文／本刊記者 王 郁

全息技術(shù)是利用干涉原理將物光波以干涉條紋的形式記錄下來，再通過衍射效應(yīng)再現(xiàn)原始光波而記錄物體真實的三維圖像的技術(shù)。激光是制作全息圖最理想的光源，隨著激光技術(shù)的發(fā)展，全息技術(shù)在全息干涉計量、全息顯微、信息存儲等方面有著重要的作用。

我國激光全息技術(shù)的飛速發(fā)展是從上世紀八十年代中期開始的，而這項技術(shù)的發(fā)展離不開一個人的推動，他就是廈門大學物理系博士生導(dǎo)師劉守教授。

科研人生 上下求索

出生于1948年11月的劉守，生在新中國，長在紅旗下，從小就有著科研報國的理想。1976年從廈門大學半導(dǎo)體專業(yè)畢業(yè)后，被分配到武漢郵電科學研究院擔任科研人員，后來到福建師范大學物理系任講師，期間曾于北京郵電學院助教研究生班學習。1986年作為訪問學者到丹麥技術(shù)大學物理系，在吉爾吉斯斯坦共和國科學院院士徐大雄教授指導(dǎo)下從事激光全息術(shù)的研究及應(yīng)用工作，從此，他便與激光全息技術(shù)結(jié)下不解之緣。

上世紀80年代末90年代初，劉守在導(dǎo)師徐大熊院士的指導(dǎo)下，完成了《激光模壓全息技術(shù)及其應(yīng)用》項目，使其在“無油墨印刷包裝材料”、“防偽標識”等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用?？萍既請蟮让襟w進行了報道。

1987年，當劉守偶然聽說我國激光科研機構(gòu)上百個，但很多激光科研成果獲獎后卻無法得到生產(chǎn)力轉(zhuǎn)化時，他毅然選擇了回國，希望用自己豐富的知識和開闊的國際視野為祖國激光科研的發(fā)展貢獻一份力量。他首先受聘于青島琪美圖象有限公司，任高級工程師，這也是青島創(chuàng)辦的國內(nèi)第一家生產(chǎn)激光全息圖像的企業(yè)，在這里，他帶領(lǐng)科研團隊將激光全息圖像應(yīng)用于防偽領(lǐng)域和激光彩虹燈等領(lǐng)域，首次為公安部制作了海南、深圳、廈門等經(jīng)濟特區(qū)居民身份證的全息防偽標識及一些名牌產(chǎn)品的標識，使該技術(shù)逐漸實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，同時也促使模壓全息術(shù)的飛速發(fā)展。

1992年，劉守受聘母校廈門大學物理系，擔任副研究員，并牽頭組建具有國內(nèi)一流水平的激光全息實驗室，先后提出了一系列突破性的新技術(shù)和方法，如“加密碼全息防偽標識的研制”，“閃耀彩虹全息術(shù)”，“光莫爾技術(shù)在防偽中的應(yīng)用”等，其中，他為冠華公司和中國食品工業(yè)協(xié)會研制的國家名優(yōu)酒加密防偽標識全息圖，以其高超優(yōu)異的設(shè)計和質(zhì)量獲得1993年國際全息包裝印刷會議防偽標識全息圖優(yōu)秀設(shè)計和研制金獎，也是該次會議唯一的金獎，為國家爭得榮譽。這之后，他又與張向蘇副研究員合作，將光電領(lǐng)域中的莫爾技術(shù)與激光模壓全息技術(shù)相結(jié)合，研制出計算機光莫爾防偽標識，填補了國內(nèi)空白，該技術(shù)技術(shù)含量高，極難仿制，市場前景廣闊。

1996年，劉守晉升為教授、博士生導(dǎo)師，他在光全息技術(shù)及應(yīng)用方面的研究領(lǐng)域也不斷拓展，其研究方向主要包括：全息微型透鏡、全息顯示技術(shù)、全息防偽技術(shù)、全息光子晶體技術(shù)、全息光學元件等。到目前為止已經(jīng)在國內(nèi)外權(quán)威期刊發(fā)表論文130余篇，參與《實用全息攝影術(shù)》的編著。獲得專利項目33項，而目前，他研究的“激光全息瞄準器”也正在等待鑒定中。在教學方面，除了本科生課程外，還先后培養(yǎng)了20多位碩士、博士生。這些畢業(yè)的研究生，今天有的已是教授、副教授；部分是華為的技術(shù)骨干。在籌備、審核廈大進入“211”、“985”期間，正如前校長陳傳鴻所說：劉守為物理學科建設(shè)打下了“半壁江山”。

