科學(xué)研究：

研究方向：

1、有機(jī)光子學(xué) 以有機(jī)非線性光學(xué)晶體為核心，研究有機(jī)晶體的分子及材料設(shè)計(jì)，生長，加工與器件制作技術(shù)，開發(fā)用于光通訊，電磁波檢測，特殊波段電磁波發(fā)生的有機(jī)晶體材料和器件；研究有機(jī)高分子光電子功能材料的結(jié)構(gòu)與功能間的關(guān)系，探索新的適合于不同用途的功能性材料的分子設(shè)計(jì)原理，設(shè)計(jì)并制備相關(guān)的光電子功能材料與器件。

2、納米光子學(xué) 研究非線性納米光子學(xué)的基本原理與方法，進(jìn)行相關(guān)功能性材料的設(shè)計(jì)與合成，開發(fā)新型三維微納尺度光電功能性器件的制備技術(shù)，研究相關(guān)器件的工作原理，特性，設(shè)計(jì)及應(yīng)用。

3、生物光子學(xué) 研究生物熒光探針分子的分子設(shè)計(jì)、合成及特性；以激光掃描顯微技術(shù)為基礎(chǔ)，開展生物與醫(yī)學(xué)用的實(shí)時(shí)觀測技術(shù)的研究工作。

承擔(dān)的科研情況：

1.中國科學(xué)院“引進(jìn)國外杰出人才”計(jì)劃項(xiàng)目：有機(jī)高分子光電功能材料與器件。

2.中國科學(xué)院與日本科學(xué)技術(shù)振興機(jī)構(gòu)國際合作項(xiàng)目：非線性納米光子學(xué)。

3.中國科學(xué)院知識創(chuàng)新工程重要方向項(xiàng)目：材料與生物結(jié)構(gòu)的高分辨納米表征檢測技術(shù)。

科研成果：

所研制的飛秒激光加工系統(tǒng)的加工分辨率達(dá)到目前國際上尚未見報(bào)道的15納米，為加工所用激光波長的五十分之一，并成功制備了微尺度三維金剛石結(jié)構(gòu)及微尺度光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。在納米光子材料與器件研究方面，提出了原位合成高分子納米材料的新思路，并成功地將其運(yùn)用到高分子半導(dǎo)體納米復(fù)合材料、高分子金屬納米復(fù)合材料的三維微結(jié)構(gòu)的制備中，已獲得多種納米復(fù)合材料的三維微尺度結(jié)構(gòu)，并通過上述方法將高分子納米復(fù)合光子材料的折射率從1.45提高到了1.70，所制備的三維光子晶體觀察到相應(yīng)的光子帶隙，該成果被MRS Bulletin等雜志引用評述。利用在高分子材料中雙光子光化學(xué)還原金離子的方法，獲得了具有周期性結(jié)構(gòu)的高分子/金納米粒子復(fù)合材料，并進(jìn)一步利用金納米粒子的表面等離子吸收效應(yīng)將高分子加熱分解，制備了由金納米粒子組成的、一維分布寬度為數(shù)十納米的金納米粒子二維陣列，該成果在美國材料學(xué)會(huì)及《Appl. Phys. Lett.》上發(fā)表后已被多次引用并被Laser Focus World雜志予以報(bào)道。

發(fā)明專利：

1 用激光在光敏性材料中制有多重周期微結(jié)構(gòu)的方法及系統(tǒng) 段宣明; 董賢子 中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所 2006-07-05

2 V型共軛光吸收用有機(jī)鹽化合物及其用途 段宣明; 陳衛(wèi)強(qiáng); 谷杰; 董賢子 中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所 2007-01-03

3 一種利用激光在光敏性材料中制有多重周期微結(jié)構(gòu)的系統(tǒng) 段宣明; 董賢子 中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所 2006-06-14

4 一種水溶性納米四氧化三鐵的制備方法 段宣明; 熊忠; 陳衛(wèi)強(qiáng) 中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所 2009-12-23

論文專著：

在包括Adv. Mater., APL, JPC等國際學(xué)術(shù)期刊和國際會(huì)議上發(fā)表論文近70余篇，其中25篇論文被SCI核心刊物他引超過200次，9次在相關(guān)國際會(huì)議及國際著名研究機(jī)構(gòu)做邀請報(bào)告。

