人類在探尋光的本質(zhì)、利用光的特性中逐漸走向文明和現(xiàn)代科技。

與傳統(tǒng)光學(xué)不同的是，由光學(xué)與微電子、微機(jī)械、納米技術(shù)互相融合、滲透、交叉而形成的前沿學(xué)科——微納光學(xué)，變革了傳統(tǒng)光學(xué)與技術(shù)的發(fā)展路線。這門新興的交叉學(xué)科在信息、能源、生命、環(huán)保、宇航、國(guó)防等領(lǐng)域均已產(chǎn)生新的重要應(yīng)用。在我國(guó)，微納光子學(xué)的發(fā)展也日益受到重視，未來發(fā)展前程似錦。

1996年，付永啟博士畢業(yè)。近20年過去，付永啟一直沒有離開過微納光學(xué)研究領(lǐng)域，在他看來，盡管微光學(xué)似乎看不見，摸不著，但從人們的生活乃至國(guó)家的高尖端科學(xué)都離不開它。這正是它的魅力所在。

“微納光子雖小，照亮我們未來的路”

1994年，付永啟在中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所攻讀博士學(xué)位，“當(dāng)時(shí)是跟導(dǎo)師一起做國(guó)家航天項(xiàng)目中的一個(gè)子項(xiàng)目——‘動(dòng)態(tài)目標(biāo)發(fā)生器’的研究，我主要負(fù)責(zé)曲面光刻的研究。”那是他接觸到微光學(xué)并逐漸對(duì)微光學(xué)元器件的設(shè)計(jì)制作產(chǎn)生興趣的開始。

在博士后研究階段，付永啟又接著在衍射光學(xué)元件的設(shè)計(jì)制作方面開展了深入研究。隨后為了開闊視野、提升研究能力，付永啟于1998年赴新加坡南洋理工大學(xué)精密工程與納米技術(shù)中心作研究員，借助當(dāng)?shù)貎?yōu)越的軟硬件條件繼續(xù)深入開展微光學(xué)以及后期納米光學(xué)領(lǐng)域的研究工作。

從此，一個(gè)嶄新的世界——納米光學(xué)這個(gè)交叉領(lǐng)域逐步在他面前展開。

正如他所說的“學(xué)得越多就會(huì)發(fā)現(xiàn)自己不懂的東西越多”，在學(xué)習(xí)和研究過程中，他覺得不應(yīng)該囿于領(lǐng)域，萌生了走出國(guó)門看看的念頭。1998年，他選擇赴新加坡南洋理工大學(xué)精密工程與納米技術(shù)中心做研究員。后來，又通過那里獲得了在麻省理工學(xué)院作訪問學(xué)者的機(jī)會(huì)。

通過與科研院所及工業(yè)界的合作，付永啟開展了多個(gè)橫向和縱向項(xiàng)目研究，接觸到了微電子、微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）、微納加工、納米計(jì)量及生化分析等多學(xué)科領(lǐng)域的知識(shí)，先后完成了多項(xiàng)重大研究課題，并取得了許多創(chuàng)新性成果。

借助于國(guó)外較好的軟硬件條件，付永啟快速提高了獨(dú)立開展科研工作的能力。東西方文化在他身上相遇，已經(jīng)不再是形式的混體，而是精神層面的和平融合，使得付永啟的治學(xué)態(tài)度里，囊括了中國(guó)智慧的通達(dá)以及西方思想嚴(yán)密的邏輯性，在這種態(tài)度的指引下，他對(duì)科研工作有了更深層次的認(rèn)識(shí)，同時(shí)對(duì)科學(xué)研究也更加熱愛。

2001年，付永啟將目光專注到了一種新的微納光學(xué)元件一步加工制作方法—聚焦離子束制作技術(shù)上，經(jīng)過兩年的反復(fù)研究、實(shí)驗(yàn)，終于獲得成功并使該技術(shù)逐漸走向成熟。

