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光机所抚育我成长(雷仕湛)
文章来源:  |   发布时间:2015-03-23  |   【 】  【打印】  【关闭】  |   浏览:
  

    一.接触研究室新鲜事 

    二.严要求 

    三.引领我进入激光智慧之门 

    四.给我社会学习机会 

    五.建言光机所未来 

      

    我在1964年考进中科院长春光机所研究生,这年8月底我到长春报到时,人事处负责人抱歉地告诉我,需要到上海报到,我的导师已经到了在上海正筹备中的新研究所。9月中旬我到上海,这个月在嘉定军人大礼堂召开中国科学院长春光学精密机械研究所上海分所(即现在的上海光机所)成立大会,见证了上海光机所的诞生、壮大和发展,它也给了我知识、智慧和机会,抚育我成长,成为激光技术队伍中一员。 

    一.接触研究室新鲜事 

    到上海后的第二天便到导师吕大元研究员的办公室报到,他的办公室是在实验室的一角。他询问了我在大学的光学课程后对我说,在大学里学的是普通物理,普通光学,专业性知识不多,而且学的课程多,忙着上各种课、考试,腾不出多少时间读一些光学经典名著;参加工作后又忙于工作,也没有时间专心读几本名著。科学研究需要有较深厚的基础知识,这就需要部分大学毕业生继续深造,读些经典名著,充实基本知识,这便是研究生,也是学生,不参加具体的研究课题工作,主要是继续学习。于是他安排我读三本经典光学名著。他又问我关于光量子振荡器(即现在的激光器,这个名称是196412月份在上海召开的全国第三次光受激发射学术会议确定)了解的情况,我说仅仅听说过,我报考研究生时在招生简章看到的,但没有接触过实物。这时他指着实验室中央一根如同霓虹灯管的东西告诉我说,那就是一台氦-氖激光器,你往后研究的便是这一类光源。一眼看去就明白那不是普通的霓虹灯,从它的一端出来一根鲜艳的红色光束(那是激光受大气的散射光,在清洁的空中是看不到光束的)在大白天环境下在空中穿插,射到墙上留下一只鲜红色光斑,清晰可见。在大白天即使是强大的探照灯发出的光束也显示不出来,被太阳光给淹没了。显然,这种氦-氖激光是比太阳光更明亮,盖过了太阳光,而太阳光是自然界最强的。更让我吃惊的是,吕先生说,这束激光的功率只有1毫瓦,千分之一瓦!真神奇。想到我有机会研究这种神奇光源,感到十分幸运,对未来充满梦想。 

    研究室业务秘书余文炎先生给了我一些情报室编译的资料,比如中国科学院光学精密机械研究所集刊第一集---光量子振荡放大特辑;受激发射论文汇编;光受激发射情报等,从这些资料学到不少关于激光技术的知识。余先生还带我到一些实验室见识一些在研究中的激光器,见到了红宝石激光器、钕玻璃激光器等,它们是另外一类激光器,不像氦-氖激光器那样连续输出激光束,是脉动式输出,但威力更大,输出一个脉冲光能够在曝了光的照相纸上瞬间烧焦一个圆斑,普通光源办不到,氦-氖激光也做不到。 

