“追光者”刘颂豪

出品  光子盒研究院

建国之初，为了发展中国的兵工光学仪器和民用光学仪器，中科院在长春建立仪器馆（长春光机所前身），首任馆长是“中国光学之父”王大珩。

当时，王大珩看到了光学材料对光学仪器的重要性，便向当时的东北政府申请了40万元的专用经费，邀请了在上海耀华玻璃厂就职的龚祖同一起进行光学玻璃的研制。

得到消息之后，龚祖同非常高兴。然而当时中科院刚刚成立，紧缺光学仪器研究及制造方面的人才，于是在钱三强院士调配了四位年轻人到王大珩、龚祖同手下研究光学技术，四人中最年轻的一位，叫刘颂豪。

1951年，刘颂豪随龚祖同来到长春，全程参与光学玻璃的研制。当被告知去“从未接触过的光学领域”，他开始心里是一万个不愿意，没想到后来发现光子世界竟是如此美妙。

也是从这一刻起，刘颂豪一生行走在“追光”的路上，为中国光学事业和教育事业，奋斗了近七十年。

中国激光的开拓者

刘颂豪生在广州，学在广州。1930年出生的他，童年时饱受战争的磨难，但父亲坚信战争总会过去，学习不能耽误，规定刘颂豪有时间就要学习。

1947年，刘颂豪进入广东文理学院（华南师范大学前身）物理系，有幸获得留法归国担任院长兼系主任的黄有谋教授的指导。黄有谋使他对原子物理和核物理产生浓厚兴趣，认识到科学对人类社会发展的意义。

1951年，黄有谋将刘颂豪推荐给中科院钱三强，刘颂豪幸运地在21岁这年开始了在中科院的研究工作。刘颂豪原本以为，能在钱三强院士的指导下继续研究原子物理，但当时刚建立的仪器馆急需光学方面的人才，刘颂豪等四人被调配到长春研究光学。

刚开始，刘颂豪心里是一万个不愿意，于是找到王大珩馆长。

王大珩认真听完他的申述后，语重心长地说：“国家正准备成立光学研究基地，非常迫切地需要科研人员。这也是你的锻炼机会，更是你这样的知识青年奉献的时候。”一席话最终使刘颂豪决心到中国仪器馆工作，他被安排到龚祖同作为主任的光学玻璃研究室工作。

青年时代的刘颂豪（左一）

光学玻璃是光学仪器的基础材料，由于在军事上的重要应用，光学玻璃技术被视为机密。而在中科院成立之时，就将光学玻璃作为首先要解决的重大课题。

为了尽快研制出光学玻璃，王大珩、龚祖同决定直接从生产规模起步。然而，研制过程困难重重。

1953年冬季，工作一度处于最困难的阶段。由于300立升容积的坩埚质量出现问题，光学玻璃大熔炉点火升温后，烧结的坩埚发生变形，底部出现裂纹。最为严重的一次是坩埚底部穿孔，大量玻璃溶液漏入了换热室和地下室，实验室内一片火海。

经历最艰难阶段后，光学玻璃的研制又遇到出现大量气泡的技术难题。

面对一次又一次的失败，刘颂豪做了小型的模拟实验，确证快速冷却会产生真空泡，于是他建议加厚保温罩以减缓玻璃冷却的速度，龚祖同采纳了他的意见，经试验，成功熔炼出中国第一炉光学玻璃，结束了中国光学玻璃完全依赖进口的历史。

1956年，刘颂豪带领光机所的8位技术人员去云南光学仪器厂（298厂）帮助建立了中国第一条光学玻璃生产线。此后，刘颂豪继续光学玻璃研究，打破国外在高折射率低色散玻璃方面对中国的封锁，研制成功系列稀土光学玻璃品牌，发明代稀土光学玻璃。

在光学玻璃研究告一段落后，刘颂豪从零开始，选择激光作为自己的新研究领域。

1917年，爱因斯坦在一篇文章中提出“光与物质相互作用”的理论，阐述了原子受激发而辐射的光可能被放大而发出强光的现象，这就是量子力学的第一个重要应用——激光。但是直到1960年，美国才研制出世界上第一台激光器。

