的力量。現在看來這個選擇是正確的，雖然從一開始，國內外的學者對Light有一定的看法，甚至是懷疑，但現在我相信這些都已經不存在了，Light已經成為在光學界世界上頂尖的期刊之一。希望今後能夠有更好的國際影響力，能夠有一些專欄來報導我們國內光學界的頂尖工作，讓本土的前沿的工作被全世界更多人知道更多地了解，更關注中國光學領域的發展。
2012年仇旻教授與Light執行主編德國弗朗霍夫研究院Dr. Stefan Kaierle合影
2014年Light主編曹健林部長與仇旻教授的合影
2015年國際光年開幕典禮活動時，Light常務副主編白雨虹研究員、主題編委仇旻教授與中國駐聯合國教科文組織代表團張秀琴大使合影
2018年仇旻教授在Light Conference舉辦時作分會報告
《Light》記者：在剛剛落下帷幕的由Light主辦的一年一度頂尖光學青年科學家競賽「Rising Stars of Light」中，您作為評委之一，通過網絡全程參與，並提出了很多專業性的問題，您能評價一下這次活動麼？
仇旻：我覺得這是一個非常好的活動，這次頂尖青年科學家的講演，他們的申請材料，還有他們面對評委提出的尖銳問題的臨場反應，我覺得都非常出色。我們在選這些青年學者的時候，無論是從預報名到最後參加答辯的這10位，都是一個非常困難的選擇，而且這個活動也說明了Light的國際化，我們除了有國內的參與者，也有國外的參與者，而且最後得一等獎的還恰好是一位外籍的國外的女性科學家，這是一個非常好的結果。這項工作提升了Light在國際上的影響力，也讓我們感受到中國的頂尖光學期刊在這個領域裡的影響力。這些年輕人是在光學領域裡全世界最頂尖的學者推薦過來的，他們的工作確實非常出色，我希望他們能有更多的工作在Light上面發表。
《Light》記者：我聽說仇校長前不久參加了無錫的馬拉松賽，方便公布一下您的成績麼？您除了繁重的科研工作之外，還要處理很多行政事務，您如何來平衡您的工作和生活呢？
仇旻：對，我參加了無錫的馬拉松，但是我跑的是半馬，我這次在無錫的半程馬拉松成績是1小時49分52秒。一個星期後我又參加了紹興的馬拉松，也是跑半程馬拉松，成績差不多。我目前最好的成績是2019年的廣州半程馬拉松成績是1小時43分左右，所以還有很多的提升空間。對參加馬拉松我更看重的是運動給我帶來的在一個多小時甚至更長時間的奔跑所需要的堅持。這種毅力，這種堅持，對我們的工作是起到非常重要的促進作用。還有一個很重要的原因是通過這樣的奔跑，也能夠保持我的身體健康。其實運動、科研還有一定的行政事務並不絕對矛盾，運動實際上是能夠讓我有更好的精力，更充沛的體力去做這些工作，尤其是長跑還能給我堅強的毅力、忍耐力、持續力，讓我的工作做得更好。
2020年11月仇旻教授參加杭州馬拉松比賽
參考文獻
1. Kai-Kai Du., Yan-Biao Lyu., et al. Control over emissivity of zero-static-power thermal emitters based on phase-changing material GST. Light: Sci Appl 6, e16194 (2017).
2. Yurui Qu., Qiang Li., et al. Thermal camouflage based on the phase-changing material GST. Light Sci Appl 7, 26 (2018).
3. Huanzheng Zhu., Qiang Li., et al. High-temperature infrared camouflage with efficient thermal management. Light Sci Appl 9, 60 (2020).
Light特邀記者介紹
王卉，現任中國科學院長春光學精密機械與物理研究所（長春光機所）國際合作處副處長，主要從事國際交流，國際傳播，國際人才引進等工作；曾任長春光機所與自然出版集團合作期刊Light: Science & Applications創刊英文編輯，在《編輯學報》，《國際人才交流》等期刊發表文章多篇，並應SPIE邀請在SPIE Women in Optics發表文章。
秦宇，中國科學院長春光學精密機械與物理研究所（長春光機所）Bimberg中德綠色光子學研究中心行政秘書，主要負責中心有關國際交流、國際合作項目材料的組織協調和翻譯以及中心內務管理等工作；參與基金委中德交流項目；中科院譯協會員；在《國際人才交流》期刊發表文章多篇。
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☞ 本文編輯：趙陽
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原標題：《Light人物：專訪西湖大學副校長仇旻教授》
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