付永啟利用納米加工技術(shù)實(shí)現(xiàn)了微光學(xué)元件與光電子元/器件的集成一體化，即利用聚焦離子束技術(shù)直接一步將微光學(xué)元器件甚至納米光子元器件與光電子器件（如半導(dǎo)體激光器、光導(dǎo)纖維等）集成于一體，從而達(dá)到直接控制光束的目的。這一技術(shù)擺脫了傳統(tǒng)的采用離散光學(xué)元件對(duì)激光束進(jìn)行準(zhǔn)直或聚焦的方法，不但減少了光學(xué)系統(tǒng)的元件數(shù)，而且節(jié)省了空間，更容易實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的輕量化和小型化，對(duì)微系統(tǒng)的開發(fā)具有重要意義。

同時(shí)，他還發(fā)現(xiàn)了兩種材料，它們?cè)诰劢闺x子束轟擊下具有材料自組織成型特性，該特性可直接用于微光學(xué)元件的結(jié)構(gòu)成型。以該技術(shù)為基礎(chǔ)，能夠制作出幾種特定的微光學(xué)元件，包括微正弦光柵、微閃耀光柵等。

此外，付永啟還利用聚焦離子束直接寫入法和輔助沉積法成功實(shí)現(xiàn)了微光學(xué)元件與光電子元/器件的集成一體化；也就是說，該集成一體化既可以采用基于聚焦離子束去除材料的方法實(shí)現(xiàn)，也可以利用材料生長(zhǎng)的方法來得到。從而為光學(xué)系統(tǒng)的小型化、微型化、平面化提供了制作技術(shù)保障。該集成一體化元/器件已經(jīng)廣泛應(yīng)用于生命科學(xué)、生化、通信、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等領(lǐng)域，至今仍在應(yīng)用，還沒有其他方法能夠替代。

值得一提的是，聚焦離子束技術(shù)在微電子行業(yè)的廣泛應(yīng)用，大大提高了微電子工業(yè)上材料、工藝、器件分析及修補(bǔ)的精度和速度，目前已經(jīng)成為微電子技術(shù)領(lǐng)域必不可少的關(guān)鍵技術(shù)之一。同時(shí)，由于它集材料刻蝕、沉積、注入、改性于一身，有望成為高真空環(huán)境下實(shí)現(xiàn)器件制造全過程的主要加工手段。

“研究要服務(wù)社會(huì)，我們要瞄準(zhǔn)國(guó)家重大需求”

“在國(guó)外更能體會(huì)到‘國(guó)家’兩字的真實(shí)內(nèi)涵，真心希望自己的祖國(guó)能夠早日強(qiáng)大。當(dāng)2008年北京奧運(yùn)會(huì)開幕式上播放出《我的祖國(guó)》這首歌時(shí)，激動(dòng)的心情難于言表，內(nèi)心百感交集?！?付永啟感慨道。2007年，付永啟放棄國(guó)外優(yōu)越的待遇和生活，帶著累累碩果和先進(jìn)理念回國(guó)，先后受聘于中國(guó)科學(xué)院光電技術(shù)研究所微細(xì)加工光學(xué)技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和電子科技大學(xué)物理電子學(xué)院。

“剛回國(guó)時(shí)想有一個(gè)屬于自己獨(dú)立的科研小組和相對(duì)寬松的科研環(huán)境，在這種環(huán)境中能靜下心來實(shí)際做點(diǎn)科研，希望能從科研工作和培養(yǎng)學(xué)生方面體現(xiàn)出自身的價(jià)值所在?？茖W(xué)研究最終是要服務(wù)社會(huì)的，而具體的應(yīng)用領(lǐng)域要瞄準(zhǔn)國(guó)家的重大需求?！备队绬⑹沁@樣說的，也是這樣做的。

