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高端訪談

許祖彥:孜孜“追光”六十年

激光制造網(wǎng) 來源:人民日報2022-06-17 我要評論(0 )   

許祖彥近照。 高偉男攝人物名片許祖彥:物理學(xué)家,激光技術(shù)專家,中國工程院院士。他發(fā)明多種激光波長的調(diào)控技術(shù),實現(xiàn)了從深紫外到中紅外波段寬調(diào)諧激光輸出;成功合作...

許祖彥近照。 高偉男攝

人物名片

許祖彥:物理學(xué)家,激光技術(shù)專家,中國工程院院士。他發(fā)明多種激光波長的調(diào)控技術(shù),實現(xiàn)了從深紫外到中紅外波段寬調(diào)諧激光輸出;成功合作研制出深紫外固態(tài)激光源前沿裝備,使我國成為世界上唯一能夠研制實用化、精密化深紫外全固態(tài)激光源的國家,開拓了深紫外波段先進科學(xué)儀器的新領(lǐng)域;他領(lǐng)導(dǎo)團隊在國內(nèi)率先實現(xiàn)紅、綠、藍三基色全固態(tài)激光投影顯示,推動了我國大色域顯示技術(shù)的發(fā)展。


北京冬奧會閉幕式上,“折柳寄情”的場面至今令人記憶猶新:一棵由激光組成的“參天大樹”在舞臺中央拔地而起,無數(shù)條光束透過主火炬臺,穿云破霧、直達天際。這棵“大樹”應(yīng)用的是我國自主研發(fā)的“真激光”技術(shù),其背后凝結(jié)的是一位82歲的激光技術(shù)專家孜孜“追光”60年的奮斗成果。他就是中國工程院院士、中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所(以下簡稱理化所)研究員許祖彥。

“激光就是一項支撐技術(shù),困難再大,我們也要自己做”

許祖彥的辦公室陳設(shè)簡單,最顯眼的就數(shù)墻上寫得滿滿的白板和角落里的那臺激光電視了,“這邊是基礎(chǔ),那邊是應(yīng)用。”許祖彥輕觸遙控器按鍵,激光電視清晰的畫面便投射到墻壁上。它看上去要比普通家用投影儀大一些,即使在正午強烈自然光的照射下,畫面的色彩也沒受太大影響。

許祖彥解釋,激光顯示是以紅、綠、藍三基色激光為光源,通過調(diào)控三色激光強度比、總強度和強度時空分布進行顯示的。它能夠精準(zhǔn)控制在人眼的“最佳視覺感知區(qū)”,“看久了眼睛也不會有明顯的疲勞感?!痹S祖彥讓記者坐到激光電視前的沙發(fā)上,自己卻拉來一把小椅子。許祖彥說,自己習(xí)慣坐硬板凳。而研究激光的這條“硬板凳”,他一坐就是60年……

在組成物質(zhì)的原子中,有不同數(shù)量的粒子(電子)分布在不同的能級上,在高能級上的粒子受到某種光子的激發(fā),會從高能級跳(躍遷)到低能級上,輻射出與激發(fā)它的光相同性質(zhì)的光。在某種狀態(tài)下,能出現(xiàn)一個弱光激發(fā)出一個強光的現(xiàn)象。這就是“受激輻射的光放大”,簡稱激光。

上世紀60年代初,許祖彥進入中國科學(xué)院物理研究所(以下簡稱物理所)陳春先研究小組工作。當(dāng)時,國際上對激光的研究剛興起,物理所也著手開展激光研究。

1964年,許祖彥在剛建成的50萬焦耳閃光燈泵浦固體激光實驗室內(nèi),使用兩根1米長的紅寶石晶體,在液氮溫度下的自由震蕩運轉(zhuǎn),產(chǎn)生了3000焦耳的激光脈沖,擊穿了1厘米厚的鋼板;此后不久,他們又使用隱花菁染料對紅寶石激光調(diào)Q(一種實現(xiàn)激光“脈沖輸出”的手段),實現(xiàn)了500兆瓦巨脈沖輸出,用5厘米透鏡聚焦電離擊穿空氣,產(chǎn)生等離子體線。