中国也不甘落后，在1958年前后，中科院电子学研究所的黄武汉研究员通过阅读国外学术刊物，了解到国外微波量子放大器的研究信息，率先在国内开始了红宝石微波量子放大器的研制工作，并在1959年底做出了液氮温度下的10cm波段和3cm波段的量子放大器。

当时，长春光机所的研究人员受黄武汉工作的启发，开始构想做光量子放大器（当时还不叫激光器），这时美国的第一台红宝石激光器还没有诞生。1961年，长春光机所王之江领导设计并和邓锡铭、汤星里、杜继禄等人共同实验研制成功中国第一台红宝石激光器，这仅仅比美国发明激光器晚了一年。

王之江院士和我国第一台红宝石激光器

更值得一提的是，中国第一台激光器使用的是球形照明系统，这在世界上是首次。采用球形照明器，当激活介质和氙灯的直径一样时，激发效率最高。

自从红宝石固体激光器出现以后，60年代初，国内激光领域呈现百花齐放的局面：1962年干福熹等研制出钕玻璃激光器，刘颂豪等研制出掺铀氟化钙激光器；1963年北京半导体所王守武等研制成77K半导体激光器，北京电子所林俊琛等研制成红外激光器……

1963年底，中科院从长春光机所调200余人、北京电子所调50余人，成立了光机所上海分所，并将上海长江光学仪器厂和竞明光学仪器厂作为试制工厂，仅用半年时间，建成最早的中国激光科学研究基地。

在研制成功中国第一批激光器后，上世纪70年代刘颂豪在激光远距离打靶和激光靶材破坏机理研究中，取得重要成果。可以说，刘颂豪是中国激光及其应用的开拓者之一。

此后，刘颂豪相继研究激光技术在多个领域的应用，如80年代建立第一个激光光谱学开放实验室，在非线性光谱学和光敏治癌机理研究中，取得多项国际领先的科研成果。

华师光学的创立者

1951年起，刘颂豪在中科院长春、上海和安徽光学精密机械所从事光学和激光研究，一直到1986年，一封来自家乡的邀请书，让他有了回到广州工作的机会。

1983年，国际激光会议在广州举行，时任广东省副省长、前华南师范学院党委书记王屏山到会致辞祝贺，见到时任中国科学院安徽光学精密机械所所长、中国科学院合肥分院副院长的刘颂豪，双方交换了名片。

两年后的春天，王屏山拿着刘颂豪的名片，悄然来到中科院安徽光机所，动员刘颂豪回母校华南师大担任校长，并请求他创办一个高新技术研究所。

此时，华南师大已经提出建设国内第一流师范大学的发展目标，正迫切需要一个有科研学术号召力的校长来推动学校事业的改革发展。中科院成人之美，支持了刘颂豪回广州的请求。

就这样，1986年3月，刘颂豪被聘为华南师大副校长，根据王屏山的要求，创立光学学科并组建量子电子学研究所。一年后，刘颂豪正式担任华师校长。

当时，刘颂豪白手起家，借用物理系一间办公室，没有设备、没有人才、没有资金。量电所建所之时，正逢300万美元世界银行贷款到学校，科研基础薄弱的师范大学为刘颂豪发展科学事业提供了机会。

刘颂豪整合华师龚立三教授的分子生物工程中心和潘炯华教授的生物学博士点组建了激光生命科学实验室。1989年9月10日，中国第一个激光生命科学实验室建成，刘颂豪担任室主任。1991年，这个实验室成为广东省重点实验室。同年，刘颂豪等人建立中国第一个以光生物学位主攻方向的博士后流动站。

此外，刘颂豪从中科院系统引进许多专家，后来又从日本、新加坡、美国、英国、加拿大等国家引进一批又一批高层人才，同时培养和留用了一大批博士后、博士人才，由此开启光学学科的快速发展。