在學(xué)校和所在團(tuán)隊(duì)的支持下，付永啟在納光子結(jié)構(gòu)、元器件及其應(yīng)用方面取得多項(xiàng)國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目的資助。提出了兩種基于納金屬結(jié)構(gòu)的超分辨透鏡，該透鏡可方便地通過聚焦離子束技術(shù)一步制作出來，其光學(xué)表征可利用近場(chǎng)掃描光學(xué)顯微鏡實(shí)現(xiàn)；基于表面等離子體極化用于生化免疫分析：設(shè)計(jì)和制作了菱形納金屬顆粒，并成功地用于老年癡呆癥（ADDL）以及SEB病毒素的測(cè)試；有源及無源光電子器件與衍射光學(xué)元件的集成；基于聚焦離子束技術(shù)的微光學(xué)元器件的一步制作技術(shù)的開發(fā)和拓展；基于納光子器件微探頭的納米計(jì)量系統(tǒng)的概念設(shè)計(jì)：提出利用納光子超透鏡微探頭并結(jié)合激光多普勒外差干涉技術(shù)實(shí)現(xiàn)納米缺陷的動(dòng)態(tài)在線檢測(cè)，該內(nèi)容已獲得美國(guó)專利授權(quán)。

研究工作的創(chuàng)新點(diǎn)主要體現(xiàn)在微光學(xué)元件的加工制作技術(shù)上，國(guó)際上首創(chuàng)采用聚焦離子束技術(shù)直接一步加工和制作微小光學(xué)元件，具體包括微型衍射、折射、折衍混合、柱面、及橢球面透鏡等。這一創(chuàng)新技術(shù)解決了一些常規(guī)微光學(xué)元件制作方法難以實(shí)現(xiàn)的微光學(xué)元器件集成一體化問題，為光學(xué)系統(tǒng)緊湊化和小型化，以及微光學(xué)系統(tǒng)的研究開發(fā)提供了一條新的有效途徑。

如果把才華比作劍，那么勤奮就是磨刀石。付永啟和課題組成員付出了超乎尋常的努力，經(jīng)過多年的努力拼搏，在納米光學(xué)、微細(xì)加工、納米加工、衍射光學(xué)及微光學(xué)領(lǐng)域取得多項(xiàng)研究成果，在國(guó)際相關(guān)著名學(xué)術(shù)期刊和國(guó)內(nèi)核心學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表論文150余篇，其中被SCI檢索收錄論文120余篇，以第一作者撰寫和發(fā)表論文58篇，以通訊作者發(fā)表論文100余篇，JCR分區(qū)一區(qū)刊物論文23篇，影響因子IF>3.0的論文46篇（占SCI論文總數(shù)的34%），論文累計(jì)被引次數(shù)1100余次，單篇他引最高次數(shù)83次，JCR統(tǒng)計(jì)h指數(shù)18。其中，代表論文之一：“Optics Express 18（4）， 3438-3443 （2010）”被國(guó)際文獻(xiàn)追綜機(jī)構(gòu)BioMedLib于2011年2月28日評(píng)為納光子結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的“Top10”論文之一；此外，在該領(lǐng)域國(guó)際著名學(xué)術(shù)刊物Plasmonics（該刊物屬于JCR分區(qū)一區(qū)刊物）上陸續(xù)發(fā)表系列研究論文22篇。

此外，付永啟在微納加工及納米光學(xué)領(lǐng)域分別撰寫五部英文專著中的各一章：即Encyclopedia of Nanoscience and Nanotechnology（2nd Edition，出版號(hào)：ISBN： 1-58883-159-0）、Lithography： Principles， Processes and Materials（出版號(hào)：I S B N： 978-1-61761-837-6） 、Plasmonics： Principles and Applications（出版號(hào)：ISBN： 979-953-307-855-6）Ion beams in Nanoscience and Technology（出版號(hào)：ISBN 978-3-642-00622-7）、和《Nanofabrication》 （出版號(hào)ISBN： 978-953-307-912-7）；并獨(dú)立撰寫中、英文專著各一部，分別為《納光子學(xué)及其應(yīng)用》（出版號(hào)ISBN： 978-7-80248-537-2）（該書是目前國(guó)內(nèi)唯一一部具有自己獨(dú)立編著版權(quán)的全面系統(tǒng)地介紹納米光學(xué)發(fā)展前沿的中文專著，出版后得到同行的一致好評(píng)。）、英文專著書名為《Subwavelength Optics：Theory and Technology》；并以此為基礎(chǔ)，在國(guó)內(nèi)首次開設(shè)了《亞波長(zhǎng)光學(xué)》課程，于2009年秋在電子科技大學(xué)作為研究生專業(yè)課程講授。自2010年電子科技大學(xué)研究生院和中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所研究生部均采用《納光子學(xué)及其應(yīng)用》一書作為研究生專業(yè)課程：《亞波長(zhǎng)光學(xué)》及《納米光學(xué)》的指定教材。該書作為2011年電子科技大學(xué)“十二五”規(guī)劃研究生教材建設(shè)立項(xiàng)支持（項(xiàng)目編號(hào)：11211CX20401），于2012年12月末成功出版了修訂版。

