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郭滨刚：谱写光子超材料薄膜的产业化传奇
作者：深圳市科技创新委员会 来源：深圳创业故事3 责任编辑：xiangwang 2024-07-01 人已围观
郭滨刚十分清晰自己的创业路径，按照既定的步骤，为了实现创业梦想，在最初的6年里他都在做一系列要素技术的研发，而且培养了一支能够将实验室成果量产的工程师队伍。创业初期的研发工作主要是集中于探索纳米尺度的光子晶体类超结构的实现方法和对该类型微观构造的特性表征，以及未来如何将该技术成功应用于光子精密调控和光半导体器件技术。他介绍：“我们2018年已在实验室里研制出了完全自主设计的全光二极管，下一步计划面向全光晶体管和全光逻辑器件的要素技术进行预研开发，未来可以用其实现全光计算架构的光子芯片，搭建起使用全光架构处理核心的新型计算机系统，当然，这还有很长的路要走。”
2021年，光科全息推出了一款梦幻般的“光子薄膜银幕”产品，从光子薄膜材料到完整产品形态，由光科全息团队基于自身知识产权的光子材料技术研发完成。同比其他传统银幕，光科全息研制的光子银幕除了展现出巨幕尺寸下的工艺成本优势外，还具有十分突出的光效领先技术优势：光子银幕实现了业界最高水平的max9.0级别的超高亮度系数；还能通过特殊微光学结构设计来实现影院级观赏的视野角度要求；光科全息的光子银幕的各项光学性能指标比代表现有世界最高技术水平的“终极银幕”的各项属性高出数倍，获得了业界权威机构的测试认可和签约合作。
为了践行“科技抗疫”，光科全息利用自身在微纳米材料的超构化设计领域的技术优势，研制出一种高密度有机阳离子型的超分子消毒材料。该超分子材料产品对冠状病毒、细菌、真菌和霉菌均具有99.99%以上的强大消杀效力，并具有无毒无刺激、安全稳定、无挥发等优点。经第三方专业机构测试后证实，光科全息的超分子消毒材料在喷后连续30天里可以对测试标志菌保有持久稳定的99.999%以上的极强杀菌效力。该消毒材料2021年成功通过了国家消毒产品备案，并被应用于全国多地公共场所的疫情防控消杀工作，如江西省赣州市章贡区疫情防控指挥部、深圳罗湖口岸、深圳边检武警支队等，展现出新材料企业面对疫情时的责任和担当。
凡是过往，皆为序章。2023年注定是不平凡的一年，因为从这一年起，光科全息将启动面向光子半导体材料的新阶段研发工作，从简单到复杂，从分离要素到复杂系统开发，一步步实现光科人的全光芯片梦想。
瞄准全光芯片技术进军
用光子来承载信息并实现信息的处理和调制具有远超过电子信息数个数量级的超高速度、超强抗干扰、并行处理、超大容量等突出优势，实现对光子加载信息的精准调制，意义非凡。
郭滨刚指出：“未来，CPU等芯片里承载信息和数据运算的不再是电子，而是光子，这种光子芯片的运算性能指标将比现有电子芯片提升多个数量级。光子计算机一直是世界各国科学界重点关注的前沿课题。”
作为一种具有光子禁带特性的光学超材料，光子晶体是当前世界各国新材料领域的重点研究方向之一，也是超结构光子材料的核心产业化目标，未来具有十分广泛的应用价值。光子晶体代表着光半导体材料产业的发展未来，使用光子晶体可以实现对光波和光场的精密调控，就像使用了魔法师的魔法棒一样可以让光子乖乖听话，从而助力信息产业推进到全新的光子信息时代。由此，光子晶体也被科学家们和产业专家们认为是一种新的“光半导体”或“未来半导体”的基础材料。参考电子半导体材料在信息产业方面的应用，人们推想可以通过光子晶体制造的光子半导体集成器件系统来精密调控光子从而实现光信息处理，比如，制造光子计算机。
郭滨刚对基于全光逻辑运算架构的光子芯片的未来十分看好：“光子芯片，是以光子代替电子作为信息的载体，将光信号传输、储存、逻辑运算和处理、传感等器件微型化，并集成到同一光子晶圆材料中，实现与电子芯片类似的各种信息处理功能。受制于摩尔定律，电子集成芯片的潜力已接近极限。与电子芯片相比，以光代替电作为信息载体，能进一步减少芯片能耗，大幅增加信息的并行传输容量和效率，显著提升芯片运算处理速度，以及改善信息存储密度等，是一项面向未来的颠覆性、战略性和前瞻性技术。”
长期以来，国内半导体工业被发达国家“卡脖子”，高端芯片器件严重依赖进口，自给能力有限。因此，发展全新技术路线的光子芯片，实现换道发展和弯道超车是国家发展半导体产业和新一代信息技术产业的重大战略需求。光科全息以发展面向未来的光子芯片材料技术为目标，对全光晶体管、光子晶体逻辑器件开展了大量前沿基础研究。郭滨刚指出，之前对基于光子晶体的器件结构的仿真模拟，已经证实了光子晶体材料对集成光路调制的可行性，现阶段要利用光科全息建立的校企产研合作平台，加工制作出具有特殊结构设计的光子晶体微型器件，测试并优化器件性能，利用开发出的全光二极管及全光晶体管基础器件，尝试搭建起初级的逻辑运算光路，为未来光子芯片设计和光子器件集成技术夯实基础。同时，不断探索诸如光子晶体、自组装超分子等超材料在光学微腔、偏振光调控、生物医疗等方面的深入产业应用。