    此后在读书之余便到一些实验室去见识那儿的激光实验。那时候所里的研究人员不多,多数还是新来的毕业生,彼此都熟悉,而且都很友好,热情相待。一天我在余先生的实验室看他们的实验,他们的激光器系统比别的激光器复杂一些,共振腔一端的反射镜还不是固定的,而是放置在一台马达的转轴上(他们做的是转镜Q开关实验),实验台上摆了不少仪器。我请教余先生,他们的实验装置与众不同的道理。他说,他们在进行高功率激光实验。“高功率激光”,我头一次听到的名词。余先生说,他们这台激光器原先输出的激光功率是千瓦左右,现在高许多了,有几百万瓦。我问他用了什么招,使激光器输出功率获得千倍提高。他说是靠了在共振腔里面加了这只Q开关,通过Q突变提高激光器输出功率。又出来一个新名词:Q突变,Q开关。余先生靠近那台激光器并指给我看,这两块反射镜组成共振腔,光辐射在它们之间来回传播会被激光工作物质放大,同时也出现光学损耗,人们引用一个称为“Q值”的物理量表征腔内发生的光学损耗大小。他接着说,泵浦灯开始向激光器工作物质泵浦初期,工作物质不断累积泵浦能量,工作物质内的能级粒子数布居反转值不断增加,共振腔内的受激辐射强度也跟随着增加,当辐射强度增长百分比大约等于其在腔内传播过程中因为各种原因受到的损耗量时,激光器发生激光振荡,并同时输出激光。发生激光振荡后,激光器往外输出能量,工作物质存贮能量的数量便不再增加,能级粒子数布居反转值也不再增加,泵浦灯后面来的泵浦能量只是起维持粒子数反转值的作用,即维持激光器继续输出激光,或者说激光脉冲宽度在增加,因此激光功率不再增大了。引进Q突变技术就是人为地控制共振腔的Q值,让Q值在一段时间内保持低值,让激光工作物质有更长时间积累泵浦能量,然后待能级粒子数布居反转值达到很高数值时,突然提高共振腔的Q值,在超过寻常阈值振荡粒子数反转值下发生激光振荡,相当于原先在较长时间里面输出的激光能量变成瞬间输出,激光脉冲宽度便大大压缩,得到的激光功率大幅度提高。余先生还举了一个日常生活中使用的抽水马桶为例子说明其中的道理。他说,抽水马桶的水箱慢慢进水,到充满了水之后突然打开放水开关,满满的一箱水突然冲出,便生成了一股冲击力很大的水流击冲洗马桶。他生动的解释,让我一下子明白了Q开关的含义和作用,又学到了一种新知识,对激光振荡过程也有了更深入了解。 

    在激光测量炮弹飞行速度实验室又学到一样新东西。实验室的实验人员热情地告诉我,用激光测量飞行物体运动速度是新技术,测量原理也很简单。他们说,激光束照射到飞行的炮弹上,由于光学多普勒效应,反射光波或者散射光波的频率(或者波长)将偏离原入射光波长,偏移的数值与炮弹飞行速度直接相关,用仪器测量出这个偏移值,也就可以知道物体的飞行速度,测量的精度很高。 

    光机所的老师们知识丰富,知道的东西很多,而且都毫不保留地告诉我,使得我的激光知识不断增加。在大学里上课,课堂上一般没有实物,讲课的内容比较空洞,往往不容易理解。在这里则不然,实验室里的老师是对着实物介绍,内容具体、实在,能够理解得快,理解深刻。过了大约2个月时间,激光器的基本原理,什么材料可以做激光器,激光性能以及它可能有些什么用处都知道了不少,基本上改变了刚来时的“一穷二白”面貌。 