上個世紀90年代末21世紀初，劉守帶領(lǐng)碩士、博士專門從事《光全息術(shù)的研究》，完成了“用全息元件制作大面積光子晶體技術(shù)”，并在“微結(jié)構(gòu)制作”、“提高LED發(fā)光效率”、“激發(fā)等離極子”等方面得到應(yīng)用。

多年來，劉守的付出得到了國家和社會的認可，其科研成果先后獲得福建省科學成果三等獎，福建省科學技術(shù)進步三等獎，國家教委科學技術(shù)進步三等獎等榮譽，“彩虹全息新技術(shù)及其應(yīng)用”被定為“九五”國家科技成果重點推廣項目，充分展示了其科研項目的創(chuàng)新性。

快速準確 全息瞄準

2006年，劉守開始“激光全息瞄準器”項目研究。實際上，這項技術(shù)美國早在實戰(zhàn)中應(yīng)用，而且擁有了多項專利。劉守的研究走出了自己的路，從光學系統(tǒng)結(jié)構(gòu)到技術(shù)性能和成本都優(yōu)于美國產(chǎn)品，目前在軍工廠已投入生產(chǎn)。

激光全息瞄準器以其捕抓目標快速，準確，操作簡單，隱蔽性好，并且有在惡劣環(huán)境下發(fā)揮可靠作用等功能，目前備受軍方關(guān)注。

眾所周知，在軍事領(lǐng)域，瞄準器具是必不可少的工具，因此，尋找具有快速、精確、隱蔽性好得瞄準器，一直是研究人員追求的目標。激光全息瞄準鏡作為一種新型的高科技輕武器瞄準鏡，具有獨特的特點，非常適用于短兵相接的城市巷戰(zhàn)和野外近距離作戰(zhàn)，使用機械瞄具和普通光學瞄準鏡，只能進行單眼瞄準，必然會影響射手對環(huán)境的觀察，而使用全息瞄準鏡可以實現(xiàn)雙眼全視場快速瞄準，極大地提高先敵射擊的能力，方便搶奪短兵對抗的先機。

近十多年來，激光全息瞄準鏡是美軍、以色列和其他北約軍隊士兵槍械的標配瞄具，發(fā)達國家的警察和自衛(wèi)部隊也早已大量裝備，在伊拉克和阿富汗戰(zhàn)場上，隨處可見北約士兵使用全息瞄準鏡?？梢姡す馊⒚闇淑R在戰(zhàn)爭中已經(jīng)得到普遍應(yīng)用。

作為激光全息術(shù)研究領(lǐng)域的領(lǐng)軍人物，劉守發(fā)現(xiàn)，美國制造的全息瞄準器雖然具有圖像清晰、視覺感好，冗余度高，視覺與觀察位置無關(guān)等優(yōu)點，但價格非常昂貴。為了降低激光全息瞄準鏡的成本，他不斷開拓新的思路，從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)入手，保持全息瞄準鏡的優(yōu)勢，最終探索除了一種多功能元件，達到了準直、濾波、偏轉(zhuǎn)LD光波的目標。目前已經(jīng)設(shè)計出了三種新型全息瞄準器系統(tǒng)，即直立式、緊湊式和折疊式。

與美國產(chǎn)品比較，劉守設(shè)計的激光全息瞄準鏡成本下降、誤差更小，并且可以設(shè)計更緊湊系統(tǒng)。該系統(tǒng)自身具備波長補償功能，因此瞄準精度不受環(huán)境溫度變化及光電子元件（包括LD）使用時間長短造成波長漂移的影響。瞄準目標的“全息分劃板圖案”無視差、像差，并且視場大，在30米～500米內(nèi)對準目標不存在任何圖像漂移。