發(fā)表論文：

1 光學(xué)透明的硒化鎘/聚合物納米復(fù)合材料制備研究 金峰; 陳衛(wèi)強(qiáng); 段宣明 中國化學(xué)會(huì)第27屆學(xué)術(shù)年會(huì)第12分會(huì)場摘要集 2010-06-20

2 光子晶體諧振腔中染料摻雜聚合物膜的多模式激射研究 師蘭婷; 金峰; 董賢子; 陳衛(wèi)強(qiáng); 趙震聲; 段宣明 中國化學(xué)會(huì)第27屆學(xué)術(shù)年會(huì)第12分會(huì)場摘要集 2010-06-20

3 基于咔唑的新型雙光子聚合引發(fā)劑的合成及其性質(zhì) 盧維爾; 董賢子; 陳衛(wèi)強(qiáng); 段宣明 中國化學(xué)會(huì)第27屆學(xué)術(shù)年會(huì)第04分會(huì)場摘要集 2010- 06-20

4 原位合成法制備硫化鉛-聚合物納米復(fù)合材料 王卉; 金峰; 段宣明 中國化學(xué)會(huì)第27屆學(xué)術(shù)年會(huì)第04分會(huì)場摘要集 2010-06-20

5 光功能化的樹形大分子在溶液中的熒光增強(qiáng)效應(yīng) 李春芳; 董賢子; 陳衛(wèi)強(qiáng); 段宣明; 侯萬國 中國化學(xué)會(huì)第十二屆膠體與界面化學(xué)會(huì)議論文摘要集 2009-08-17

6 雙光子三維微結(jié)構(gòu)快速制備技術(shù) 董賢子; 段宣明 光學(xué)精密工程 2007-04-15

7 具有C_(2v)對稱性二苯并噻吩衍生物的合成及光學(xué)特性 林玉福; 陳衛(wèi)強(qiáng); 段宣明 北京化工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版) 2007-07-20

8 新型有機(jī)鹽光引發(fā)劑的雙光子聚合特性研究 王雨蘭; 陳衛(wèi)強(qiáng); 董賢子; 杜振霞; 段宣明 感光科學(xué)與光化學(xué) 2007-09-15

9 樹枝形分子的合成及其對納米硫化鎘生長的控制 劉少鋒; 陳衛(wèi)強(qiáng); 杜振霞; 段宣明 北京化工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版) 2007-09-20

10 新型雙光子引發(fā)劑9-芐基-3,6-二[2-(吡啶-4-基)-乙烯基]咔唑的合成及其聚合特性 尹龍; 楊俊佼; 陳衛(wèi)強(qiáng); 段宣明 北京化工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版) 2007-11-20

11 秒激光雙光子微納加工技術(shù)及其在光子學(xué)微器件制備中的應(yīng)用 段宣明 功能材料信息 2007-10-31

12 飛秒脈沖激光雙光子微納加工技術(shù)及其應(yīng)用 董賢子; 陳衛(wèi)強(qiáng); 趙震聲; 段宣明 科學(xué)通報(bào) 2008-01-15

13 直接驅(qū)動(dòng)快點(diǎn)火Au-CD錐殼靶的研制 杜凱; 張林; 周蘭; 羅炫; 萬小波; 袁光輝; 段宣明 原子能科學(xué)技術(shù) 2008-11-20

14 周期漸變型準(zhǔn)金剛石結(jié)構(gòu)光子晶體的雙光子聚合納米加工技術(shù) 董賢子; 趙震聲; 段宣明 材料工程 2008-10-20

15 高分子納米復(fù)合材料的微納尺度三維結(jié)構(gòu)的制備與在光子學(xué)中的應(yīng)用 段宣明; 孫洪波; 河田聰 納米材料和技術(shù)應(yīng)用進(jìn)展——全國第三屆納米材料和技術(shù)應(yīng)用會(huì)議論文集（下卷） 2003-09-01

16 高分子納米復(fù)合材料三維光子晶體的制備與光學(xué)特性 段宣明; 孫洪波; 河田聰 中國硅酸鹽學(xué)會(huì)2003年學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集 2003-06-30