有關(guān)利用聚焦離子束一步制作微光學(xué)元件的內(nèi)容被法國(guó)DELAWARE大學(xué)電子和計(jì)算機(jī)工程系Robert G.. Hunsperger教授寫入其編著的教科書《Integrated Optics： Theory and Technology》（第五版）的一個(gè)章節(jié)中。部分研究結(jié)果還被美國(guó)網(wǎng)絡(luò)多媒體組織NANOPOLISTM于2007年出版的《納米技術(shù)百科全書》多媒體教程引用并收錄， 并被邀請(qǐng)作“聚焦離子束”章節(jié)的內(nèi)容評(píng)審人。

學(xué)術(shù)刊物論文中有關(guān)基于聚焦離子束直接沉積實(shí)現(xiàn)微型柱面透鏡與邊緣發(fā)射型半導(dǎo)體激光器集成化實(shí)現(xiàn)激光束的一維和二維整形的技術(shù)、以及類金剛石薄膜上一步寫入微透鏡技術(shù)，被國(guó)際上面向工業(yè)界的雜志Laser Focus World分別摘錄并以新聞簡(jiǎn)報(bào)的形式在“光電子世界新聞”欄目中公布；并已分別獲得美國(guó)發(fā)明專利和中國(guó)發(fā)明專利的授權(quán)。

鑒于他出色的科研成就，近年來相繼在美國(guó)、加拿大、日本、韓國(guó)、新加坡、中國(guó)等國(guó)舉辦的衍射光學(xué)與微光學(xué)、微加工及納米加工、離子束及應(yīng)用、精密工程、納米技術(shù)NanoTech 2004、亞洲光電子Photonics Asia 2004、ICAMT2005、NanoMan2008、Nanophotonics2009等專題會(huì)議及年會(huì)上作大會(huì)報(bào)告及特邀報(bào)告。

2010年，付永啟被國(guó)家科技部聘請(qǐng)為國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究計(jì)劃（973）項(xiàng)目“光學(xué)自由曲面制造的基礎(chǔ)研究”的項(xiàng)目專家組成員；并受邀分別擔(dān)任國(guó)際學(xué)術(shù)刊物Physics Express、Quantum Matter、Journal of Electromagnetic Field Analyses and Applications的高級(jí)主編、副主編、及編委。

一路走來，付出的是辛勤耕耘的滴滴汗水，收獲的是豐厚的科研積累和豐富的人生經(jīng)歷?！安坏貙捔宋抑R(shí)面的廣度和深度，還增加了生活方面的體會(huì)和見識(shí)，豐富了自身的人生觀?！?/p>

在微納技術(shù)領(lǐng)域不斷耕耘，付永啟取得一系列令人矚目的成果。而他卻總是把成績(jī)謙遜地歸因于自己“趕上了一個(gè)好時(shí)代”。盡快將微納光學(xué)的研究成果與產(chǎn)業(yè)應(yīng)用結(jié)合起來，形成有自己獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高新技術(shù)，加快向產(chǎn)業(yè)邁進(jìn)的步伐。我們期待他帶給我們更多的精彩。