    二.严要求 

    光机所每个职工刻苦学习,为科学发展奉献精神和严守制度的工作精神也是我难以抹去的记忆。每天晚上,实验室依然灯火辉煌,继续做实验或者看资料,加班加点工作是常有的事,而且完全是自觉自愿的,没有加班费,没有提出任何条件。图书馆到晚上9点才闭馆,坐满了查阅资料的人群。大多数人经常是过了11点钟才回宿舍睡觉,有一个共同的愿望是把激光技术发展得更好、更快!在那个时候,物质条件并不好,每个月粮食规定数额,一般是30斤,勉强吃饱,副食品也很少,但大家精神饱满。按时上班是大家都遵守的规则,没有人迟到早退,只有早到迟退。上班时也没有谈天说地的事,大家在埋头认真实验工作。住在上海市区的职工都住在所里的集体宿舍,星期六下午才回上海。住在嘉定城区的职工,包括我的导师,步行大约半小时上班,夏天顶着烈日,冬天冒着寒风,没有人借故请假或者迟到,而且不是一时是这样,长期是这样,的确难能可贵。这些看似小事,却是体现出员工的素质是何等高尚。正是光机所有这支素质高尚,纪律严明,积极向上的的科技队伍,才有科研成果不断涌现,欣欣向荣的好气象,才成了国内外享有盛名的研究所。一个纪律松弛,工作涣散的队伍肯定将是无所作为。同样地,我的导师也给我作出严厉规定,报到第一天,给我布置了需要阅读的书名后,就宣布4项纪律:(1)不准迟到早退;(2)上班时不准看报纸;不准阅读与专业无关的期刊;(3)上班时接电话时间不准超过3分钟,上班时间一般不能会客,如要会客时间不准超过5分钟;(4)不准谈恋爱,否则立即取消研究生资格,后面一句还加重语气,意味着这是零容忍。他说,这是为我好,作为学生需要集中时间、集中精力学习,今后才能够有所作为。前面3条的内容我熟悉,知道该怎么做,第4条“恋爱”这个词我头一次听说,报纸上或者广播电台没有说到过,不明白指的是什么,该如何执行。我问实验室的老同志,他们笑而不答。现在的小学生也知道这个词,这是两个时代的文化差异,我们那个年代的流行词“阶级斗争”、“又红又专”、“反修防修”,现在的学生大多数就很陌生。过几个月后我开始做毕业论文,导师给我配的助手是专科学校刚毕业不久的女学生,研究室一位大姐知道后就警告说,当心别踏上地雷!我莫名其妙,上海的女孩子是很可怕,不可靠近的?或者是她们脾气很暴躁,一言不合便暴跳如雷。我们研究室的人员主要是从长春和北京来的,本地人很少,很少与他们打交道,女孩子更是没有接触说过话,况且他们说话我听不懂,什么“阿拉”,“侬”,“瓦特”,全不明白是什么意思。想到今后工作如何面对她,着实有几分忧愁。在第二天她向我报到,一开始便自报家门:“老家山东,父亲是南下干部,上海一家工厂的党委书记。青年团员····,我妈说,让我好好帮助你干,把你的毕业论文工作当成是自己的事来做”,我觉得好笑,大孩子,工作了,还左一句妈妈说的,右一句妈妈说的,好像是乳臭味未干的孩子。不过她温柔的语言也让忧愁的心宽松许多,兴许她是束鲜花,不是只地雷。在往后的日子里她的确是如她当初许诺的,全心全力协助我实验,不时加班,甚至通宵,睏了就在实验室靠边躺一会,工作遇到挫折时还编个笑话逗乐,是位好帮手,我能够在不长的时间里做成功一种新激光器,她功不可没。到1973年下半年,驻所工宣队告诉我,我的结婚申请已经获准(那时候结婚的对方如果不是本单位人员需要政审,获准才能登记结婚),这位大姐才“解密”说,谈恋爱是自然发生的,她担心我们整天单独在一起工作会产生感情,那可就糟了,所说的踏到地雷是给个警示。正是同事们对我的关爱、关心、关注和支持,让我能够沿着正确的人生轨道行进,在科学大道上前进。 

    三.引领我进入激光智慧之门 

    196412月下旬,导师吕大元先生把我叫到他的办公室,告知我从明年初(即1965年)开始做毕业论文,原订的读书计划终止。他安排读的那几本光学名著我还没有读完,对安排我提前做毕业论文有点意外,况且当时科学院的研究生是四年制,离毕业的时间还早。当时的心态也有点特别,总想依旧当学生。但导师坚持说,学习计划修改有必要,图书馆里的书那么多,一生也读不完,只能是需要知道什么,就读什么样的书,效果才会更好,所谓学以致用。既然要改变计划,总有导师的道理,于是我答应了下来。 

    给我的毕业论文题目是“CO2分子气体激光器研制”。吕先生说,根据在物理学评论(Phys.Rev1964年,第136卷,第5期发表的一篇论文,CO2分子的振-转能级跃迁可以实现能级粒子数布居反转,产生中红外波段激光。他说,这种激光器我国目前还没有,已经研制成功的激光器种类还不多,主要就是红宝石激光器、钕玻璃激光器,以及氦氖气体激光器这几种,它们输出的激光波长在可见光,或者近红外波段,还没有输出在中红外波段的激光器,也还没有分子气体激光器。可以说准备研制的是一种新型激光器,或许可以作为你今后一段时间内的研究方向,研究领域。他说,选择这个研究题目也是基于报考的研究生研究方向,即中红外波段光量子放大器选择的。现在激光技术发展很快,有必要尽快占领这个领域。他又说,需要说明的是,做研究生毕业论文和大学生做毕业论文不一样,整个研究工作必须是自主独立完成,协助你开展实验工作的助手按规定最高学历也只能是中专毕业生,这个规定是为了更好的培养研究生的独立思考能力和研究组织能力,训练组建实验装置的本领。当然,吕先生继续说,因为研制的是新型激光器,当然就没有现成的器件供您参考,整个实验装置需要自己搭建,所需要的元件、器件和设备,需要自己去寻找,去筹备。 

