中国科学院上海光学精密机械研究所（简称上海光机所）于1964年5月成立，是我国建立最早、规模最大的激光专业研究所。现有职工800多人，正副高级科技人员200多人，在读研究生450多人。研究所先后有8位科技专家当选为中国科学院和中国工程院院士。建所45年来，研究所取得了812项科技成果，其中获国家级奖励44项、省部级奖励250余项。
1999年5月，上海光机所成为首批进入知识创新工程试点研究所之一。在知识创新工程的支持与推动下，研究所抓住这一历史机遇，谋创新，促发展，研究所进入了一个全新、快速的发展时期。实施知识创新工程10年来，科技创新、体制机制改革、人才队伍建设、园区建设等方面的工作都取得了重大进展。10年，人类历史长河一瞬间，而在上海光机所，其面貌已悄然发生了改变！
凝练发展战略目标
确立科技创新布局
10年来，研究所领导班子始终把研究所的发展战略研究放在十分重要的位置，坚持面向世界科学前沿和国家重大需求，不断凝练科技目标。
上海光机所围绕现代光学、激光与光电子科学技术领域，从满足国家战略需求和把握科技发展前沿的高度，在领域前沿、战略高技术创新和促进高技术产业化三个层面上，瞄准国家重大需求，把握世界科学前沿的发展趋势，不断凝练科技创新目标，明晰研究所的发展战略。研究所基本确立了围绕三大学科及其交叉前沿，从三个层次来纵深部署未来发展的战略重点，形成了三个战略高技术重大方向，一个工程技术支撑平台和一个基础研究基地的基本发展格局。
在强激光技术和强场激光物理领域，上海光机所始终坚持面向国家需求，紧紧抓住历史发展机遇，努力开拓科学前沿领域，保持了研究所在该领域的国际先进地位。建立了可用于惯性约束聚变研究和前沿与交叉科学研究的综合性研究平台，取得一批重大创新成果，为国家相关重大战略目标的实现作出了“三性”贡献。
在空间激光与时频技术方面，上海光机所超前规划部署，精心组织协调，搭建所级平台，在空间激光器研制方面获得重大突破，在空间原子钟研制中取得重要进展。特别是在长期从事全固态激光技术研究的基础上，研究所抓住了我国实施空间主动探测的发展机遇，在嫦娥工程的推动下，集全所之力，成功地使“中国激光”首次在太空遨游。
在激光与光电子材料方面，研究所取得了系列国际领先和先进水平的基础研究与应用研究成果；在量子光学、信息光学，激光与光电子器件等领域，实现以点带面的突破，达到国际先进水平。
近几年的实践证明，研究领域布局渐趋合理，科技创新已取得重要的实质性进展。
创新能力大大提升
科技创新成果显著
实施知识创新工程10年来，研究所紧密围绕中长期发展战略，在全所科技人员的努力下，创新能力大大增强，并在强激光技术、空间激光与时频信息技术、激光单元技术、现代光学与光电子学基础研究等方面取得一系列重大科技创新成果。
——强激光技术领域
上海光机所研制成功国内首台千焦耳级（103J）大型高功率激光系统——神光Ⅱ装置和首个拍瓦级（1015W）超短脉冲超强功率激光实验系统，为我国高功率激光技术的发展作出了突出贡献，并为我国聚变能源物理研究以及基础科学、交叉前沿科学的创新发展提供了极端物理条件的高水平科学试验平台。10年来，研究所在该领域取得的系列重大成果，为国家相关重大科研计划项目的立项奠定了重要的研究基础。
