深耕一線譜新篇｜上海理工大學楊康文：用飛秒激光“點亮”國產裝備

長假期間，楊康文留守實驗室，和團隊成員加緊調試飛秒激光設備。 本報記者 儲舒婷攝

今年國慶中秋假期，在上海理工大學光電信息與計算機工程學院一間實驗室裏，副教授楊康文正和團隊成員一起加緊調試飛秒激光設備，實驗幾乎沒有停過。過程中使用的光纖纖芯僅10微米，比頭髮絲還細，承載着國產高端醫療儀器研發的關鍵突破的希望。

超快激光相關成果本世紀以來已經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早日走入更多醫療應用場景。他說：“希望實驗儘早完成，我們可以早日用飛秒激光‘點亮’國產高端醫療裝備。”

啃下穩定性硬骨頭，讓高端儀器走出超淨間

因爲高精度、高效率等特性，飛秒激光成爲推動精密加工、醫學成像等應用的關鍵技術之一。就在一個多月前，楊康文參與自主研發的“高穩定、高精度、高效率飛秒激光關鍵技術及裝備研製”，捧回了上海市技術發明獎一等獎。曾經依靠進口的“嬌客”，如今成爲普通實驗室、半導體工廠和大型變電站的實用工具。

“傳統的進口固體激光器‘塊頭大’，價格動輒上百萬元，使用環境也極爲苛刻，必須在恆溫、恆溼、超淨間的隔震光學平臺上運行。”楊康文坦言，一旦環境溫度、溼度變化或者發生震動，傳統固體激光器裏的晶體光學特性、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，因此傳統固體超快激光器連“走出”實驗室都很困難。

楊康文研發的光纖激光設備，破解了光源穩定性的難題：體積僅爲傳統設備的十分之一，成本降至同類進口產品的一半，更能在10℃至50℃的範圍裏穩定工作，“哪怕運輸路上顛簸，設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療診斷上非常有應用潛力。目前，惡性腫瘤診斷的“金標準”是切片染色的病理檢測，術後出報告通常要等幾天，即便術中冷凍檢測也得等半小時。利用楊康文團隊研發設備產生的彩色飛秒激光，無需給細胞做標記，醫生就能看清細胞核的形態，“‘光源’照亮細胞內部後，細胞核過大、佔位異常等癌變趨勢一目瞭然，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無標記快速病理檢測儀器。

而且，隨着與人工智能、多模態成像等技術深度融合，飛秒激光將在精準醫療、個性化治療方向持續突破。楊康文告訴記者，他們研發的飛秒激光有望用在手術中，讓癌細胞和正常細胞的邊緣更加清晰，讓醫生在術中更精準判斷腫瘤切除範圍。

“三有”育人，教會學生研究跟着需求走

這個假期，除了實驗停不下來，楊康文還帶着學生和香港大學團隊合作推進流動細胞成像研究，用於疾病早期檢查。“這就好像給細胞裝了臺‘光學相機’。”他解釋道，“用我們的飛秒激光設備，每秒能給2萬個高速流動的細胞‘拍照’，並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爲導向的科研思路。”

楊康文的實驗室現有10名研究生，但是相較傳統的師生關係，他和學生更像“夥伴”。事實上，他也總稱學生是“夥伴”，甚至還和這些00後相約“三有”——有氛圍、有成果、有發展。

楊康文說，作爲老師，最需要做的是讓每個畢業生都有發展前途。現在的00後都很有潛力，也非常有主見，平等溝通的氛圍才能激發學生內生動力，也是大家共同做好研究工作的基礎。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，產出真成果。楊康文說，實驗室裏常有學生早上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歷。他的博士後導師是上海理工大學教授、中國工程院院士莊松林。“雖然我已經有學生了，但是前年我去香港訪學時，老師還事無鉅細地幫我聯繫當地朋友，操心我的租房等生活瑣事。老師過80歲生日時，還特意和我們學生一起分蛋糕。”

“老師把我往前推，我也得盡力託舉學生。”如今，楊康文培養的學生中，有的在上海微電子研發光刻機，有的進入上海聯影開發醫療器械，“飛秒激光在半導體、醫療、新材料加工領域都有大前景，學生能成行業骨幹，就是我最驕傲的成果。”