    1965年春节过后便开始筹备研制工作。先到图书馆找来在《Phys.Revi;》上发表的那篇关于CO2激光器的文章,仔细阅读分析。作者介绍说,激光是在0001振动-转动能级向1000振动-转动能级跃迁发射的,根据提供CO2分子的能级资料,作为激光跃迁上能级0001振动-转动能级,其平均辐射寿命比在这个能级下面的振动-转动能级1000的短,从这两个能级的寿命关系来看,CO2分子是不适宜用做激光器工作物质,起码来说是不适宜做连续输出的激光器工作物质,因为这两个能级的寿命关系刚好与激光器运转的基本条件要求相反。不过,那只是对独立的CO2分子来说是这个样子,在实际情况中用作激光器的气体中总是包含大量的CO2分子,它们彼此之间总是不断的发生碰撞,会导致分子离开原来的能级。也就是说,在一定气压条件下,分子能级真实平均寿命主要还是由分子碰撞过程决定,而不是决定于其辐射寿命。理论和实验表明,由于碰撞导致CO2分子离开1000能级的速率,比离开0001高能级大许多,用分子光谱学使用的术语,1000能级的碰撞弛豫速率比0001能级高许多。考虑到分子碰撞这个因素的影响,实际上1000能级的平均寿命是比0001能级短得多,所以,在这两个能级之间是有可能建立起粒子数布居反转状态,即利用CO2分子气体是可以产生激光,这也意味着CO2分子气体只有在选取适当气压的条件下才可以获得激光。此外,根据激光基本理论,因为0001能级的辐射寿命比较短,一旦建立了能级粒子数布居反转状态,还能够得到比较高的激光增益系数,这对产生激光振荡还有利,即可以放宽获得激光振荡条件。根据这些分析,利用CO2分子气体的确能够获得激光,制造出激光器。 

    气体激光器大体上是由三部分组成:气体放电管、共振腔和气体放电电源。同在一个研究室的王润文研究员有一台氦-氖气体远红外激光器,他打算结束这个研究课题,于是便向他借用其放电管和电源,这就可以省去了制作放电管和电源工作。剩下的主要准备工作就是制作共振腔的反射镜和工作气体。在今天这两样东西都很普通,在市场上都可以买到。可是在当时,激光技术刚刚萌芽,人们对激光还很生疏,市场上没有激光器销售,也没有供装配激光器用的元件和材料,所以构造共振腔用的反射镜和CO2分子气体这两样东西都需要自己设法制备。我们研究所的光学镀膜室,光学加工车间和第三研究室给我提供了无私帮助,让我得以顺利完成研制筹备工作。 

    用做共振腔的反射镜中有一块要求其对10.6μm的红外辐射有很高反射率,理想反射率是达到100%,另外一块的基底材料则要求对10.6μm这个波长有很高光学透射率。在那个时候,氦-氖激光器和红宝石激光器共振腔用的反射镜是在玻璃镜片上镀多层介质膜,还没有制作过波长属于10μm的反射镜和能够透射波长10μm的激光输出反射镜,也就是说构造共振腔说需要的反射镜还需要设法研制。从光学手册上查到,一些金属对10μm光辐射有很高的反射率,比如纯度高的金、铝等,它们的光学反射率可高达99%,在光学玻璃基片上镀这种金属薄膜,预计可以得到高光学反射率的反射镜。考虑到金的性能比较稳定,反射率随时间变化不多,铝的稳定性则差一些,时间长了之后表面发生氧化,反射率会降低,于是决定采用在光学玻璃片上镀金膜制作反射镜。所里的光学薄膜实验室可以为研究人员制作光学反射镜,但镀金属膜他们还是头一次,测量金属膜的反射率也是头一次遇到,没有把握做成功。但他们为了支持我的研制工作,还是承担了试制工作,同时还设计了一种专门测量金属反射率的方法和测量装置,解决制作的金属膜反射镜反射率测量问题。 

    激光器输出端那块反射镜需要能够透射红外辐射,让在腔内产生的激光从这里输出来。这意味着这块反射镜的基底材料就不能再使用玻璃片,需要采用可以透射10μm光辐射的材料。从光学材料手册查到,一些半导体材料如锗、硅等,它们在波长10μm附近有比较高的光学透过率,可以用它们做反射镜基底。我们所的光学车间可以加工光学反射镜片,但他们同样地也只加工过玻璃材料的镜片,没有加工硅材料的反射镜基片。硅材料的机械性能与玻璃材料不同,采用原先加工玻璃的工艺显然是不能保证得到满足要求的光学面;其次,硅在可见光波段是不透明的,如何检验加工出来的光学面的质量也是个问题。光学车间的领导很好,他们答应给试加工,还专门派了一名光学加工技术高的老师傅和一名光学检验技术员专门做这件事。凭着他们的光学加工工作经验和智慧,想出了巧妙办法解决了加工工艺和光学检验问题,终于制作出了合要求的硅反射镜片。 