17 熒光波長可調(diào)CdS納米復(fù)合材料的制備與微結(jié)構(gòu) 孫正濱; 董賢子; 金峰; 熊忠; 陳衛(wèi)強(qiáng); 段宣明 中國化學(xué)會(huì)第二十五屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集（上冊） 2006-07-01

18 基于光子晶體的染料摻雜聚合物體系的激射行為研究 金峰; 李春芳; 董賢子; 陳衛(wèi)強(qiáng); 段宣明 中國化學(xué)會(huì)第二十五屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集（下冊） 2006-07-01

19 納米尺度雙光子聚合及其在三維微結(jié)構(gòu)加工中的應(yīng)用 段宣明; 董賢子; 陳衛(wèi)強(qiáng) 2007年全國高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集（上冊） 2007- 10-01

20 雙頻率帶隙三維光子晶體雙光子聚合制備及性能研究 亞琪; 陳衛(wèi)強(qiáng); 董賢子; 段宣明 2007年全國高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集（上冊） 2007-10-01

21 褪色法檢測稀溶液中碳硅氧烷樹枝狀分子的臨界聚集濃度 鄭美玲; 陳衛(wèi)強(qiáng); 段宣明 中國化學(xué)會(huì)第26屆學(xué)術(shù)年會(huì)分析化學(xué)分會(huì)場論文集 2008- 07-01

22 吖內(nèi)酯納米晶體的可控制備及結(jié)構(gòu)與光學(xué)特性研究 郭兆琦; 陳衛(wèi)強(qiáng); 段宣明 中國化學(xué)會(huì)第26屆學(xué)術(shù)年會(huì)納米化學(xué)分會(huì)場論文集 2008-07-01

23 雙光子聚合三維微納熒光圖案化研究 金峰; 董賢子; 陳衛(wèi)強(qiáng); Satoru Shoji; 段宣明; Satoshi Kawata 中國化學(xué)會(huì)第26屆學(xué)術(shù)年會(huì)光化學(xué)分會(huì)場論文集 2008-07-01

24 三維微納結(jié)構(gòu)的分子設(shè)計(jì)與表面熒光分子修飾 師蘭婷; 董賢子; 陳衛(wèi)強(qiáng); 段宣明 中國化學(xué)會(huì)第26屆學(xué)術(shù)年會(huì)光化學(xué)分會(huì)場論文集 2008- 07-01

25 含硅樹枝狀分子在納米光子學(xué)中的應(yīng)用研究 陳衛(wèi)強(qiáng); 鄭美玲; 李春芳; 金鋒; 董賢子; 段宣明 中國化學(xué)會(huì)第26屆學(xué)術(shù)年會(huì)應(yīng)用化學(xué)分會(huì)場論文集 2008-07-01

資料更新中......

榮譽(yù)獎(jiǎng)勵(lì)：

1.2002年入選中國科學(xué)院“引進(jìn)國外杰出人才”（百人計(jì)劃）計(jì)劃。

資料更新中......

媒體報(bào)道：

為發(fā)“光” 燃燒自己——專訪中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所段宣明博士

神奇的光子

生活中，人們都很熟悉光，那么，您知道光子嗎？

光，總能讓人聯(lián)想到燈光、望遠(yuǎn)鏡、顯微鏡�？商崞鸸獗P、激光打印機(jī)、掃描儀、傳真機(jī)恐怕您一定耳熟能詳吧？這就是神奇的光子帶給我們的高科技成果。

說到這，您一定對他——段宣明博士，一個(gè)與光子較上勁兒的學(xué)者發(fā)生興趣了！60年代生于巴蜀之地，年輕的段宣明博士始終孜孜不倦，刻苦鉆研，為我國光子學(xué)以及光子技術(shù)的發(fā)展做出了不可磨滅的貢獻(xiàn)。在光子時(shí)代已然來臨的今天，是他讓中國人可以挺直腰桿，驕傲地說:我們走在世界前列！

寂寞芳菲路

回首昨天，我們滿眼都是段宣明博士與光子學(xué)的篤深情誼。在學(xué)術(shù)攻堅(jiān)的道路上，他是寂寞的，可一路走來，那滿眼的芬芳又是那么令人心生艷羨！