在他不长的教学生涯里，总共培养出硕士生、博士生110余名, 博士后20余名。其中许多已成为科教骨干, 有近20名已是教授和博士生导师, 所培养的博士生有的已成为国际知名的科学家。

刘颂豪正在监考

1993年时任全国政协常委的蒋丽金院士在向王大珩院士提及刘颂豪的科学贡献时，就特别提到了两条：“刘教授在发展我国激光生命科学领域中作出了重要贡献；在国内开拓和发展边缘学科研究很不容易，需要克服许多困难，还需要有极大的勇气和远见。”

1999年，因为在光学和激光领域的杰出贡献，刘颂豪如愿以偿地荣膺中科院院士。

此时，刘颂豪已不再担任校长，但他仍然与华师的发展紧紧联系在一起。1999年，广东省提出了《关于创建“广东光谷”的报告》。第二年，在刘颂豪的倡议下，华南师大筹建信息光电子科技学院。这时刘颂豪已经整整70岁。

到了2002年，华南师范大学信息光电子科技学院正式成立，成为“广东光谷”的人才培养中心，刘颂豪担任院长。同年，该校光学学科被确定为国家重点学科，成为中国光学重要的教学研究基地和“广东光谷”建设的重要支撑力量。

经过30多年的发展，信息光电子科技学院（包括前身量子电子学研究所）现拥有5个科研与教学平台，并积极开展产学研合作，建成大族工业激光研究院、广东激光加工技术产学研结合示范基地等多个校企产业化服务平台。

当然这还不是全部，自本世纪初量子信息科学在国内兴起以来，刘颂豪和华师光电学院同样作出了不可磨灭的贡献。

量子信息的推动者

作为中国量子光学的先行者，2001年郭光灿刚经历了科研生涯的低谷。1997年他完成了量子信息领域的第一项重要工作——量子编码。第二年，郭光灿满怀信心地申请了“973”项目，但连续三年都被拒之门外。

郭光灿认为，“973”项目瞄准的是“国家重大需求的基础研究”，而量子信息、量子密码的应用前景诱人，理应得到资助。无奈当时整个学术界对这个领域缺乏了解，并不看好他的研究。

2001年，事情出现了转机。“2001年量子信息国际研讨会”在安徽黄山举行，这是中国首次举办量子信息方面的国际会议。来自国内外的专家学者一百五十余人参加了研讨会。

1984年举办的第一届量子光学会议，郭光灿就是发起人。这一次，郭光灿再次扮演组织者的角色。在中科院的支持下，邀请来了IBM的Bennett教授（提出BB84协议），奥地利的Zoller教授（提出离子阱量子计算），贝尔实验室的Grover教授（提出Grover算法）。

同时，大会还需要一位重量级的国内嘉宾站台，尤其是院士级别的嘉宾。郭光灿第一个想到的是刘颂豪院士，发出邀请后，刘颂豪二话没说就答应出席，原因有二：刘颂豪热衷于鼓励和提携后辈，同时量子信息是他最看重的前沿科技之一。

这次大会，刘颂豪是唯一出席的中科院院士。刘颂豪的站台，让这次大会吸引了更多科学界的关注。2001年，也就是郭光灿屡败屡战的第四年，中国第一个量子通信和量子信息技术的“973”项目获得通过。此后，中国量子信息科学迈入高速发展的阶段。

刘颂豪

在国内的量子信息版图上，北有清华，中有科大，南有华师。刘颂豪和他创建的华师光电学院已是国内量子保密通信的主要推动者。

目前，华师光电的量子光学与量子信息技术课题组，由张智明教授领导。张智明也是第一届量子光学会议的参会人员，他是在80年代初跟随兰州大学的汪志诚教授走上量子光学研究道路的。

1984年首届全国量子光学讨论会全体留影

这次讨论会让张智明受益匪浅，“国外回来的，可以说对国内起了很大的作用，当时文献交流也不方便，他们从国外带回一些最新的信息，把大家组织起来，促进这个事情。”