    CO2分子气体市场上也买不到,只好自己制造备了。化学实验室马笑山研究员给我们出一个主意,利用加热碳酸钙分解的方法制造CO2分子气体。根据研究氦-氖激光器的经验,估计使用的CO2分子气体纯度应该是很高,要达到光谱级(后来实验证实这个要求是不必要)。由加热分解得到的CO2分子气体中必然含有许多杂质气体,我们必须对它进行提纯。提纯装置是自己搭建的,它是一个附设有冷凝器的真空排气系统,把在真空条件下收集到的CO2分子混合气体由液态氮致冷,将CO2分子气体在液氮温度下变成干冰,沉淀在容器底部,而其他杂质气体未被冷凝,被真空排气系统抽走。再将得到的干冰解冻,便可以得到高纯度的CO2分子气体。经过半个月时间日夜奋战,终于获得一瓶光谱纯CO2分子气体,开始激光实验。 

    实验工作得到研究室许多同志的帮助,比如红外激光输出信号探测,放电管和电极杂质气体处理等,实验室的同事都伸出援手,协助工作。实验工作开首并不顺利,比如出现气体放电不正常,实验条件把握不准等,一次一次实验依然看不到激光输出。大家帮助我分析找原因,反复实验,几经周折,到925日的下午终于获得CO2分子激光。我终于进入了激光技术智慧之门。 

    四.给我社会学习机会 

    1961年我国制造成功激光器之后,激光技术在我国获得快速发展。但在随后的10年文化大革命中它的发展受到了影响,此时我国激光技术具体情况如何,大家都希望得到了解,以便制定更切合实际的发展规划。于是我国几位著名激光科学专家经过讨论,并征得有关部门和领导的同意,在1978年初决定组织一次我国激光科学技术发展情况调查,所领导派我参加这次调查。这次调查工作,让我从中学到不少激光新技术,新概念,也受到一次很好的创新思想教育。 

    调查分东北地区、华东地区和中南及西南地区三个小组,我分在后一个小组。这年的四月下旬,我们三人持国家科委、中国科学院和教育部的介绍信从北京出发,第一站是湖北省。在省科委的安排下我们首先到华中工学院(现在的华中理工大学),激光研究组李再光教授给我们介绍了他们的激光发展规划,并展示了他们的横向流动高功率CO2分子激光器的设计图。CO2分子激光器运转中产生的热,升高了混合气体温度,极大地限制着激光器工作性能,特别是限制了激光器输出功率水平。采用沿放电管纵向流动CO2分子混合气体方式,冷却气体的效果并不很好,提高激光器输出功率不是很明显,每米放电长度大约可以获得百瓦。横向流动是让激光工作气体垂直共振腔光轴方向流入和流出,气体在共振腔内停留时间大大缩短,冷却效果显著提高,每米放电长度可以获得千瓦激光功率,提高十倍。我在1965年根据CO2分子激光器的特点,采用通水冷却放电管和纵向流动气体试验,有一定效果,但效果不是很大,他们的设想和设计给了我很大启发,学到了新技术。1965年末我还设想过燃烧型CO2分子激光器,就是在工程上如何实施快速冷却工作气体,找不到好办法而没实现。 