1979年9月，大連理工大學(xué)化工學(xué)院高分子材料專業(yè)選擇了段宣明或許真是慧眼識才。多年以后，他以自己的輝煌成就向母校提交了一份喜人的匯報(bào)書。

大連理工大學(xué)專業(yè)的基礎(chǔ)教育為段宣明打下了良好的知識基礎(chǔ)。畢業(yè)后，他先后在四川宜賓天原化工廠研究所、重慶大學(xué)化工學(xué)院任職，廢寢忘食，深深沉醉，他在科研上已然小有成就。

為開闊視野，縮短學(xué)術(shù)進(jìn)步歷程，1992年段宣明毅然留學(xué)海外，來到日本東北大學(xué)多元物質(zhì)科學(xué)研究所所長、有機(jī)非線性光學(xué)材料領(lǐng)域國際著名學(xué)者中西八郎教授實(shí)驗(yàn)室，在這里揭開了他與光子較勁的歷程。在1998年順利獲得理學(xué)博士學(xué)位后，他先后在日本理化學(xué)研究所任基礎(chǔ)科學(xué)特別研究員、日本科學(xué)技術(shù)振興機(jī)構(gòu)任重大項(xiàng)目研究員。一步一個(gè)腳印的踏實(shí)努力使段宣明博士在學(xué)術(shù)路上顯示出巨大的潛力，從化學(xué)、材料到光學(xué)、激光技術(shù)的不同領(lǐng)域的積累使他具備了在需要多學(xué)科知識的交叉前沿科學(xué)領(lǐng)域開展研究工作的基礎(chǔ)，海外的學(xué)習(xí)環(huán)境更給了他開闊的視野和先進(jìn)的研究方法……他在科研道路上如魚得水，蒸蒸日上！留學(xué)期間，他研讀書籍，請教專家，反復(fù)試驗(yàn)，一次一次地求證，一次一次地推演，承擔(dān)了多個(gè)重大項(xiàng)目和課題，在有機(jī)非線性光學(xué)材料的研究工作中取得多項(xiàng)具有創(chuàng)新意義的重要研究成果，在該領(lǐng)域大展鋒芒！從1994年開始，他作為主要研究人員參與并完成了多個(gè)重大項(xiàng)目，包括日本文部省重點(diǎn)研究領(lǐng)域重大項(xiàng)目：有機(jī)非線性光學(xué)材料光波調(diào)制，日本新能源新產(chǎn)業(yè)技術(shù)機(jī)構(gòu)(NEDO)重點(diǎn)項(xiàng)目：有機(jī)非線性光學(xué)晶體，日本科學(xué)技術(shù)振興機(jī)構(gòu)(JST) 戰(zhàn)略性創(chuàng)新基礎(chǔ)研究計(jì)劃重大項(xiàng)目(CREST)：非線性納米光子學(xué)……他通過自身努力在科研上取得了豐碩成果，對光子學(xué)的發(fā)展起到了重大推動(dòng)作用，也奠定了他在國際光子學(xué)研究領(lǐng)域的地位！他利用HRS首次對離子性分子的超分極率進(jìn)行了系統(tǒng)評價(jià)，發(fā)現(xiàn)其擁有較中性分子大數(shù)倍的超分極率，并理論計(jì)算證明了超分極率與晶體非線性光學(xué)特性實(shí)驗(yàn)值吻合,為進(jìn)行非線性離子性分子的分子設(shè)計(jì)提供了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。該成果在SPIE年會(huì)上報(bào)告后獲得好評，美國著名科學(xué)家、時(shí)任《Science》雜志編委的Marder教授在其發(fā)表的綜述中對該成果進(jìn)行了評述；在運(yùn)用HRS評價(jià)超分極率的初期，他提出利用HRS評價(jià)超分極率時(shí)所用溶液濃度是能否正確評價(jià)超分極率的關(guān)鍵因素之一，為建立準(zhǔn)確的評價(jià)方法提供了重要依據(jù)。該成果發(fā)表后，HRS發(fā)明者、比利時(shí)科學(xué)家Persoons教授即指出：日本的研究組在使用HRS進(jìn)行超分極率測定時(shí)，發(fā)現(xiàn)溶液濃度對所獲得的超分極率實(shí)驗(yàn)值將有所影響；他還發(fā)現(xiàn)了獲得具有非中心對稱性晶體結(jié)構(gòu)的一些基本規(guī)律，為晶體結(jié)構(gòu)對稱性控制提供了新的方法論，為二階非線性光學(xué)晶體的晶體工程研究提供了新的基本思路。該成果被日本文部省有機(jī)非線性光學(xué)材料光波調(diào)制重點(diǎn)研究領(lǐng)域首席科學(xué)家Miyata教授在日本光學(xué)學(xué)會(huì)雜志《光學(xué)》所發(fā)表的介紹日本文部省“重點(diǎn)領(lǐng)域研究”中重要研究成果特集的“卷頭語”中作為成功案例進(jìn)行了介紹，被認(rèn)為是世界最高水平的成果，段博士亦因此受邀就相關(guān)工作撰寫了綜述；段宣明博士通過實(shí)驗(yàn)與理論研究提出了通過分子設(shè)計(jì)可以突破非線性材料的所謂“Trade-Off關(guān)系”,為設(shè)計(jì)新型高性能非線性光學(xué)分子提供了新的思路，建立了被稱為“Chained Chromophore”的分子設(shè)計(jì)概念，打破了傳統(tǒng)的“Trade-Off關(guān)系”，為有機(jī)高分子非線性光學(xué)材料的研究展示了新的分子設(shè)計(jì)概念。他的研究結(jié)果被作為日本文部省“重點(diǎn)領(lǐng)域研究”所取得的重要成果之一在Miyata教授發(fā)表的綜述中介紹，比利時(shí) Persoons 教授在他發(fā)表的綜述中也做了介紹……成功、鮮花、掌聲紛至沓來，段宣明博士在學(xué)界的影響力與日俱增�？稍谒�年輕的心里，仿佛時(shí)刻有一個(gè)念頭在折磨著他，讓他寢食難安……