與國內(nèi)外其它全息瞄準器產(chǎn)品相比，激光全息瞄準鏡的光學系統(tǒng)采用了一個全息光學元件（HME）來實現(xiàn)濾波、準直、折射等功能。HME還具有與全息圖匹配的效果，使全息圖重現(xiàn)的全息分劃板圖像清晰、無視差。不僅克服了國內(nèi)外其它同類產(chǎn)品存在的缺陷，而且造價低，因此更具市場潛力。

劉守發(fā)明的激光全息瞄準鏡相比于美國使用的全息瞄準鏡，具有更可靠的高低溫環(huán)境適應(yīng)能力，擁有國家二項專利，通過了國家和軍方產(chǎn)品鑒定審查會的嚴格試驗鑒定，自2014年起開始大批量生產(chǎn)并裝備部隊，獲得指戰(zhàn)員使用后高度的好評。

突觸記憶 再踏征程

劉守近期的課題屬于純理論，他對記者說，這很有意思?！斑€是老本行，即采用光全息理論去破解腦的記憶問題。由于目前國內(nèi)外所有的研究結(jié)論是腦的記憶存儲在神經(jīng)元之間的‘突觸’處。但卻無法解釋為什么在‘突觸’處能存儲那么久（一個人童年時的事，到老年還記得），又如何能迅速提取信息（即回想、回憶）？”劉守說。

從亞里士多德的《論記憶》研究到今天，人腦對學習記憶的機理一直沒有解決。

根據(jù)目前的文獻，人腦細胞神經(jīng)元有1000億個左右，每個神經(jīng)元與相關(guān)神經(jīng)元之間的鏈接（即突觸）有1000多個，就是說人腦中有10的14方個突觸，從而構(gòu)成了錯綜復(fù)雜的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。在這樣的系統(tǒng)中要瞬間捕捉信息（即Lenning過程），并且進行編碼、存儲，一直到提取信息（即Memory過程），顯然是個相當復(fù)雜的過程。

目前國內(nèi)外所有的研究結(jié)論是：記憶信息存儲在神經(jīng)元的“突觸”處。但無法解釋在“突觸”處為什么能存儲那么久，又如何能迅速被提取。只有《人腦對記憶信息存儲的物理模型假說》才能合理解釋以上問題。達到（或符合）人腦的運算速度。否則所有正常人無論是學習還是工作，都會顯得十分緩慢。

“我們是物理光學專業(yè)，文章用物理理論剖析人腦的記憶問題，盡管創(chuàng)新性強，但深度有可能達不到。然而正如費曼所說：物理學家有個習慣，對任何一種現(xiàn)象，只研究它們最簡單的形式，而把更復(fù)雜的情況看做其它領(lǐng)域的事?！眲⑹卣f。

劉守介紹，這個課題的意義至少有二點：為“智能機器人”的研發(fā)提供有價值的參考；為“防止老年癡呆癥”的研究工作提供理論依據(jù)和手段。

劉守團隊在前人關(guān)于人腦記憶學習的大量實驗和理論研究的基礎(chǔ)上，提出人的大腦通過外界獲取信息的同時，刺激了部分神經(jīng)元產(chǎn)生“能量波”，這個帶著信息的“能量波”傳遞到新皮層區(qū)域神經(jīng)元突觸處時，與來自受意識控制的海馬區(qū)神經(jīng)元傳遞的“能量波”相遇，從而在突觸端構(gòu)成干涉場。文中論述了由于干涉場能量強度的周期性分布調(diào)制了突觸端的神經(jīng)體，形成了類似光纖光柵結(jié)構(gòu)的全息圖。這樣，記憶信息就被編碼存儲在全息結(jié)構(gòu)中。當海馬區(qū)受意識控制再次發(fā)出的“能量波”經(jīng)過突觸端時，就提取了存儲的信息。從而論證了人腦為什么能存儲海量信息，并且部分信息能長久保存。

正所謂胸懷大局才有大作為，劉守卓絕遠見的目光、運籌帷幄的能力，讓他在科研攻關(guān)中，總是以沉著面對挑戰(zhàn)，守得烏云散盡明月開。作為國內(nèi)激光全息技術(shù)的領(lǐng)航者，劉守以其卓爾不凡的風采和執(zhí)著的求索精神，不斷地展示出旺盛的生命力和創(chuàng)造力。我們期待他能不斷地攀上一個又一個頂峰……