——習(xí)近平總書記在致中國(guó)科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求
——中國(guó)科學(xué)院辦院方針
語(yǔ)音播報(bào)
3月22日,中科院上海光機(jī)所高功率激光單元技術(shù)中心主任胡麗麗研究員主持完成的“大尺寸高性能激光釹玻璃批量制造關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”項(xiàng)目獲頒上海市2016年度技術(shù)發(fā)明特等獎(jiǎng),這是繼2014年陳賽娟院士之后又一位女科學(xué)家主持的項(xiàng)目榮獲特等獎(jiǎng)。
記者看到的大名鼎鼎的“釹玻璃”,長(zhǎng)80公分,寬50公分左右,晶瑩剔透。因含有稀土發(fā)光粒子,其可以在“泵浦光”的激發(fā)下產(chǎn)生激光或?qū)す饽芰窟M(jìn)行放大,是激光器的“心臟”。
“種子光是微不足道的激光,只有納焦耳級(jí)10-9,通過數(shù)千片大口徑高品質(zhì)的激光釹玻璃裝置,最終將被放大到小太陽(yáng)量級(jí)的兆焦耳級(jí)106?!焙慃惤榻B說。
釹玻璃性能的好壞決定了激光裝置輸出能量的潛力和質(zhì)量。上海光機(jī)所激光釹玻璃團(tuán)隊(duì)經(jīng)過10多年持續(xù)攻關(guān),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,成功應(yīng)用于“神光”系列裝置和超強(qiáng)超短激光裝置。
為國(guó)家啃下這塊硬骨頭
上海光機(jī)所先后開展了硅酸鹽釹玻璃和磷酸鹽激光釹玻璃的研發(fā)工作。第一代是用于高能激光系統(tǒng)的硅酸鹽釹玻璃;第二代是用于高功率激光聚變系統(tǒng)“神光Ⅱ激光實(shí)驗(yàn)裝置”的N21型磷酸鹽釹玻璃。
自國(guó)家啟動(dòng)重大科技專項(xiàng)以來,對(duì)大尺寸高性能激光釹玻璃提出了更為迫切的需求。
“2002年,我們還在采用單片熔煉,一年做了102片,已經(jīng)是最好的紀(jì)錄了?!焙慃惢貞洝?/p>
而此時(shí),單片熔制技術(shù)從產(chǎn)量到性能都無(wú)法滿足國(guó)家需求。聚變裝置對(duì)釹玻璃性能一致性提出了非常高的要求。
“數(shù)千件釹玻璃元件必須性能一致,才能保證192束激光同時(shí)打在同一點(diǎn)形成聚變?!焙慃愄寡赃@是挑戰(zhàn)極限的工作。
西方國(guó)家對(duì)我國(guó)采取了嚴(yán)格的技術(shù)與產(chǎn)品禁運(yùn),這使得自主發(fā)展連續(xù)熔煉技術(shù)為核心的批量制造技術(shù)成為唯一解決途徑。
“重任來了,她敢接?!鄙虾9鈾C(jī)所高功率激光單元技術(shù)研發(fā)中心黨支部書記徐永春覺得膽大心細(xì)是研究所包括胡麗麗在內(nèi)很多科研人員的共同特質(zhì)。
“離線的模擬實(shí)驗(yàn)和在線實(shí)驗(yàn)總共做了100多次。每個(gè)環(huán)節(jié)都碰到過難題。有時(shí)候的確走到了死胡同,逼著我們?cè)偃ヌ剿餍碌姆椒ê吐窂?。”該?xiàng)目第二完成人陳樹彬?qū)⒚恳淮蔚睦щy看作是解決核心問題的曙光,“再困難也沒有人打退堂鼓。因?yàn)閲?guó)家任務(wù)面前,我們沒有退路?!闭沁@樣鍥而不舍的精神支撐著這支團(tuán)隊(duì)在一連串的極限挑戰(zhàn)中啃下了這塊硬骨頭。