游子心切 報(bào)國情濃

2002年，段宣明博士成功入選年度中國科學(xué)院“引進(jìn)國外杰出人才計(jì)劃”。欣喜若狂時(shí)，他才明白這竟是自己多年的心結(jié)。于是，他放棄國外優(yōu)厚的待遇和先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)條件，毅然回到中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所。

他清晰記得那是2003年底，他白手起家，開始實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與研究團(tuán)隊(duì)的組建。如今，240平米包括光學(xué)超凈實(shí)驗(yàn)室、化學(xué)合成實(shí)驗(yàn)室、材料實(shí)驗(yàn)室等可進(jìn)行前沿交叉學(xué)科實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)室已建成，包括固定研究人員5人、研究生12人的科研團(tuán)隊(duì)正精誠合作。短短五年，他以及他的團(tuán)隊(duì)所取得的成就令人欽佩，而期間的苦辣酸甜恐怕只有他自己最清楚。

當(dāng)年，他在中科院科學(xué)儀器創(chuàng)新研制項(xiàng)目支持下，憑借多年的科研經(jīng)驗(yàn)和對光子研究領(lǐng)域的敏銳，親自帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)，自主研制《納米光子學(xué)超細(xì)微加工系統(tǒng)》，大獲成功，這成為他們前進(jìn)的巨大動(dòng)力。繼而展現(xiàn)出的累累碩果，更讓世人不得不向段宣明這位留學(xué)歸來的博士投以驚異的目光！

作為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，他勇挑重?fù)?dān)！中國科學(xué)院“百人計(jì)劃”項(xiàng)目：有機(jī)高分子光電功能材料與器件研究、JST戰(zhàn)略創(chuàng)新基礎(chǔ)研究重大項(xiàng)目(CREST) “非線性納米光子學(xué)”：納米光子學(xué)用功能復(fù)合材料研究、中國科學(xué)院科學(xué)儀器設(shè)備創(chuàng)新研制重點(diǎn)項(xiàng)目：納米光子學(xué)超精細(xì)加工系統(tǒng)等等，每個(gè)項(xiàng)目他都竭盡全力，精益求精，驗(yàn)收順利，成果卓著。值得一提的是，段博士留學(xué)日本期間作為主要研究人員參與的項(xiàng)目：非線性納米光子學(xué)直到他回國時(shí)尚未完成。為保障該項(xiàng)目順利進(jìn)行， JST決定與中國合作，將課題組之一設(shè)在中科院理化所，專門委任段宣明博士為負(fù)責(zé)人。段博士不負(fù)所托，項(xiàng)目在2006年結(jié)題后受到高度評價(jià)，并被JST作為其資助的基礎(chǔ)研究領(lǐng)域所取得的重大成果之一拍攝成專題電視片，在日本科技專門電視頻道《Science Channel》播放，段博士還受到JST特別邀請前往日本參加了專題片拍攝，他在日本乃至世界學(xué)界的影響可見一斑。回國后段宣明博士還被日本大阪大學(xué)聘為特任教授。