神光II激光装置性能达到国际先进水平。上海光机所自1964年成立后，即围绕研制高功率激光装置这个目标，开展了一系列艰苦的探索。1969年建成皮瓦级（109 W）钕玻璃行波放大激光系统。1985年6月建成“神光I装置”。1994年开始研制“神光Ⅱ装置”。1998年开始的知识创新工程，大大促进了“神光Ⅱ装置”的研制工作。“神光Ⅱ装置”在空间排布成8路激光放大链，每路激光放大链终端输出激光净口径Ф230 mm，具有两种脉宽（1ns，100ps），三种波长（1.053 μm，0.53 μm，0.35 μm）的输出能力，装置终端输出能量达6 kJ/1 ns（1.053 μm波长）。科研人员在研制过程中独立自主地解决了一系列技术难题，创新集成了15项单元新技术。神光Ⅱ项目实现了我国惯性约束聚变激光驱动器发展史上质的重大跨越，使我国跨入了能独立研制当代国际最先进的高功率固体激光驱动器的行列。2003年，“神光Ⅱ装置”获中国科学院杰出成就奖，2005年获国家科技进步奖二等奖。
“神光II装置精密化”项目达到国际先进水平。2002年，研究所开始研制与“神光Ⅱ装置”配套的多功能第九路激光装置（“神光II装置精密化”项目），2005年建成并投入运行。第九路激光装置不仅在末级输出口径达到350 mm，输出通量也达到了3.2 J/cm2/3 ns（3倍频），在物理实验中发挥了重要作用。这是我国首次开展的驱动器精密化研究项目，项目技术指标达到国际同类技术的先进水平。该项成果2007年获得部委级科技进步一等奖。
基于光学参量啁啾脉冲放大（OPCPA）新原理的小型化超强超短激光的基础研究与总体集成方面取得了重大进展。创新一期以来，上海光机所先后成功建成了一系列达到国际一流水平的小型化超强超短激光装置，特别是在基于OPCPA新原理的小型化超短超强激光系统的基础研究、关键单元技术与总体集成等方面，取得具有自主知识产权和国际领先水平的系列重大创新成果。上海光机所在国际上首次建成基于OPCPA新原理的小型化10太瓦（1013W）级超短超强激光装置，获得激光峰值输出功率最高（16.7 TW）且对应脉冲宽度最短（120 fs）的当时国际最高水平的总体结果。被国际同行评价为“十年来国际OPCPA研究领域中最杰出的实验成就”。该项研究成果获得2004年度国家科技进步奖一等奖。
近年来，基于有效抑制寄生激射与高阶色散修正等创新技术，研制成功达到世界同类装置最高峰值功率与最短脉宽的飞秒拍瓦级钛宝石超强超短激光系统。
上海光机所发展了一系列相关的实验测试创新技术，建成了具有国际一流水平的强场激光物理实验研究基地。利用上述先进的实验基地条件，实验与理论研究紧密结合，开展了系统的超强超短激光与重要形态物质的相互作用以及相关的高技术与交叉学科研究，揭示了强场、超快等极端物理条件下的新现象和新规律，建立了相关的新概念与新理论，取得了具有重要国际影响的研究成果，也促进了相关高技术与交叉学科领域的发展，在国际学术界占有重要的一席之地。
——空间激光与时频信息技术领域
研究所圆满完成“嫦娥一号”激光高度计激光器研制任务，在空间原子钟、量子成像、星间激光通讯、光纤激光器等研究方向取得突破性成果。
“嫦娥一号”激光高度计激光器项目取得圆满成功。在探月工程中，上海光机所负责“嫦娥一号”卫星有效载荷激光高度计的核心技术——激光器及其电子学的研制任务。该载荷成功在轨运行一年多，激光器的工作可靠性得到充分实际验证。“嫦娥一号激光高度计激光器”研制成功具有里程碑的意义，它不仅代表我国第一套具有自主知识产权星载激光器的研制成功，也拓展了国产空间全固态激光器的应用，并为我国培养了一支稳定的、团结协作的空间激光器研发队伍。目前，上海光机所在月球探测、载人航天领域有多项在研任务，发展势头良好。
原子钟研究取得系列进展。场移式空间冷原子钟新方案、空间原子钟地面实验、相干原子钟研究等均取得重要进展，证明了相干存储原子钟基本物理思想的正确性。2008年，在国内首次实现脉冲光抽运型原子钟（POP原子钟）的原理性运转。POP型原子钟是消除光频移和提高原子钟性能的优秀方案，具有重大的应用价值。2008年，利用国产的高反射率陶瓷积分球（反射率98%）首次在国内实现了积分球冷却气体原子。