光子禁带材料的出现，使得信息处理技术的“全光子化”和光子器件的微型化与集成化成为可能，它可能在未来导致人类信息技术的再一次革命，其影响可能与当年电子半导体技术的集成电路的出现相提并论。郭滨刚正是看见了这一未来曙光，作为新时代的追梦人，他带领光科全息勇立潮头，踔厉奋进，积极为伟大祖国的腾飞做出新一代海归青年的贡献。
2021年，光科全息推出了一款梦幻般的“光子薄膜银幕”产品，从光子薄膜材料到完整产品形态，由光科全息团队基于自身知识产权的光子材料技术研发完成。同比其他传统银幕，光科全息研制的光子银幕除了展现出巨幕尺寸下的工艺成本优势外，还具有十分突出的光效领先技术优势：光子银幕实现了业界最高水平的max9.0级别的超高亮度系数；还能通过特殊微光学结构设计来实现影院级观赏的视野角度要求；光科全息的光子银幕的各项光学性能指标比代表现有世界最高技术水平的“终极银幕”的各项属性高出数倍，获得了业界权威机构的测试认可和签约合作。
为了践行“科技抗疫”，光科全息利用自身在微纳米材料的超构化设计领域的技术优势，研制出一种高密度有机阳离子型的超分子消毒材料。该超分子材料产品对冠状病毒、细菌、真菌和霉菌均具有99.99%以上的强大消杀效力，并具有无毒无刺激、安全稳定、无挥发等优点。经第三方专业机构测试后证实，光科全息的超分子消毒材料在喷后连续30天里可以对测试标志菌保有持久稳定的99.999%以上的极强杀菌效力。该消毒材料2021年成功通过了国家消毒产品备案，并被应用于全国多地公共场所的疫情防控消杀工作，如江西省赣州市章贡区疫情防控指挥部、深圳罗湖口岸、深圳边检武警支队等，展现出新材料企业面对疫情时的责任和担当。
凡是过往，皆为序章。2023年注定是不平凡的一年，因为从这一年起，光科全息将启动面向光子半导体材料的新阶段研发工作，从简单到复杂，从分离要素到复杂系统开发，一步步实现光科人的全光芯片梦想。
▲光科全息团建照
瞄准全光芯片技术进军
用光子来承载信息并实现信息的处理和调制具有远超过电子信息数个数量级的超高速度、超强抗干扰、并行处理、超大容量等突出优势，实现对光子加载信息的精准调制，意义非凡。
郭滨刚指出：“未来，CPU等芯片里承载信息和数据运算的不再是电子，而是光子，这种光子芯片的运算性能指标将比现有电子芯片提升多个数量级。光子计算机一直是世界各国科学界重点关注的前沿课题。”
作为一种具有光子禁带特性的光学超材料，光子晶体是当前世界各国新材料领域的重点研究方向之一，也是超结构光子材料的核心产业化目标，未来具有十分广泛的应用价值。光子晶体代表着光半导体材料产业的发展未来，使用光子晶体可以实现对光波和光场的精密调控，就像使用了魔法师的魔法棒一样可以让光子乖乖听话，从而助力信息产业推进到全新的光子信息时代。由此，光子晶体也被科学家们和产业专家们认为是一种新的“光半导体”或“未来半导体”的基础材料。参考电子半导体材料在信息产业方面的应用，人们推想可以通过光子晶体制造的光子半导体集成器件系统来精密调控光子从而实现光信息处理，比如，制造光子计算机。
郭滨刚对基于全光逻辑运算架构的光子芯片的未来十分看好：“光子芯片，是以光子代替电子作为信息的载体，将光信号传输、储存、逻辑运算和处理、传感等器件微型化，并集成到同一光子晶圆材料中，实现与电子芯片类似的各种信息处理功能。受制于摩尔定律，电子集成芯片的潜力已接近极限。与电子芯片相比，以光代替电作为信息载体，能进一步减少芯片能耗，大幅增加信息的并行传输容量和效率，显著提升芯片运算处理速度，以及改善信息存储密度等，是一项面向未来的颠覆性、战略性和前瞻性技术。”
长期以来，国内半导体工业被发达国家“卡脖子”，高端芯片器件严重依赖进口，自给能力有限。因此，发展全新技术路线的光子芯片，实现换道发展和弯道超车是国家发展半导体产业和新一代信息技术产业的重大战略需求。光科全息以发展面向未来的光子芯片材料技术为目标，对全光晶体管、光子晶体逻辑器件开展了大量前沿基础研究。郭滨刚指出，之前对基于光子晶体的器件结构的仿真模拟，已经证实了光子晶体材料对集成光路调制的可行性，现阶段要利用光科全息建立的校企产研合作平台，加工制作出具有特殊结构设计的光子晶体微型器件，测试并优化器件性能，利用开发出的全光二极管及全光晶体管基础器件，尝试搭建起初级的逻辑运算光路，为未来光子芯片设计和光子器件集成技术夯实基础。同时，不断探索诸如光子晶体、自组装超分子等超材料在光学微腔、偏振光调控、生物医疗等方面的深入产业应用。
光子禁带材料的出现，使得信息处理技术的“全光子化”和光子器件的微型化与集成化成为可能，它可能在未来导致人类信息技术的再一次革命，其影响可能与当年电子半导体技术的集成电路的出现相提并论。郭滨刚正是看见了这一未来曙光，作为新时代的追梦人，他带领光科全息勇立潮头，踔厉奋进，积极为伟大祖国的腾飞做出新一代海归青年的贡献。
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