伴隨納米技術(shù)的興起，發(fā)展納米加工技術(shù)成為國際關(guān)注熱點(diǎn)。當(dāng)前，國際先進(jìn)的光刻技術(shù)在原理上仍沿襲傳統(tǒng)光學(xué)理論，尚未突破傳統(tǒng)光學(xué)理論衍射極限的限制，段宣明博士滿懷熱情迎難而上。

多光子激光微納加工技術(shù)的加工原理與技術(shù)深深吸引了段博士，他深入研究后發(fā)現(xiàn)采用調(diào)節(jié)光聚合樹脂中光引發(fā)劑濃度與激光照射能量及照射時(shí)間等方法,可實(shí)現(xiàn)對雙光子激發(fā)所產(chǎn)生的自由基數(shù)量進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)激光加工的納米尺度分辨率。他利用自主研制的《納米光子學(xué)超精細(xì)加工系統(tǒng)》，在玻璃基板表面制備出了直徑為50納米的聚合物納米線。他在實(shí)驗(yàn)中所獲得的加工物的長徑比降低到1.38，改變了加工物長徑比僅由焦點(diǎn)形狀決定、無法小于3.0的結(jié)論，為實(shí)現(xiàn)三維規(guī)則結(jié)構(gòu)加工提供了理論與實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。

實(shí)現(xiàn)多光子激光加工的實(shí)用化是更大的難題。段博士設(shè)計(jì)合成了高效多光子光聚合引發(fā)劑，在玻璃基板表面使用僅為0.8毫瓦的低激光能量實(shí)現(xiàn)了直徑為80納米的聚合物納米線，進(jìn)而在三維空間聚合方式制備的高分子懸空線研究中獲得了僅為所使用激光波長五十分之一的直徑為15納米的三維聚合物納米線，大大超越了激光衍射極限的限制，為日本科學(xué)家報(bào)道的類似結(jié)構(gòu)分辨率(30納米)的二分之一，為利用多光子激光直寫技術(shù)進(jìn)行納米加工提供了堅(jiān)實(shí)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)與證據(jù)。他采用不同方式所獲得的加工分辨率數(shù)據(jù)均為目前國際上所公開報(bào)道的多光子激光直寫加工分辨率最高記錄。

段博士還提出通過多光束組合與控制技術(shù)將微尺度器件制備與組裝一次完成的多焦點(diǎn)控制與組裝加工方法。他采用振蕩級激光器作為光源，利用衍射元件將一束激光分為多束，通過光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了可組合的多光束并行加工。他所獲得的三維微納結(jié)構(gòu)可以在尺度、配置、組合等方面進(jìn)行設(shè)計(jì)，不僅實(shí)現(xiàn)了利用較低成本裝備進(jìn)行快速并行加工，同時(shí)為解決微機(jī)械與微器件的系統(tǒng)集成加工制備發(fā)展了一條實(shí)用可行的新技術(shù)途徑，具有重要的科學(xué)意義及潛在的應(yīng)用價(jià)值。

目前，以金、銀為代表的金屬納米粒子由于其表面等離子吸收效應(yīng)，被期待作為傳感器在環(huán)境檢測、疾病診斷等方面得以應(yīng)用。段博士提出激光干涉技術(shù)還原銀離子的方法，成功制備了銀納米粒子分布周期最小為200納米的高分子-銀納米復(fù)合材料，并進(jìn)一步提出利用多光子激光干涉技術(shù)還原金離子制備有序金納米結(jié)構(gòu)的方法，在聚合物介質(zhì)中獲得了具有最小線寬為數(shù)十納米的周期性結(jié)構(gòu)高分子-金納米粒子復(fù)合材料，繼而制備出了由金納米粒子組成的線寬數(shù)十納米、周期數(shù)百納米的二維陣列，被《Laser Focus World》雜志加以評述。