近20年来，张智明主要研究领域包括: 量子光学、量子信息、冷原子物理。先后承担各类科研项目十多项，包括参加国家重点基础研究发展“973”计划4项。

在刘颂豪、张智明的领导下，华师量子光学与量子信息技术课题组主要研究领域已包括量子光学、量子计算、量子信息技术、量子保密通信及应用、冷原子物理等。

目前课题组拥有比较完善的量子保密通信实验室，系统地开展了量子保密通信系统样机及其单元技术、量子保密通信网络、量子保密通信系统应用业务模型及系统实际安全性等方面的研究，拥有从量子保密通信系统方案、单光子源、量子编码/解码器、单光子探测以及系统稳定性处理等各个环节的一整套国家发明专利。

产业合作方面，刘颂豪和他的团队有着丰富的经验，比如2012年组织调研撰写了《广东省LED产业发展调研咨询》报告，先后建成了广州市LED工业研究开发基地，广东激光加工技术产学研结合示范基地。

而在推进量子通信产业方面，刘颂豪也做过不少努力，但直到2017年才瓜熟蒂落。在8月29日这天，依托刘颂豪的博士团队，广东国腾量子科技有限公司落户肇庆国家高新区，并由刘颂豪担任首席顾问科学家，这也是广东省首个拥有量子通信自主知识产权的企业。

目前，国腾量子拥有从光源、量子调控器件、量子复用器件到高性能QKD终端等多款量子保密通信产品。

基于这些，国腾量子的多自由度调制QKD系统与密钥管理方案，通过可靠的量子与经典融合技术，无缝对接传统光通信网络，充分利用现有光纤网络基础设施，大大降低了量子网络的部署成本，有效保障通信系统的安全。

国腾量子的安全解决方案从行业、企业到家庭全领域覆盖，适配金融、政务、电力等重要部门的不同业务，实现同一平台不同安全级别业务的快速接入。

与国内其他企业不同，国腾量子还将拓扑学应用到量子网络之中，公司的GT-QNMS量子网络管理系统（服务器端）是足球烯结构多用户量子密钥分发系统。

2019年，量子保密通信网络建设在全国如火如荼地开展，广东也不例外。2月16日，国腾量子此前申报的“广佛肇量子安全通信时频网络建设及关键技术研究”项目正式启动。

这个项目由国腾量子和华南师范大学共同牵头，基于中国联通本地光纤链路，建设广佛肇量子安全通信示范网，是粤港澳大湾区量子通信首条示范干线。

活动当天，刘颂豪也亲临现场。除了宣布粤港澳大湾区量子通信首条示范干线落地之外，他还要与郭光灿共同为华南量子科技与卫星通信产业创新联盟揭牌。

联盟旨在引领量子科技企业、卫星通信企业，产业链资源整合、科技金融产业合作，建设华南地区量子密码与星地一体化量子通信技术高地和产业集群。

刘颂豪（左二）和郭光灿（右二）

不过略显遗憾的是，这次揭牌是刘颂豪院士退休前的最后一次出席公开活动。2019年5月23日，89岁高龄的刘颂豪从华南师范大学荣休了。郭光灿亲笔送上了美好的祝愿。

作为中国激光领域的重要开拓者之一，刘颂豪为中国光学与激光领域的发展写下了浓墨重彩的一笔。1986年来到华师，在激光生命科学、光纤通信、量子保密通信、激光加工、纳米材料等方面取得重要成果。近七十年的“追光”路上，在国内外重要学术刊物及国际会议上发表论文400多篇。

刘颂豪曾说：“事业的追求是无止境的”。在此，祝愿刘颂豪院士今后的退休生活，依然能够享受到科技进步给他带来的快乐。

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1930年秋，第六届索尔维会议在布鲁塞尔召开。早有准备的爱因斯坦在会上向玻尔提出了他的著名的思想实验——“光子盒”，公众号名称正源于此。