解決兩大難題 掌握四項(xiàng)核心技術(shù)
激光釹玻璃的連續(xù)熔煉和包邊技術(shù)是擺在胡麗麗和她團(tuán)隊(duì)面前的兩大難題。針對(duì)這兩大難題,團(tuán)隊(duì)展開針對(duì)性攻關(guān),取得了四大關(guān)鍵核心技術(shù)的突破。
通過發(fā)明連續(xù)熔煉動(dòng)態(tài)除羥基技術(shù)和雜質(zhì)控制技術(shù),保障釹玻璃中羥基吸收系數(shù)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先指標(biāo);發(fā)明了新型包邊膠和包邊工藝,并研發(fā)批量包邊機(jī)械化設(shè)備,實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定可靠包邊;發(fā)明了包邊剩余反射、鉑顆粒檢測(cè)方法,實(shí)現(xiàn)了釹玻璃批量制造的高效率、高精度檢測(cè)技術(shù)全覆蓋;上海光機(jī)所建成有中國(guó)特色的首條大尺寸磷酸鹽激光釹玻璃連續(xù)熔煉批量制造線,實(shí)現(xiàn)了大尺寸激光釹玻璃的批量生產(chǎn)。
從隧道窯出來的釹玻璃,需要經(jīng)過切割、冷卻、加工,最后檢驗(yàn)其光學(xué)性能?!氨热缋锩嬗袥]有氣泡和條紋等缺陷,如果沒有,我們就要?dú)g呼萬(wàn)歲了?!比缃裆虾9鈾C(jī)所的生產(chǎn)線一年能生產(chǎn)1200片大尺寸高性能釹玻璃,而胡麗麗和她的團(tuán)隊(duì)依然會(huì)為每一塊完美釹玻璃的誕生而興奮不已,因?yàn)橹挥兴麄儾拍荏w會(huì)這背后的艱辛。
創(chuàng)新是最好的傳承
半個(gè)世紀(jì)激光釹玻璃的研制凝聚了以干福熹院士、姜中宏院士為代表的三代人的心血。
“釹玻璃的成分、牌號(hào)、工藝在不斷變化,但是精神卻是傳承的。”在胡麗麗眼中,最好的傳承便是在前輩的基礎(chǔ)上不斷創(chuàng)新,“做科研一定要做新的東西,就是要做沒有人做過的事情?!?/p>
正是這樣敢為人先的精神一脈相承,鍛煉和培養(yǎng)了一批多學(xué)科、工程經(jīng)驗(yàn)豐富的老中青結(jié)合的科研骨干隊(duì)伍。
“我已年過半百,開始有意識(shí)地做減法,給年輕人更多的機(jī)會(huì)?!焙慃惪谥械哪贻p人如陳樹彬、唐景平、孟濤等已成為團(tuán)隊(duì)中的頂梁柱,負(fù)責(zé)釹玻璃連續(xù)熔煉線與包邊技術(shù)的設(shè)計(jì)與攻關(guān)。
“沒有他們的匠心和巧手,就不可能有完美的釹玻璃?!标悩浔蚋锌?,正是科研人員與技術(shù)人員數(shù)十年如一日的精誠(chéng)合作,才打磨出臻于完美的釹玻璃。
釹玻璃連續(xù)熔煉線一旦開始運(yùn)轉(zhuǎn),將日夜不休地連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)8到9個(gè)月?!拔覀兊娜諝v上不標(biāo)注節(jié)日,只標(biāo)注工程任務(wù)節(jié)點(diǎn)?!标悩浔蛘f。
“在外人看來,我們可能像一群只知道工作的苦行僧??墒俏覀兌贾?,要想做成一點(diǎn)事情,光靠8小時(shí)是不夠的?!焙慃愔t和的笑容背后是堅(jiān)毅和執(zhí)著。
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