針對國外科學(xué)家利用多光子激光直寫技術(shù)制備出的二維及三維金屬微結(jié)構(gòu)是由眾多尺寸在200至300納米的金屬顆粒不均勻地堆積而成，難以實(shí)現(xiàn)真正應(yīng)用，段博士提出利用表面活性劑輔助光化學(xué)還原金屬離子制備金屬納米結(jié)構(gòu)的方法，成功地控制了激光多光子還原所產(chǎn)生的金屬納米粒子尺寸，制備出由直徑為20-30納米的金屬納米粒子組成的、線寬僅為所使用激光波長的七分之一的120納米金屬納米線結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了大幅度超越光學(xué)衍射極限的多光子激光直寫技術(shù)加工金屬結(jié)構(gòu)時(shí)的納米加工分辨率，為進(jìn)一步利用激光加工技術(shù)進(jìn)行各種基于金屬納米結(jié)構(gòu)的器件制備提供了科學(xué)基礎(chǔ)與可行的關(guān)鍵技術(shù)。

除了多光子激光微納尺度加工技術(shù)研究，材料功能化研究也是光子學(xué)研究的重要課題，它是實(shí)現(xiàn)器件功能化研究中的重要領(lǐng)域。段博士通過深入研究，在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了多項(xiàng)突破。

首先，他提出并發(fā)展了多光子激光三維微納結(jié)構(gòu)加工與納米材料原位合成相結(jié)合的納米復(fù)合材料三維微納結(jié)構(gòu)加工方法，實(shí)現(xiàn)了半導(dǎo)體納米復(fù)合材料三維微納結(jié)構(gòu)加工，首次制備出發(fā)光波長可控納米復(fù)合材料三維微納結(jié)構(gòu)，率先提出利用含有納米材料前驅(qū)體組分的光刻膠進(jìn)行三維微納結(jié)構(gòu)加工、再通過原位合成納米粒子的方式實(shí)現(xiàn)納米復(fù)合材料的三維微納結(jié)構(gòu)加工思路，解決了納米材料在高粘度光刻膠中難于分散而不能適用于激光三維微納加工的難題。他設(shè)計(jì)合成了具有光聚合特性的金屬絡(luò)合物單體，制備出相應(yīng)的光刻膠，并利用多光子激光三維微納結(jié)構(gòu)加工技術(shù)與納米材料原位合成技術(shù)相結(jié)合的方法，首次制備出二氧化鈦納米復(fù)合材料的三維微結(jié)構(gòu)。進(jìn)而，他提出通過調(diào)節(jié)光刻膠中的交聯(lián)劑含量控制光固化后所形成的高分子交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)密度，實(shí)現(xiàn)了對原位合成的硫化鎘納米粒子的尺寸控制，所獲得的納米復(fù)合材料的熒光發(fā)光波長可調(diào)。利用上述技術(shù)，他制備出了具有多種顏色熒光的細(xì)胞尺寸三維微米牛等多種三維微結(jié)構(gòu)。2008年2月21日出版的《自然》雜志在“研究亮點(diǎn)”(Research Highlights)欄目(Nature,2008,451, 868-868)以Lithography: Luminous Lizards為題配以圖片對上述結(jié)果進(jìn)行了報(bào)道與評述�！蹲匀弧冯s志在Highlight中指出：They found they could vary the sculptures’colours by altering the size of the nanoparticles and tightness of the resin molecules’weave. Their animal creations are offered as proof of principle for a means of making miniature light-emitting electronics。2008年6月30日自然出版集團(tuán)（NPG）的Asia Materials網(wǎng)站在“Featured Highlight”欄目以“3D Microstrucutres： In the spotlight”為題進(jìn)一步進(jìn)行了報(bào)道。

