洪明辉:用激光燃烧的激情点亮光电工程变革的别有洞天

  • 2020年05月07日
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洪明辉,厦门大学1981级物理系本科、1985级半导体物理和器件专业方向硕士校友,毕业后留校任教,后赴新加坡深造留学,2000年获新加坡国立大学博士学位,先后任职于新加坡科技局和新加坡国立大学。新加坡工程院院士,新加坡国立大学教授、博士生导师、光科学与工程中心主任,美国光学学会会士、国际光学工程学会会士,国际光子和激光工程学会会士和副主席,新加坡工程师学会会士和副主席,是激光光学领域的著名学者和领军人物。

他是“自强不息、止于至善”校训的践行者和守护者,秉持笃实好学、磨砥刻厉、诲人不倦的师者风范,面对日新月异的世界,他不忘初心,经常对学生说:“科研的价值通常需要很长时间的检验,作为一名科学家,最重要的是保持一颗纯粹的初心,拥有持续的敏锐、好奇和热情,不断的探索,不断的思考,踏踏实实地做出成果,为人类发展做出贡献。”


二十年磨一剑,成就光学传奇

列夫·托尔斯泰曾说:天才的十分之一是灵感,十分之九是血汗。1983年,洪明辉还是厦大物理系一名大二学生,那时候他刚开始学习光学课程,因为光学研究领域内容艰深,外加当时光学实验实践的条件并不丰富,因此学习总感觉有些吃力,进步相对缓慢。但是,不服输的他,怀着对光学世界的强烈好奇,决心一定要学好这门内容,从此奋发图强、孜孜不倦地钻研,也因此与“光”结下了此生所爱的不解情缘。

科学的跨越式进步源自于人类对自身极限的一次次超越,突破光学衍射极限就是人类挑战不可能的代表性成就。作为一项重要的科学尝试,“光学微球”概念的提出,打破了光学技术中衍射极限的桎梏,颠覆了传统光学器件对光的调制能力,提供了一种全新的构建微纳光学系统的思路。这一发现,正是源起于洪明辉及其团队在2000年所从事的激光清洗研究。当时他们尝试用激光来清洗硅片上的一些圆形附着物,而在实验过程中,他们惊奇地发现这些圆形附着物下面竟然产生了很多纳米尺度的小孔,孔的尺寸最小可以突破100纳米。对于这种特异现象,洪明辉和同事们围绕其物理机制展开了深入的研究调查,终于挖掘出了颠覆性的微球光学技术,并通过一系列研究证明这些小孔的产生源于圆形附着物对于光的聚焦效应,这种聚焦效应可以轻易地突破经典的衍射极限理论所限制的尺度,就像在密不透风的极限理论上开了一扇天窗,穿射进来的阳光照亮了新方向。

20年来,洪明辉执着地朝着这个方向瞭望满天星斗,智慧的光芒里涌出了对新兴技术的无尽灵感和畅想。2014年洪明辉领导的团队获得竞争十分激烈的新加坡国家研究基金会500万新币的研究经费支持,推动纳米微球相关工作的全面开展,并着手原型机的开发工作,项目在2016年验收时获得专家组高度评价,并有意予以持续重点支持,进一步巩固和树立新加坡在这一研究领域的世界领先地位。此时,作为学者的洪明辉没有满足于理论研究的突破与成就,而是渴望对自己的又一次超越。他认为,科学家在以原创探索性研究为基石的同时,更需要开拓促进社会与经济发展的应用型高科技产品。2017年,洪明辉以相关专利为技术核心,从新加坡国立大学孵化成立新加坡光技术公司并担任董事局主席,组建了一支由实验室科研人员和职业经理人共同组成的管理和技术研发团队,公司研发的技术产品立刻吸引了知名光学元件制造商、日本上市公司西格玛光机株式会社的密切关注,双方合力开发,陆续将革命性技术推向市场,如2020年初在美国西部光电展中正式展出的光学显微镜OptoNano 200机型,出厂检测指标为137纳米,颠覆了对传统光学显微镜认知,这类高档机型将为支撑生命科学、医学甚至针对目前全球面临的突发性公共卫生疾病的微纳检测提供有力的直接观察手段。

二十年矢志不渝开展“0到1”原创性科学研究,推动变革性技术服务人类

谈到未来的研究计划和发展目标,洪明辉表示,希望自己的工作能真正实现“顶天立地”。“顶天”就是克服世界难题,用光学手段看到10纳米,就意味着人类能够更加清晰地看到DNA,从而为DNA改造的技术研发提供技术支撑,为包括治疗癌症在内的难题提供了科学解决的新方向;“立地”就是解决产业化问题,埋头做研究的同时,也要了解社会经济以及在工业和民生上的实际需求,不断开发新技术,与资本、企业等联手为社会发展提供有变革性价值的新产品,推动产业革命,形成光学产业的示范效应,持续推动新技术的应用,真正服务于社会民生福祉。


家国情怀,做工程科技国际合作交流的使者

推动中国、新加坡和世界各国的国际合作交流

悠悠游子情,拳拳报国心。虽然身居南洋,洪明辉始终感恩祖国和母校的栽培,坚持以“知无央、爱无疆”的科学无国界的宽广情怀拥抱人类命运共同体的科学进步,近年来一直积极致力于推动中国和新加坡两国光电技术研发、产业快速发展和影响力提升,主动推动中新两国的科技交流,并且作为纽带牵动了国内各单位的优势互补与合作。其中,以与中国科学院光电技术研究所(以下简称“光电所”)的合作为例,一方面,洪明辉积极响应《中华人民共和国和希腊共和国关于加强全面战略伙伴关系的联合声明》,主动牵线协调希腊研究技术基金会电子结构与激光研究所,促进其与光电所共建中希联合实验室,展开科研技术合作;另一方面,洪明辉还积极推动光电所与国际光学工程学会共同负责的国际先进光学制造与检测学术会议迈向新的国际化水平,吸引了来自全球科研机构、高等院校以及科技公司的近千名代表参会交流,促成了海外青年学者分论坛的举办。此外,为了帮助祖国和母校扩大学术影响力,洪明辉还牵头推动了第12届亚太近场光学国际会议由厦门大学主办。该会议每两年举办一次,聚集世界各地的纳米光学领域的顶尖科学家和青年研究人员,讨论前沿新思路、研究新方法,推动国际近场光学的研究与应用发展,为近场光学基础理论、工业应用以及多学科结合与发展提供了重要参考价值的学术成果。