国际上率先开展量子成像技术相关应用研究。2008年，上海光机所在国际上首次实现了在散射介质中的量子成像，成像分辨率比直接成像大大提高，证明了量子成像在生物光学成像领域具有很好的应用前景。国际上率先开展了量子成像技术应用于卫星遥感、生物光学成像及X射线衍射成像等领域的研究。
星间激光通信和光折变三维光学集成研究取得多项创新成果。在国内首先提出同步建立空间激光通信系统检测和验证的构想和实现方案，并取得了多项创新性科研成果。国际上首次提出利用光折变晶体的多种效应在单块晶体中集成多功能的三维电光器件，着力发展光通信和光互连中的关键器件和光折变全息存储关键技术。
高功率光纤激光技术取得多项突破。成功获得单光纤突破1700W激光输出，达到国内最高水平。采用四束光纤激光构成二维阵列通过共用外腔技术，成功实现了四束二维光纤激光器阵列的位相锁定，获得了26 W的相干耦合激光输出。该成果在工业领域有非常重要的应用前景，具有潜在的巨大市场，并有望在小型化光纤激光器的产业化方面首先获得应用。
——激光单元技术领域
研究所在高功率激光玻璃、大功率脉冲氙灯、激光晶体、高强度激光薄膜等方向充分发挥了导向性材料基础研究的引领作用和支撑配套作用，在我国神光系列高功率激光装置的建设过程中起到了难以替代的作用。
激光玻璃研制工作取得一系列成果。在国内首次研制成功Ф400 mm大口径N31激光钕玻璃、Ф210 mm大口径旋光玻璃；基本定型了一种低n2、高受激发射截面的钕玻璃，建立了钕玻璃连续熔炼实验线，钕玻璃质量全面提升；在国内开创了特种稀土掺杂光纤的研制，并取得了一系列研究成果；超宽带光放大材料领域研究取得进展，受到了国内外的广泛重视。
新型大功率脉冲氙灯研制取得重要进展。创新发展了大功率脉冲氙灯的2项核心技术，基本实现了大功率脉冲氙灯“零击穿”、“零爆炸”的国际先进技术指标，获得了2004年度上海市发明创造专利奖一等奖、上海市科学技术进步奖二等奖。“特大口径高功率脉冲氙灯的研制”在2005年取得突破性进展，研制的Ф48 mm×1930 mm特大口径高功率脉冲氙灯，各项指标均达到技术要求，增创了价值几千万元的经济效益，填补了国内的技术空白。“脉冲氙灯及其制备方法”发明获得了2006年中国专利金奖。
新型超快激光晶体研究取得重大成果。采用具有自主知识产权的导向温度梯度法生长出国际上最高掺钛浓度、高峰值吸收系数的优质Ti:Al2O3晶体，应用于小型化CPA掺钛蓝宝石激光装置，获得120 TW/36 fs输出；首次提出Cr4+,Yb3+ :Y3Al5O12自调制激光晶体，先后实现Yb:YAG晶体的Cr4+:YAG被动调Q激光输出：350 ns，20 kHz，Cr4+和Yb:YAG自调Q激光输出：400 ns，300 kHz，在国际上形成“自调制激光材料”学科新分支；生长出直径2英寸高质量完整透明的铝酸锂（LiAlO2）晶体，晶体成品率高，尺寸和质量达到实用化要求。“大尺寸优质蓝宝石晶体研制”获得2001年度上海市科技进步奖一等奖、2003年度国家科技进步奖二等奖，“掺镱和四价铬离子激光晶体的研究及应用”获得2004年度上海市科技进步奖一等奖。
高强度激光薄膜研究取得新突破。激光薄膜损伤阈值和面形变化控制技术两大核心技术难题均有新的突破。近十年来，采取由工艺全流程细分攻关、相关工艺合成到工艺集成的技术路线，结合平台建设与检测技术的进步，米级口径的激光薄膜光学性能得到大幅度提升。元件抗激光损伤阈值在基频波长下能够稳定达到20 J/cm2（5ns脉宽）；面形精度稳定达到峰谷值变化小于十分之一波长（峰谷值小于1/2）的供货水平。神光系列激光装置的稳定运行证明这些米级激光薄膜元件的可靠性。
——现代光学与光电子学基础研究领域