其次，面對利用激光加工技術(shù)制備微納尺度三維復(fù)雜結(jié)構(gòu)的巨大挑戰(zhàn)，段博士設(shè)計(jì)了光子晶體中結(jié)構(gòu)最為復(fù)雜的金剛石結(jié)構(gòu)三維光子晶體，并從實(shí)驗(yàn)上證明了金剛石結(jié)構(gòu)的三維光子晶體，較堆棧結(jié)構(gòu)的三維光子晶體具有更好的光子帶隙效應(yīng)。他利用無機(jī)半導(dǎo)體材料具有較高折射率的特點(diǎn)，制備納米復(fù)合材料三維光子晶體，首次成功地制備出二氧化鈦納米復(fù)合材料的金剛石結(jié)構(gòu)三維光子晶體。其光透過率從高分子樹脂制備的光子晶體的45％降低至20％，顯示出納米復(fù)合材料微結(jié)構(gòu)的特異光學(xué)特性。該成果在E-MRS、SPIE及IEEE的國際會(huì)議上報(bào)告后，受到國際會(huì)議主席的好評。他在硫化鎘納米復(fù)合材料的三維光子晶體的研究中，發(fā)現(xiàn)通過原位生成硫化鎘納米粒子后其光子晶體帶隙效應(yīng)獲得明顯增強(qiáng)，其論文被主編選為Invited Paper在《Applied Physics A》上發(fā)表。

此外，他利用樹枝狀分子對激光染料的包覆作用提高了激光染料發(fā)光效率與高分子中摻雜濃度、降低了染料溶液的激射閾值，制備出基于光子晶體的微尺度諧振腔，實(shí)現(xiàn)了激射效應(yīng)，并觀察到光子晶體超棱鏡現(xiàn)象；他設(shè)計(jì)合成出激光染料樹枝狀分子，使高分子中染料含量提高5%，在所制備出的高分子三維納米線結(jié)構(gòu)中觀察到激射效應(yīng)，為發(fā)展微尺度無反射鏡、低激射閾值高分子有源器件提供了科學(xué)基礎(chǔ)與新的技術(shù)途徑……

“長風(fēng)破浪會(huì)有時(shí)，直掛云帆濟(jì)滄海�！倍尾┦吭谒�的學(xué)術(shù)之路上一路耕耘，一路奔波，為振興祖國光子學(xué)研究事業(yè)兢兢業(yè)業(yè)，奮斗的腳步從未停歇。目前，他已在國內(nèi)外核心期刊發(fā)表論文60多篇，其中SCI收錄刊物40多篇，擔(dān)任著多個(gè)國內(nèi)重點(diǎn)項(xiàng)目以及國際合作項(xiàng)目和課題的負(fù)責(zé)人，其中包括JST 戰(zhàn)略創(chuàng)新基礎(chǔ)研究重大項(xiàng)目(CREST)“等離子體掃描光學(xué)顯微技術(shù)”、中國科學(xué)院與JST的國際合作項(xiàng)目：功能性納米金屬結(jié)構(gòu)、中國科學(xué)院知識創(chuàng)新方向項(xiàng)目“材料與生物結(jié)構(gòu)的高分辨納米表征檢測技術(shù)”、中國科學(xué)院國際合作重點(diǎn)項(xiàng)目：人工介質(zhì)材料與器件制備及應(yīng)用、科技部國際合作專項(xiàng)：等離子人工介質(zhì)材料與光功能器件應(yīng)用研究等等。2004年至今，他14次受邀在國際會(huì)議上做特邀報(bào)告，多次在國外著名研究機(jī)構(gòu)做專題報(bào)告，多次受邀擔(dān)任國際學(xué)術(shù)會(huì)議委員等，還受邀擔(dān)任2009有機(jī)光電子國際會(huì)議暨第11屆有機(jī)非線性國際會(huì)議主席……醉心科研，勇攀高峰，段宣明博士的輝煌成就以及辛苦付出值得敬仰！

為發(fā)“光”，他燃燒了自己，將自己的有限時(shí)間都投入到了偉大的科研事業(yè)中！為了光子學(xué)的長足發(fā)展，從前，他義無反顧；現(xiàn)在，更是爭分奪秒；未來，他必將創(chuàng)造出更大的奇跡!

來源：科學(xué)中國人 2008-10-8