国庆中秋长假期间,上海理工大学光电信息与计算机工程学院的一间实验室里,副教授杨康文与团队成员正全神贯注地调试一台飞秒激光设备。他们手中的光纤纤芯直径仅10微米,比人类发丝还要纤细,却承载着国产高端医疗仪器研发的关键突破。
“超快激光技术本世纪已三次斩获诺贝尔物理学奖,我们希望让它早日走进更多医疗场景。”杨康文说,团队研发的飞秒激光设备,正为国产高端医疗装备注入新动能。这项成果曾获上海市技术发明奖一等奖,标志着我国在该领域从依赖进口到自主创新的跨越。
传统进口固体激光器堪称“娇客”——体积庞大、价格昂贵,动辄上百万元,且对使用环境极为苛刻。杨康文解释,这类设备必须在恒温、恒湿、超净间的隔震光学平台上运行,温度、湿度或震动稍有变化,晶体光学特性、镜片空间位置就会改变,导致性能下降甚至无法出光。“过去,这类设备连走出实验室都困难。”
杨康文团队研发的光纤激光设备,彻底破解了这一难题。其体积仅为传统设备的十分之一,成本降至同类进口产品的一半,更能在10℃至50℃的宽温范围内稳定工作。“运输颠簸也不会影响精度。”他介绍,这项突破在精准医疗诊断中潜力巨大。例如,恶性肿瘤诊断的“金标准”是切片染色病理检测,术后出报告需数天,术中冷冻检测也要半小时。而利用团队设备产生的彩色飞秒激光,无需标记细胞,医生就能直接观察细胞核形态,癌变趋势一目了然,检测流程大幅缩短。
目前,杨康文正与复旦大学团队合作开发无标记快速病理检测仪器。他透露,随着飞秒激光与人工智能、多模态成像等技术深度融合,未来有望在手术中实时区分癌细胞与正常细胞边缘,帮助医生更精准判断肿瘤切除范围。
这个假期,杨康文不仅忙于实验,还带领学生与香港大学团队合作推进流动细胞成像研究。“就像给细胞装了一台‘光学相机’。”他解释,团队设备每秒可为2万个高速流动的细胞“拍照”,且每张照片都清晰可见。学生在合作中逐渐掌握了以需求为导向的科研思路。
杨康文的实验室有10名研究生,但他更愿意称学生为“伙伴”。他提出“三有”育人理念——有氛围、有成果、有发展。“00后学生潜力大、主见强,平等沟通才能激发内生动力。”他说,实验室里常有学生从早9点忙到晚9点,“他们自己对成果有期待,才能做出更好的成绩。”
这份育人初心,源于杨康文自身的成长经历。他的博士后导师、中国工程院院士庄松林教授,虽已年过八旬,仍事无巨细地关心学生。前年杨康文赴香港访学时,导师还帮他联系当地朋友、操心租房等琐事。“老师把我往前推,我也得尽力托举学生。”如今,他培养的学生中,有的在上海微电子研发光刻机,有的进入上海联影开发医疗器械。“飞秒激光在半导体、医疗、新材料加工领域前景广阔,学生能成行业骨干,就是我最骄傲的成果。”