“起初,我們的工作條件很差?!痹S祖彥回憶,沒有合適的閃光燈電源,他就用8千瓦的廢舊高頻感應(yīng)爐改裝?!拔覐臎]見過這么大功率的電器,也找不到圖紙。”許祖彥在實驗室的板凳上睡了3個月,數(shù)清一條條高頻爐電線,畫出電路圖,又用了1個月改造出50萬焦耳閃光燈電容器充電電源。為了防止強放電擊穿電容器導(dǎo)致爆炸,他還研發(fā)了特種保險絲?!耙婚g300平方米的平房,就是我們的實驗室,里面堆滿了一人高的大電容器。”許祖彥說,“實驗室里夏熱冬冷,白天聽鳥鳴,夜晚蛐蛐唱,但在這里取得的成果,為后來的許多應(yīng)用打下了堅實的基礎(chǔ)?!?/p>

上世紀80年代末開始,許祖彥發(fā)明了多種激光波長的調(diào)控技術(shù),實現(xiàn)從深紫外到中紅外波段寬調(diào)諧激光輸出。后來,他帶領(lǐng)團隊研制出世界第一臺多波長光參量激光器,還帶領(lǐng)研究組與陳創(chuàng)天院士研究組合作,成功研制出深紫外固態(tài)激光源前沿裝備,使我國成為世界上唯一能夠研制實用化、精密化深紫外全固態(tài)激光源的國家,開拓了深紫外波段先進科學(xué)儀器的新領(lǐng)域。在此基礎(chǔ)上,我國科學(xué)家在石墨烯、高溫超導(dǎo)、拓撲絕緣體等研究中獲得了一系列重要結(jié)果。

許祖彥說,“硬板凳”之所以坐起來舒服,是因為人的腰部有支撐,“激光就是一項支撐技術(shù),困難再大,我們也要自己做。”

“我們努力做出來了,并且做得很好,為產(chǎn)業(yè)化發(fā)展建立了信心”

上世紀60年代中期,國際上關(guān)于激光顯示的研究剛剛起步。不久后,許祖彥和團隊就在國內(nèi)率先開展了激光全息照相研究,并不斷思考激光大色域顯示和3D顯示的發(fā)展前景。1996年,他提出發(fā)展大屏幕激光全色顯示的設(shè)想,“發(fā)展高技術(shù)產(chǎn)業(yè),還是要做出個規(guī)模來才有意義?!痹S祖彥說。

許祖彥提出多項專利技術(shù),研制出多種大功率紅、綠、藍三基色DPL(全固態(tài)激光器),合成20瓦以上的白光激光。他和團隊成員又與國內(nèi)多家科研單位聯(lián)合攻關(guān),2003年,他們終于在國內(nèi)首次實現(xiàn)了激光全色投影顯示;接下來,他們又相繼完成了60英寸、80英寸、140英寸、200英寸等系列激光顯示原理樣機的研發(fā)。

“我們的努力證明,激光顯示是可行的?!痹S祖彥說,“自激光發(fā)明以來,人們就想用它做顯示,理論上激光全色顯示色域廣,顯示的圖像應(yīng)當(dāng)很好看,我們努力做出來了,并且做得很好,為產(chǎn)業(yè)化發(fā)展建立了信心。”

為了實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化目標(biāo),許祖彥和很多人打過交道。有的說,成果很好,還是等形成規(guī)模我們再支持;有的說,我們需要的成果,得一落地就能賺錢。許祖彥沒有氣餒……他和團隊不斷提升技術(shù)水平,終于等來了激光顯示產(chǎn)業(yè)化的時機。

2015年5月,杭州中科極光科技有限公司成立。作為理化所的技術(shù)成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化企業(yè),這家公司掌握的“真激光”顯示技術(shù),能夠全面達到BT.2020超高清顯示國際標(biāo)準(zhǔn),建成了6000平方米的自動化光源及整機生產(chǎn)線,公司在工程投影、家庭影院、數(shù)字化放映等多個方面實現(xiàn)量產(chǎn)。

“當(dāng)年許院士做激光顯示的時候,遇到的都是前所未見的難題。中科極光開始的新一輪產(chǎn)業(yè)化探索,同樣沒有現(xiàn)成的經(jīng)驗?!睅煆脑S祖彥的理化所應(yīng)用激光研究室主任畢勇說,“我們不僅要繼承老一輩科研人員的技術(shù)積累,更要學(xué)習(xí)他們孜孜以求的精神。”

