化学激光五十年发展历程感悟(《中国科学报》2019-08-06)

  来源:《中国科学报》

  发布时间:2019-08-06

  ■金玉奇

  皇家pk10历史开奖记录(以下简称化物所)的化学激光研究开展了五十多个年头,从白手起家,到我国HCl化学激光首光;从坚持“非共识”创新,到成功研制我国第一台HF/DF化学激光器,再到成功研制我国第一台氧碘化学激光器、特殊HF/HBr化学激光关键技术突破,化学激光研究实现了从无到有、从小到大、从弱到强,由理论基础研究到关键技术攻关,再到技术集成,不断突破、不断升级、不断超越。这一路走过的历程值得我们去深深感悟。

  国家任务的需求是我们的选择

  化物所从成立之初,科研方向一直面向国家重大任务需求,“急国家之所急、想国家之所想”。

  1960年7月,美国科学家梅曼制成了世界上第一台红宝石激光器;1961年,加拿大科学家Polanyi首先提出了通过化学反应产生振转布局反转实现红外化学激光的设想。在西方国家开始探索利用激光作为各种光武器的背景下,毛主席对激光进行了专门的批示:“死光,搞一批人专门去研究它,要有一小批人吃了饭不做别的事,专门研究这个。”

  1962年,化物所成立了化学激光研究小组,在化学激光基础知识薄弱、国际上对我国封锁前沿科技、激光相关仪器设备少之又少的重重困难下,开始了化学激光的探索研究。终于在1966年,成功研制出我国第一台利用光引发的化学能泵浦HCl化学激光器,比美国科学家Kasper和Pimentel造出世界上第一台脉冲HCl化学激光器,仅晚了两年。

  为了使化学激光器能量更大、质量更好、效率更高,化物所开始转入燃烧驱动的化学激光研究,这预示着化物所正式踏上了我国高能化学激光研究新征程。

  1973年1月化学激光研究室成立,1974年成功研制出我国燃烧驱动连续波高功率HF/DF化学激光器。在研制化学激光的同时,研究室十分注重化学激光的机理和基础理论研究。上世纪80年代,化物所率先开展了新“泵浦”反应和分子碰撞传能动力学方面的研究,以此为基础,开创了我国分子反应动力学研究领域。

  由于HF/DF化学激光波长较长,研究室又转向短波长化学激光新体系的探索研究,在1982年成功研制出我国第一台氧碘化学激光器,拉开了我国高能短波长氧碘化学激光研究的序幕。为了将高能化学激光研究进行到底,研究室想方设法节省开支,并向中科院借钱开展科研工作,直到1986年,国家启动重大科研计划,氧碘化学激光项目列入国家重大任务发展计划,才迎来了我国高能氧碘化学激光发展的春天。

  1994年,化物所成功研制出超音速流动的连续波氧碘化学激光器,使激光器体积效率有了量级的提高;1995年,研制出新一代氧碘化学激光器,光束质量因子?茁<10,这使得我国高功率氧碘化学激光技术进入世界先进行列,仅次于美国。同年,成功完成了初级技术综合演示试验,160余次试验中,成功率100%,这对于化学激光走向应用具有重要里程碑意义。1998年,化学激光研究团队又开始新一轮联合试验,最终获得圆满成功,受到国家高度重视。

  多年来,化物所在不同任务发展的带动下,夯实了以物理学、光学、化学、化工、流体力学、分子反应动力学为代表的多个学科基础,化学激光研究迎来了全面发展的新局面。

  协力攻关、矢志奉献是我们的传统

  几代研究人员在化学激光研究领域的矢志奉献,使化物所的化学激光研究成果创造了多项国家第一,填补了国内多个空白,许多成果达到了世界领先水平。这些是对化学激光研究人员奉献精神的最好褒奖。

  老一辈研究人员历经的“大罐会战”就是协力攻关的最好例证。在HF/DF化学激光器放大验证过程中,需要3个50立方米真空罐,以当时的技术条件,在短时间内是不可能完成的。为此,化物所党委决定打破所内部门界限,组织各方面协同作战。

  该所条件处到中科院和当时的冶金部求援调拨钢板20吨,该所仪器厂成立大罐设计加工一条龙会战组,所里临时将04楼前的空地组建成露天车间。科研人员和工人师傅一起,每天工作10多个小时,吃在工作现场,睡在04楼礼堂,奋战40多天,终于按时保质完成了任务。

  今天的化学激光研究人员继承和发扬前辈奋斗精神,当国家任务下达之时,相关人员迅速向任务靠拢,不同专业、不同组别的人员不分彼此,精诚团结投入到国家任务攻关之中。

  新一代研究人员参与的“联合外场试验”就是奉献青春的最好写照。联合外场试验与实验室科研工作有很大不同,联合试验以任务可靠性为首要关注点,在任务剖面内必须做到所有性能万无一失,任务下达只许成功,不许失败。研究人员承受着巨大的任务压力,克服着艰苦的生活条件,压抑着长期的思乡之苦,夜以继日进行试验。

  联合试验任务繁重,他们需要每天凌晨进入岗位,很晚才能结束工作,如此连续作战,使得他们身心疲惫。

  为了不耽误第二天试验,节省来往路上时间,关键岗位人员只能在场地“凑合一宿”。外面天寒地冻,场地条件简陋。与完成任务相比,环境和条件的艰苦都显得微不足道。因为试验一旦出现故障而导致任务失败,一方面会使国家财产遭受巨大损失;另一方面,联合试验的每个岗位都代表整个团队、研究所,上百双眼睛都会聚焦到故障岗位。每次试验前,各个岗位队员都要一遍又一遍地检查试验状态,确保试验万无一失。化物所化学激光研究历经多次联合试验,每次试验都取得了成功。

  几代研究人员在挑战前沿、献身科学的强国奋斗中,形成了协力攻关、矢志奉献的优良传统,这些传统推动着化学激光研究不断向前发展。

  接续奋斗实现事业更好发展

  物换星移,随着化学激光研究事业的不断发展,研究人员队伍壮“大”,十几人的研究组变成了百余人的化学激光重点实验室;组织结构转变,垂直的单一结构变成了面向国家重大项目、有“横”有“纵”完善的组织体系;实验场地翻“新”,几十平方米的实验室变成了两万余平方米的实验基地;仪器设备变“好”,几台简陋设备变成了近百台套的国际先进仪器。

  今天的化学激光重点实验室继承了几代研究人员的优良传统,在圆满完成每一次国家交予的重任的同时,不断丰富精神文化生活,创新团队建设,相继开展了青年论坛、先进标兵评选、离退休职工走访团拜等特色活动,人文建设水平迈上新台阶。

  未来,化物所化学激光研究还将持续面向国家重大战略和需求,坚持聚焦“往高处走”“往实用化走”“往多样化走”的时代任务,重点围绕“大”“小”“变”“新”“好”等方面继续开展探索研究。我们相信,在新时代国家需要的召唤下,新一代研究人员必将继承和发扬化学激光传统和精神,面向我国高能激光新使命,再次谱写化学激光新的篇章。

  作者简介:

  金玉奇,1965年11月出生于辽宁省大连市。现任皇家pk10历史开奖记录副所长、中国科学院化学激光重点实验室主任。

  以下是该媒体报道地址:http://news.sciencenet.cn/sbhtmlnews/2019/8/348431.shtm

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