研究所不断强化已有基础研究实力，逐步形成国内具有显著特色和优势的现代光学与光电子学基础研究、学科前沿及交叉科学研究基地。
可调谐中红外新波段强场相互作用新物理、新效应的前沿探索研究取得重要创新成果。实验中发现了中红外新波段（例如，2000 nm波长）强光场中，原子的阈上电离电子能谱在低能端出现了令人惊异的峰状（甚至双峰）新结构。首次观察到了长短路径干涉引起的高次谐波光谱中轴向的高对比度的精细条纹结构。首次在实验中观察到了红外飞秒强场激光脉冲在空气中成丝过程形成的在基频光、三次谐波及五次谐波波段的非线性X波。
突破飞秒壁垒的阿秒相干光源新原理、新方案研究取得突出创新成果。首次提出并实验验证了利用相对相位与强度精密操控的双色激光合成场产生单个短于100阿秒的XUV光脉冲的新原理。首次提出了基于驱动激光场控制的色散特性来动态补偿阿秒脉冲固有啁啾的新方法。第一次在实验上实现了对阿秒脉冲负啁啾的补偿并获得了近变换极限的阿秒脉冲，被高度评价为“为阿秒相干控制创造了新机遇，标志了在实现阿秒光源完全控制的道路上前进了一步”。
在台式化激光核聚变和高亮度中子源产生，相对论性强场中高能电子与质子加速，激光核聚变快点火基础物理等前沿研究中取得系列创新性研究进展与成果。
全光诱导光功能微结构研究取得多项原创性成果。在强场诱导材料内部三维光功能微结构研究中，发现了基于飞秒激光与物质非线性相互作用的多种新现象，取得了多项原创性的研究成果，在国际上产生了重要影响。多篇研究论文被著名科学杂志Nature的Materials Update、Science Update，著名激光与光电子综合性刊物Laser Focus World的World News等反映国际最新研究进展的重要栏目作专栏介绍。相关研究成果荣获了日本陶瓷学会仓田奖等国际学术奖励。
玻色—爱因斯坦凝聚研究取得突破。2003年3月，上海光机所第一次在中国采用自主创新技术，在稀薄气体中实现玻色—爱因斯坦凝聚（BEC），观察到原子云的双速度分布现象，证明发生了BEC相变，相变温度为220 nK，凝聚原子数为5×105个原子，使我国成为世界上第十一个拥有BEC的国家。诺贝尔物理学奖获得者维曼教授指出：在任何一个实验室，实现玻色—爱因斯坦凝聚都是一场挑战。2008年，上海光机所又实现了我国第一个原子芯片上的玻色—爱因斯坦凝聚体（BEC），使中国成为是亚洲第二个实现芯片BEC的国家，该成果是冷原子研究和量子信息存储技术研究的重大标志性进展。
多维微光学研究取得重要创新成果。国际上首次完成了双层计算机全息图和圆环型Damman光栅，在Talbot效应研究中取得系统性创新成果。在著名的美国光学学会综合性学术期刊Optics and Photonics News发表了综述文章（Feature Article），这是国内光学界第一次在Optics and Photonics News发表综述论文。
成功研制出红光高清NVD-12母盘和盘片。红光DVD光盘（单层）容量从目前的4.7G提高到6G，达到双层容量12G，对于推进我国具有自主知识产权的红光高清光存储技术的发展具有重要意义。
此外，在飞秒激光在金属薄膜上直写形成计算全息图方面取得多项进展；国内首次研制成功原子芯片微型磁阱捕获冷原子；结直肠癌的单细胞俘获和拉曼光谱检测取得重要进展；第一次实验验证了超光速脉冲前沿携带的量子信息传播速度不超光速，是以真空光速C传播。
整合所内科研资源
组建科技创新平台
近几年来，研究所围绕中国科学院创新三期目标，对研究室的组织机构进行了整合，组建院级、所级科研平台，各项工作取得较大进展。