    给我留下最深刻印象是在武汉邮电科学研究院的调查,至今还记忆犹新。该研究院的主要技术人员和一些部门负责人出席了座谈会,他们介绍了建院历史,主要研究和生产工作。接着,赵梓森先生切入正题说,他们研究院正在“改换门庭”,从使用“微波”的领域改到使用“光波”的领域。他们已经下了决心停止了各种微波元器件的研制和生产,比如微波管等,新组织起了研制、生产光学元件和激光器;他们将不再使用波导管传输通信信号,而是改用光纤传输通信信号。赵先生说,光纤通信是通信技术发展的必然趋势,迟早要走这条路,晚走不如早走。赵先生在发言中还表达了他们“更新换代”工作必将取得成功的信心。他说,他们客服了各种困难,在武汉的高校协助下已经研制成功了低损耗光纤,并且架设了1公里长光纤通信试验线路,显示出了良好的通信效果!放弃自己原先熟悉的专业,到一个自己并不熟悉的领域去工作,遇到的困难和问题肯定会不少;而且光纤通信当时在国外也还是刚始步,是一个全新的技术领域,或者说,这门新技术还不够成熟,不言而喻现在走这条路将需要很多付出,把全部“家当”都押到在这上面,是要冒很大风险。赵先生他们开拓新技术领域的战略眼光和胆量,我们调查小组成员万分感动、钦佩,我也受到一次生动的科学家创业教育课。也让我联想到同在上个世纪60年代初在美国国际商用机器公司(即IBM公司)发生过类似的一幕。当时该公司首席副总裁文森特·利尔森(V.Learson)提出实施360计划,研制全方位的集成电路电子计算机系列,即现在所说的“第三代电子计算机”,放弃公司现有的第二代产品(即使用半导体元件的计算机)。他认为,随着电子技术的发展,采用集成电路取代使用分立元件的电子计算机是大势所趋,即使IBM公司不搞,其它公司也一定会搞。与其以后被别人牵着鼻子走,不如自己先行一步,把主动权掌握在自己手里,使IBM公司在技术上继续保持领先地位。在当时,集成电路还刚研制成功不久,实施这个计划是要冒巨大风险。一方面是技术上的可信性,其次是资金,按照这个计划研制费用高达50亿美元!这么巨大的投资额,即使在今天其分量也是不轻的,在上世纪60年代初,那是一个天文数字。另一方面,公司当时的第二代电子计算机生意兴隆,在美国和世界各地的行情看好,垄断着资本主义世界70%的市场。如今推出第三代计算机,淘汰本公司已经畅销的计算机,在一些人看来无疑是一件劳民伤财的愚蠢举动,无异于往自己脖子上套绳索。所以,IBM的举动令当时整个计算机行业为之震动,当时的媒体说IBM公司是在进行赌博,是美国工业史上最大的豪赌!一笔赌注50亿美元的赌博!如果成功了,IBM的确可以雄霸天下;如果失败了,IBM将会破产!经过激烈的辩论,最后公司的最高权力机构——执行委员会还是批准了“360计划”,结果呢,他们是赌赢了!此后,IBM公司不仅是世界上 最大的计算机制造公司,也是一个具有先进水平、规模很大的元器件研制生产公司。IBM真正登上了世界电子计算机业霸主的宝座。 

    我们回到北京后如实做了汇报,参加汇报会的同志也同样深受感动,受到鼓舞。30多年前武汉邮电科学研究院作出的决策,让它成了我国光通信技术的发源地,也是目前我国唯一集光通信三大战略技术(通信系统、光纤光缆、光电器件)的研究、开发、生产和销售于一体的科研与产业实体,是我国电子信息百强和软件百强企业,并经国家批准,现在是“新一代光纤通信技术和网络企业国家重点实验室”、“国家光纤通信技术工程研究中心”、“国家光电子工艺中心(武汉分部)”、“国家高新技术研究发展计划成果产业化基地”、“亚太电信联盟培训中心”和创新型企业试点等。 

    光机所还给我很多参加学术交流学习机会,让我有机会不断提高自己的知识水平。1980年中国光学学会成立,所推荐我为理事,后来是副秘书长,同时担任科普委员会副主任委员、激光专业委员会委员,让我有机会参加光学组织的各种学术会议,开拓了我的光学领域视野,知道了许多新科学领域、新科技成就,有机会聆听到许多光学界专家的指导和帮助声音,特别是得到了前辈王大珩先生的指导,懂得了许多光学前沿知识,他还为我出版的几本书作序,嘱咐我大胆设想,大胆工作。王大珩告诉我,龚祖同、吕大元是他的好朋友,如同他的左、右手,前者主要从事光学玻璃研究,后者主要从事光学仪器研究,王大珩是主持这两个领域研究。我是吕大元的研究生,因为这层关系,我与王大珩接触比较多,关系也密切。我们曾经讨论过利用电视剧的方式普及高技术知识,现代人生活节奏快,没有多少时间坐下了看报读书,电视剧还是会看,把高技术编成电视剧,普及工作效果会更好。我们设想先从激光技术入手,并构思了一部“神光传奇”,介绍激光的历史、特性和应用。因为没有找到合适投资人,这件事没有如愿做成,现在大珩已经西去,只能留作历史了。 

