技术先行者|朱振:坚忍拼搏,大工匠与技术带头人的蜕变

“他,怀揣着对技术的热情,踏入了充满挑战的职业领域,面对工作中的困难和挫折,他没有选择低头,而是选择了坚忍拼搏。在高功率激光芯片研发上,他勇挑重担,带领团队打破常规,重新设计了芯片结构,历经几十次的试验和失败后,终于实现高功率芯片的研发突破。他的职业生涯,正是一段在技术之路上挑战与坚持的成长之旅;如今的他,已成为公司技术带头人,他就是朱振博士。”

外延工程师起步,追求完美的工匠精神

 
 
 
朱振,一位2012年山东大学微电子专业博士毕业生,初入华光光电时成为外延工程师。外延生长,是激光器制造的第一步,也是最重要的一道工序,需要精湛的技术和对细节的极致关注。

通过控制材料原子在基底上一层一层的生长,最终形成“高楼大厦”—半导体激光器。如果一幢楼偷工减料,就会成为危楼。同样,如果外延生长控制不好,就会使激光器内部存在很多缺陷,造成器件的失效。外延的工匠精神,就是追求原子的完美排列,没有缺陷,控制到位。
在博士期间,他虽然有一定的材料生长基础,但量产型外延炉比科研型外延炉要复杂很多,生长的材料也与学校期间做的差别非常大,很多东西也要重新去学。他始终相信,三人行,必有我师。那段时间,朱振经常向外延的同事请教,问张新老师怎样控制材料的生长质量和界面转换,问班组长外延设备的内部构造和气路组成,也向操作员工学习装取外延片并亲自操作设备。
工作之余,他也和外延的同事一起爬山、打球、聚餐。在外延的这些年,朱振学到了如何融入团队,借助协同合作的力量攻克技术难题,也为以后的激光器研发打下深厚的理论和材料基础。

从专业到全面,实现激光芯片设计师的蜕变

 
 
 
逐渐成为外延领域的技术骨干后,朱振面临了更大的挑战,那就是高功率激光器芯片的设计。为了拿下国内某高功率项目,他大量搜集国际领先技术资料,学习设计理念,并领导团队开发出符合客户需求的高功率芯片,这也标志着他由专业向全面的技术转变。
2018年初,国内某研究所联系到华光光电,希望可以提供一种高功率激光器芯片。在此之前,他们都是用的国外芯片,迫切希望在国内实现产品平替。
当时,公司已经把高功率激光芯片列入后续公司发展的核心战略,公司领导非常重视这次合作,立即召开紧急会议,组建了一支由公司技术骨干组成的攻坚小组,并由朱振负责芯片的设计及材料生长。
这对朱振来说也是一个艰巨的挑战,因为他之前负责的主要是低功率芯片,高功率接触并不多。那段时间,朱振搜集了国际标杆厂家几百篇技术文章和相关专利,并详细研读,却迟迟没有头绪。

焦头烂额之际,公司派他去国外验收芯片制作的关键设备,并有幸在设备商那里遇到了一位业内专家,也就是这位专家给了朱振极大的启发。当时,朱振恰巧刚读过这位专家在激光器方面的著作,前期大量的文献阅读让他对这位专家工作有了更深层次的理解,他们彼此交流的非常顺畅,那几天的经历也使朱振对高功率激光器的结构设计的理解和认识有了极大的提升。
经过几轮芯片的设计迭代,朱振和同事在年底顺利给客户送去了高功率芯片样品。客户在测试完芯片功率及转换效率等参数后,很是震惊,决定第二天再次复测。结果,第二次复测的数据一致性非常高,证明测试结果是可信的!
在后来的交流中,客户表示送样产品综合指标已经能达到国际前列水平,并且他们没想到华光光电在高功率激光芯片上进步会这么快,原以为还得经过一年的时间才行。

坚忍不拔的探索,终成研发团队的技术带头人

 
 
 
在技术攻坚的历程中,朱振与团队经历了多次失败,面对高功率激光器可靠性和寿命等问题一直束手无策。然而,他们从失败中汲取经验,不断调整设计,并最终攻克了可靠性与寿命问题。
如果说,之前取得的突破和成果,都是站在巨人肩膀之上,那么真正让朱振从一名跟着干的技术骨干蜕变为研发团队的技术带头人的是开发泵浦工业激光器的高功率915/976nm激光芯片的历程。
2019年,高功率915nm激光芯片在公司立项,正式开始研发。此类芯片主要使用AlGaAs材料,外延生长条件同公司主流产品650、808nm激光器的AlGaInP材料差别很大。朱振带领研发团队重新摸索生长条件,进行多种测试,确定了每层材料生长的基本条件。
团队开发的第一款915nm芯片的功率和转换效率离标杆差距很大,效率差了10%。结合业界最新的研发报道,朱振在结构设计上使用低损耗的非对称宽波导结构和高增益的量子阱垒结构。几个月后,团队开发第四代产品在静态参数上接近业界主流的技术水平,20W下的转换效率达到63%。
但是,后续客户在泵源验证时出现了多个芯片失效的现象,同一批次中有随机失效的芯片,而且不同批次之间失效率也存在差别。在此后的一年多的时间里,朱振和团队一直在找寻影响一致性的原因。
怀疑过衬底,就购买了全球最好的衬底;怀疑过源材料纯度,购买了国内外高纯的MO源;也怀疑过腔面镀膜的生长条件、贴片时焊料的烧结质量等等。然而,每次试验都需要进行长达数百小时的老化,验证周期太长。遗憾的是,由于当时对高功率激光器认识有限,一直没有找到影响可靠性的真因。

“当我们自认为做好了一切预设,但失败又一次来敲门时,内心的难过不可避免。”朱振说,“公司已经为研发投入了巨大的设备和材料成本,迷惘、焦虑、痛苦交织,不知道什么时候才能成功。”
研发过程中,朱振跟公司的技术顾问徐现刚教授汇报时说的最多的一句话就是“徐老师,又失败了,还是点不住。”每当此时,公司领导、老一辈技术带头人总是给朱振鼓励,从机理上分析失败的原因,让他感受到团队的强大支撑。
静下心来复盘,朱振发现之前的设计还是有瑕疵的,修改设计,又一次满怀信心重新开始。最终经过长达三年、几十次的试验和失败后,朱振和研发团队终于在915nm高功率芯片的可靠性和寿命上取得了质的突破。目前他们研发的35W和45W芯片已经批量用于国内工业激光器客户。

成就与前瞻,技术带头人的未来之路

 
 
 
“古之立大事者,不惟有超世之才,亦必有坚忍不拔之志。”朱振博士的成长历程不仅是一名技术带头人的成长典范,更是一位技术研发人员对工匠精神和坚忍不拔精神的生动演绎。他通过学习、团队协作和克服技术困难,成为了一位在高科技领域崭露头角的技术领袖。
他的成就不仅是个人的,更是团队的共同努力的结果。未来,他将继续领导团队,迎接新的挑战,开创技术的新局面。他的故事也将鼓舞着新一代技术人员,激励他们在科技创新的征途上勇攀高峰,成就更辉煌的未来。
 

 

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