建成“高功率激光元器件工程中心”。根据中科院提出的“加强工程技术任务的管理，提升完成国家重点工程任务能力”的建议，研究所2007年组建了“高功率激光元器件工程中心”。该中心已成为国内领先的高功率单元元器件生产和核心研发基地，能够满足神光Ⅲ主机装置以及其他大型高功率激光装置对单元器件的需求。
组建“空间激光及时频技术研发中心”。该中心于2005年成立，整合了所内相关资源，瞄准空间激光信息传递与获取新技术、空间时频信息新技术、空间激光新技术等方向，在承担空间领域的项目上取得突出成绩。研究所依托这一平台适时进行关键技术攻关和技术储备，进一步增强了发展后劲。
2008年底，中科院强激光材料科学与技术重点实验室、空间激光通信及检验技术重点实验室相继获批成立，这将进一步加强研究所在强激光材料应用基础研究，促进研究所在空间激光通信及空间激光新技术的发展，为相关领域的优势整合、持续发展提供强有力支撑。
注重创新人才培养
完成队伍代际转移
科技创新，人才培养是关键。10年来，研究所始终把人才队伍建设作为创新发展的头等大事。随着创新工程的不断深入，科研队伍结构明显优化，优秀人才不断涌现，人员素质普遍提高。
2008年，科技创新队伍中研究员的平均年龄由1999年的51岁下降到45岁；35岁以下专业技术人员占创新队伍的比例由1999年的39％上升到2008年的51.2％；45岁以下专业技术人员的比例由1999年的60％上升到2008年的80.6％。近几年来，20多位年轻的科技骨干走上研究室主任、副主任岗位；10个研究室现任主任平均年龄为44岁，绝大部分具有博士学位。通过近几年来的队伍结构调整，研究所已经顺利完成科技队伍的代际转移。
立足科技创新实践，培养优秀领军人才。研究所非常注意在科研实践中培养、锻炼人才。即使是引进人才，也有意识地让他们在承担重大项目的过程中锻炼、培养。近几年来，研究所在科技创新过程中造就了一批优秀科技领军人才，形成了科技创新与人才培养相互促进的良好局面。几年来，上海光机所聘任了20多位青年科技人才为创新项目责任人，45岁以下的项目（课题）负责人由2000年的极少数增加到2008年的81人，有6位年轻科技专家被聘为国家相关重大专项的专家组成员，有7位年轻科技专家被聘为国家“863”计划专家组组长、副组长或成员。
搭建用人舞台，实现管理队伍代际转移。通过压担子、赋实权，参与部门管理，放手把优秀青年管理人才推到机关部门领导岗位。目前，机关管理部门45岁以下处级干部的比例由1999年的17.6％上升到2008年的71.4％，中青年管理骨干已经挑起了机关管理工作的重担。
营造良好环境氛围，凝聚科技人才。10年来，研究所园区面貌的改变、实验室硬件的优化、工作人员的办公条件改善，为凝聚人才创造了良好的环境；经国家注册推介的研究所标识，成为吸引人才的符号；行为规范和不断完善的制度建设，构建了有利于人才施展才华的重要保障；从2003年起，研究所不断出台、完善人才奖励政策，营造了稳定优秀人才的政策氛围。
注重培养质量，确保研究生茁壮成长。10年来全所研究生招收规模稳步增长，在学研究生从1999年的48人发展到2008年的423人（其中博士生232人，硕士生191人），在学研究生总数比1999年扩大8.8倍。上海光机所的研究生教育学科建设在国内优势显著，在2002年首次全国一级学科整体水平评估中，物理学在该一级学科中排名第五；在2003年全国一级学科整体水平评估中，光学工程在该一级学科中排名第二。10年来，研究所培养的大批高质量的研究生已遍布国内外著名高校、研究所、公司，绝大部分已成为这些单位的骨干。
回顾历史，展望未来。上海光机所的广大科技人员将牢记自己的历史使命，传承老一辈科学家的光荣传统，锐意创新、开拓进取，努力创造无愧于时代的辉煌业绩，为我国的科技进步、经济发展和国家安全作出新的更大的贡献。（《科学时报》 2009年10月16日）