推动期刊平台建设、知识共享和技术转化应用协同发展

为了响应“把优秀的科研成果发表在祖国大地上”的号召,早在2016年洪明辉便与光电所所长、中国工程院院士罗先刚教授共同策划创刊于1974年的老牌期刊《光电工程》改版工作,以期推动学术期刊品质朝国际化标准接轨,同时满足国内工程应用的交流需求。在此基础上,洪明辉进一步提出创办一本完全自主的英文国际期刊的目标,经过国家新闻出版总署答辩审批,2018年《光电进展(Opto-Electronic Advances,OEA)》英文刊正式出版。他受邀担任执行主编,主持光电期刊群的布局和战略发展,建设了一支由来自14个国家和地区、平均h因子超过40的30位优秀学者组成的顶级编委团队,以国际化标准来建设,积极扩展海外的宣传渠道,广泛开展合作、提高国际影响力。回忆起创刊历程,洪明辉笑着说:“申报期刊答辩时国家总署一位司长问我:你在国外,办一个新刊吃力又不讨好,为什么要做这么一件事?我当时的回答说,这是一种情怀,我在国内受的教育,国家和老师倾注心血培养我们,打下基础让我们有机会到国外了解国际规则和标准,因此我们碰到机会就要不假思索和义无反顾地感恩回馈。祖国的科研事业在蓬勃发展,作为海外华侨,我感到振奋,展望未来,我觉得自己可以在中新两国的科研体系交流做一些工作,比如学术期刊建设等方面。强大的科研体系,能够从根本和制度层面广泛促进专业技术人员的成长。”洪明辉希望,通过自己的点滴努力,能够让国内外优秀研究成果的知识产权合理地留在祖国大地,让国内的专业技术人员健康成长,并积极走向世界影响力的舞台。


厦园情结,最美好的爱情、亲情、恩情

一个成功男人的背后,总有一个默默支持他的女人。洪明辉感慨地提到,母校不仅在学业和职业上给予了他坚实的培养,也为他的美满爱情的开花结果灌浇甘露。青年时代的洪明辉对知识的渴求就如海绵对水分的吸收一样,常常沉浸于图书馆,这才与妻子邂逅许下了相守一生的承诺。洪明辉动情地说:“感恩这份缘分能到厦门大学学习和工作,并且还收获了今生挚爱。我不仅是厦大的孩子,还是厦大的女婿,与厦大的这份羁绊久久不能忘怀。”有了爱情强大的力量,洪明辉在“光”的道路上带着“爱拼才会赢”的闽南精神愈闯愈勇,远赴南洋的艰辛,在有远见的贤妻支持下,才能够潜心励志将开创性的研究做精做深,洪明辉常常感恩妻子无条件的支持,正是由于她的辛苦付出,才有洪明辉现在六口之家的事业和生活双丰收。

厦门大学领导到访新加坡参观洪明辉校友主持的世界顶级激光实验室

每当回忆起在母校从本科到研究生八年的教育,洪明辉总是充满了感恩之情,正是母校给予的多年培育,为他今后的职业生涯打下了坚实的基础,母校领导也曾多次到访新加坡参观他主持的世界顶级激光实验室,对他的工作和贡献给予了高度肯定。滴水之恩当涌泉相报,如今,洪明辉在新加坡国立大学所领导的研究中心已经成为了厦大师生的海外人才培养和人才引进基地,从访问学者、博士后,再到博士生、硕士生,因材施教,呕心沥血,近5年来已先后为母校培养和引荐了各层次、各方面人才十余名,接待来访师生百余人次。此外,洪明辉还曾在繁重的科研工作之余,主动请缨担任厦门大学新加坡校友会秘书长,在服务校友的同时,希望用自己的实际行动将感恩的种子播种在新生代厦大人的心里。

2018年9月厦门大学新生开学典礼上洪明辉院士应邀发言

回首来时路,洪明辉时常感慨,对比当年自己求学工作时的条件,厦门大学早已今非昔比,相信母校以这样的速度发展下去,一定会在追逐世界一流大学的道路上稳步向前。对于校友助力母校百年伟业和争创一流新征程,洪明辉感言,大学和校友是一个相辅相成的体系,大学培养人才,人才反哺大学。大学孕育的文化内涵滋养了校友事业发展,校友进步发展,尤其是其能否在社会发展中发挥关键作用,反过来也在很大程度影响着母校在各领域、各层次、各地区的知名度和影响力。作为一所百年名校,厦门大学桃李遍天下,希望厦大人能够勇挑重任,在母校的发展过程中承担更大责任、发挥更大作用。


【原音回放】“世界正面临着百年未有的大变局,是机遇或是挑战值得我们厦大人深刻思索。相信母校的教育一定能顺应历史的潮流,引领时代的风潮,继续弘扬嘉庚文化,不断培养出栋梁之才,续写南强辉煌。”

文 | 周锐,朱宇超,陈潋微,朱奕  图 | 受访者提供