“戰(zhàn)略科學(xué)家既要知道任務(wù)總體,還要知道其中的關(guān)鍵技術(shù)”

從事激光研究60年,許祖彥當(dāng)了40多年的研究組組長,同事開玩笑說他是“研究組長之最”。如今雖已年逾八旬,從戰(zhàn)略研究到實驗技術(shù)細節(jié),他都盡心盡力?!坝行庐?dāng)選的院士問我‘院士怎么當(dāng)’?我說‘院士不好當(dāng)’。原來是教授、總工程師,當(dāng)了院士、成了工程科學(xué)家了,更要爭當(dāng)戰(zhàn)略科學(xué)家?!痹S祖彥說。

什么是戰(zhàn)略科學(xué)家?在許祖彥看來,一是能找到戰(zhàn)略方向,二是知道怎么去實現(xiàn)這個戰(zhàn)略方向?!皯?zhàn)略科學(xué)家既要知道任務(wù)總體,還要知道其中的關(guān)鍵技術(shù),在某些特定領(lǐng)域要‘知道全部’。”

在激光領(lǐng)域,從上游的基礎(chǔ)研究、應(yīng)用基礎(chǔ)研究,到下游的產(chǎn)業(yè)化,許祖彥全都“做了一遍”?!拔易黾す?0年,我的黨齡也是60年,一定要做點對國家有用的東西。我沒什么了不起,是趕上了好時代,遇到了好機會。”許祖彥說。

許祖彥尤其重視培養(yǎng)人才。他是中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)第一屆畢業(yè)生,老師中不少都是科學(xué)泰斗和杰出的科學(xué)家。老師們的言傳身教讓許祖彥受益匪淺,他也希望自己能夠“發(fā)光發(fā)亮”,薪火傳承。

“我們需要一批具有學(xué)術(shù)引領(lǐng)能力和產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶動能力的領(lǐng)軍型科研人才?!痹S祖彥說,要鼓勵青年科研人員“為創(chuàng)新找路子”,不能有“吃老本”“過小日子”的想法。他呼吁體制機制創(chuàng)新,為具備潛質(zhì)的中青年人才打通成長渠道;他喜歡舉辦學(xué)術(shù)沙龍,喜歡給學(xué)生講故事,因為“故事能啟發(fā)人的悟性”;學(xué)術(shù)夏令營請他去給學(xué)生們作報告,他不愿只站在講臺上,而是要坐到學(xué)生中間,平等對話……

生活中的許祖彥喜歡做菜,對于自己拿手菜的每個操作步驟都如數(shù)家珍,甚至還用上了科學(xué)術(shù)語,比如“做涼拌蘿卜絲的訣竅是用‘飽和糖水’”。他說做菜的過程“既有程序又有認識”,“要一邊改變‘參數(shù)’一邊調(diào)優(yōu)”,跟科研是相通的?!拔也恢鲝堃惶?4小時都花在一個問題上,那樣效率會很低。人的注意力也需要切換。但無論做什么事,關(guān)鍵是做的時候要保持專注?!痹S祖彥說。


記者手記

以時間刻度標(biāo)注創(chuàng)新高度

82歲高齡,60年的科研生涯,但許祖彥說自己最缺的就是時間,最不愿浪費的也是時間。60年來,以許祖彥為代表的幾代“追光者”,正是以只爭朝夕的緊迫感、水滴石穿的耐心、一以貫之的專注,換來了我國在激光技術(shù)領(lǐng)域躋身世界前列、激光顯示產(chǎn)業(yè)“從原理可行、技術(shù)可行,到產(chǎn)業(yè)可行”的成就。

科技革命日新月異,產(chǎn)業(yè)變革飛速發(fā)展。我國的科技事業(yè)既要緊跟前沿,更要立足長遠。尤其對一些周期長、見效慢的基礎(chǔ)研究、支撐技術(shù)研發(fā)來說,更要保持足夠的耐心,摒棄“短平快”思維,腳踏實地、久久為功。希望更多肩負自主創(chuàng)新使命的“追光者”,以時間刻度標(biāo)注創(chuàng)新高度,蹚開天高海闊的創(chuàng)新之路,成就意義不凡的奮斗人生!

《 人民日報 》( 2022年06月16日 10 版)


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