胡麗麗研究員在實(shí)驗(yàn)室 本文圖均為 受訪者供圖
釹玻璃是指含有稀土發(fā)光釹離子的特殊玻璃,它可以在“泵浦光”的激發(fā)下對激光能量進(jìn)行放大,是激光器的“心臟”。激光釹玻璃性能的好壞直接決定了激光裝置輸出能量的潛力和質(zhì)量,是目前人類所知能夠輸出最大激光能量的工作介質(zhì)。
大尺寸激光釹玻璃成品需同時(shí)符合高光學(xué)質(zhì)量、低應(yīng)力、無鉑顆粒等夾雜物、高一致性等28個(gè)技術(shù)指標(biāo),釹玻璃尺寸越大,生產(chǎn)難度越高。
激光釹玻璃連續(xù)熔煉技術(shù)被譽(yù)為美國國家點(diǎn)火裝置(NIF,目前世界最大激光慣性約束聚變裝置)七大奇跡之首。然而,掌握激光釹玻璃關(guān)鍵技術(shù)的西方國家對我國實(shí)施嚴(yán)格的技術(shù)封鎖和產(chǎn)品禁運(yùn),我國必須靠自主研發(fā)。
如何突破封鎖,解決我國激光聚變研究的戰(zhàn)略急需,成為擺在中科院上海光機(jī)所胡麗麗團(tuán)隊(duì)面前的一大挑戰(zhàn)。
釹玻璃總是在封閉式隧道窯炸裂,是胡麗麗團(tuán)隊(duì)面臨的一個(gè)困難。
胡麗麗研究員與激光釹玻璃
成型后的釹玻璃溫度高達(dá)六七百攝氏度,需要在這個(gè)隧道窯里呆上一個(gè)星期,逐漸冷卻到六七十度。實(shí)驗(yàn)初期,玻璃都在隧道窯里炸裂了。請來的外援專家,到現(xiàn)場看了后說這個(gè)問題他們也解決不了。
胡麗麗秉著“只能上,不能退”的決心,當(dāng)場拍板自己解決。她帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)花了半年時(shí)間,重新做方案,改變隧道窯的結(jié)構(gòu),最終解決了玻璃炸裂的問題。
這時(shí),釹玻璃包邊成為阻擋他們前進(jìn)的又一座大山。
原有外購的包邊膠存在容易脫膠、收縮大導(dǎo)致釹玻璃炸裂等問題。尋找了數(shù)家外協(xié)單位仍然未解決問題。胡麗麗團(tuán)隊(duì)決定自主研發(fā)釹玻璃包邊膠。
通過幾年的持續(xù)攻關(guān),上萬次實(shí)驗(yàn),胡麗麗團(tuán)隊(duì)不僅最終研制出滿足性能的包邊膠,還成功研制出一整套機(jī)械化包邊工藝,大大提升了釹玻璃包邊性能和批量生產(chǎn)效率。
圍繞大尺寸激光釹玻璃批量制造關(guān)鍵技術(shù),胡麗麗團(tuán)隊(duì)經(jīng)過十多年持續(xù)攻關(guān),逐項(xiàng)攻克了大尺寸激光釹玻璃批量制造涵蓋的連續(xù)熔煉、精密退火、包邊、檢測四大關(guān)鍵核心技術(shù)。
胡麗麗團(tuán)隊(duì)的成果打破了國外技術(shù)封鎖,取得了以連續(xù)熔煉為核心的大尺寸激光釹玻璃批量制造關(guān)鍵技術(shù)的突破,實(shí)現(xiàn)了涵蓋大尺寸激光釹玻璃連續(xù)熔煉、包邊和高精度檢測的三項(xiàng)核心技術(shù)發(fā)明。團(tuán)隊(duì)還自主發(fā)明并建成了具有中國特色的首條大尺寸激光釹玻璃連續(xù)熔煉線,實(shí)現(xiàn)了大尺寸激光釹玻璃的批量生產(chǎn)。
大尺寸N31激光釹玻璃已經(jīng)成功應(yīng)用于我國“神光”系列激光裝置和用于開展前沿基礎(chǔ)研究的上海超強(qiáng)超短激光實(shí)驗(yàn)裝置(SULF)。
目前,上海光機(jī)所已成為國際上獨(dú)立掌握釹玻璃元件全流程生產(chǎn)技術(shù)的機(jī)構(gòu)。胡麗麗作為第一完成人,榮獲上海市2016年度技術(shù)發(fā)明獎特等獎、2017年度國家技術(shù)發(fā)明獎二等獎。
胡麗麗說,沒有團(tuán)隊(duì)的合作,這個(gè)項(xiàng)目不可能完成。挑戰(zhàn)極限的科研攻關(guān)過程中失敗是常態(tài),成功來自從一次次失敗中吸取和總結(jié)教訓(xùn)。這10多年的攻關(guān)中,自己團(tuán)隊(duì)所經(jīng)歷的失敗次數(shù)更是難以列舉。
“在外人看來,我們可能像一群只知道工作的苦行僧??墒俏覀円捕贾溃胱龀梢稽c(diǎn)事情,光靠8小時(shí)是不夠的?!焙慃愓f。
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