    1985年,杨振宁先生提议在兰州大学召开自由电子激光会议,我们所推荐我参加,又得到一次聆听各专家学者在这个新领域研究结果的学术报告,以及他们对这个领域发展前景评估和今后发展的建议的机会,从中获得了这个新领域许多科学知识。我们起草了会议纪要,受到杨先生的赞许,并签字转发国家有关部门,在我国迅速展开了自由电子激光技术研究。 

    五.建言光机所未来 

    上海光机所是我国第一家激光专业研究所,也是世界第一家激光专业研究所,海内外著名。我国许多激光器、激光技术是从这里研发出来,许多激光应用是从这里开发出来,具体内容已经有不少文章做了介绍,这里不重复。光机所技术力量雄厚,人才济济,都是激光技术里手,引来许多学者慕名而来要求合作研究,或者合作著书;出版社、媒体也都看好光机所这块“金字招牌”,要求写书出版、撰稿发表。我们所的科技人员出版了许多著作,撰写了许多激光技术论文和文章。就我个人来说,占着“金字招牌”的光,也出版了几十本书,著名科学家王志勤(原中科院上海分院院长)、卢嘉锡(原中科院院长)、宋健(原国家科委主任)等,在他们分别主编“自然科学与高技术概论”、“高技术百科辞典”、“现代科学技术基础知识”(这本书是国家主席江泽民提议编写并作序)时,编写工作小组邀请我撰写激光技术,他们认为光机所是权威单位,由上海光机的科技人员编写最合适。我国一些重要媒体,如“求实”杂志、中央电视台、中央人民广播电台、中央电视教育台等,循着光机所的“金字招牌”找我撰稿,我感到能够把光机所教授给我的知识写成稿子向大众传播,让有更多的后来人知道到激光、光学,到这领域里来研究工作是件快乐的事,也是应该做的事,我为他们撰写了好些稿。 

    然而,自然界无论是生物还是非生物,无论其大小,大至天体中的星球,小至眼睛看不见的细菌,它们都遵循一条自然规律:诞生、成长、衰亡。太空中时刻有新星球诞生,有星球在消亡。地球上有的国家在兴起,有的在步入衰退;一个国家内有的城市在兴起,有的在面临消亡。人类也一样,每时每刻有生命诞生,也有在消亡。激光技术问世已过55周年,上海光机所成立也50周年,按人类的生命历程算,已经是到了中年,发展的势头在步入慢车道。这不奇怪,在上世纪5060年代,无线电技术是黄金时代,无处不见无线电产品,无处不谈无线电,大学设无线电系或者无线电专业,然而,如今无线电技术已经风光不再,代之的是光电子技术,该技术的核心是激光技术。我不敢说昨天的无线电技术,便是明天的激光技术,但无可否认激光技术的确在面临挑战,起码来说风光已经没有上世纪80年代、90年代那么强劲。为此我建言: 

    1)调整激光技术研究重点。激光理论研究空间已经不大,最大的空间或许是激光应用。激光最重要特性是相干性,充分体现其特性的应用是检测技术、光子识别技术。无论科学研究,生产建设,都需要精密计量检测。研究天外世界物质世界状态有各种表述,但还缺乏实验证据。比如大气紊流,正如著名物理学家何泽慧所说,它对全球气候和太空飞行都有影响,各种理论模型需要实验验证,期待激光能发挥作用。光子识别是有非常广泛发展空间的领域,人体有害细胞与无害细胞的识别,对人类有益菌与有害菌的识别;军事上敌我的识别,空中敌我飞行物识别等。光学自适应技术解决了光束传播问题,光子识别将解决光子寻的,目前的量子保密通信是其中一个内容。 

    2)开拓新科学领域。激光应用主要是工程师们的事,研究人员需要到新科学领域寻地开垦。事实上,国家经济发展也在转型,在科学院的研究所中也已经有不少研究所在转型,他们今天的研究内容已非当初设定的,转到新科学领域去了。当年长春光机所开垦了激光技术新领域,给光学技术带来了五十多年的繁荣。在基础物理研究领域,个人以为可以开垦的一个领域是五维物理学。经典物理是三维,近代物理是四维,当代物理该是五维,它将更客观描述太空物质运动状态,是开发利用太空的物理基础。 

    我期待上海光机所能够开垦出新天地,引来光机所新的繁荣局面。全所人人献计献策,光机所定能是未来更好! 

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