【中國科學報】化學激光五十年發展歷程感悟

  來源:《中國科學報》

  發布時間:2019-08-06

  ■金玉奇

  中國科學院大連化學物理研究所(以下簡稱化物所)的化學激光研究開展了五十多個年頭,從白手起家,到我國HCl化學激光首光;從堅持“非共識”創新,到成功研制我國第一臺HF/DF化學激光器,再到成功研制我國第一臺氧碘化學激光器、特殊HF/HBr化學激光關鍵技術突破,化學激光研究實現了從無到有、從小到大、從弱到強,由理論基礎研究到關鍵技術攻關,再到技術集成,不斷突破、不斷升級、不斷超越。這一路走過的歷程值得我們去深深感悟。

  國家任務的需求是我們的選擇

  化物所從成立之初,科研方向一直面向國家重大任務需求,“急國家之所急、想國家之所想”。

  1960年7月,美國科學家梅曼制成了世界上第一臺紅寶石激光器;1961年,加拿大科學家Polanyi首先提出了通過化學反應產生振轉布局反轉實現紅外化學激光的設想。在西方國家開始探索利用激光作為各種光武器的背景下,毛主席對激光進行了專門的批示:“死光,搞一批人專門去研究它,要有一小批人吃了飯不做別的事,專門研究這個。”

  1962年,化物所成立了化學激光研究小組,在化學激光基礎知識薄弱、國際上對我國封鎖前沿科技、激光相關儀器設備少之又少的重重困難下,開始了化學激光的探索研究。終于在1966年,成功研制出我國第一臺利用光引發的化學能泵浦HCl化學激光器,比美國科學家Kasper和Pimentel造出世界上第一臺脈沖HCl化學激光器,僅晚了兩年。

  為了使化學激光器能量更大、質量更好、效率更高,化物所開始轉入燃燒驅動的化學激光研究,這預示著化物所正式踏上了我國高能化學激光研究新征程。

  1973年1月化學激光研究室成立,1974年成功研制出我國燃燒驅動連續波高功率HF/DF化學激光器。在研制化學激光的同時,研究室十分注重化學激光的機理和基礎理論研究。上世紀80年代,化物所率先開展了新“泵浦”反應和分子碰撞傳能動力學方面的研究,以此為基礎,開創了我國分子反應動力學研究領域。

  由于HF/DF化學激光波長較長,研究室又轉向短波長化學激光新體系的探索研究,在1982年成功研制出我國第一臺氧碘化學激光器,拉開了我國高能短波長氧碘化學激光研究的序幕。為了將高能化學激光研究進行到底,研究室想方設法節省開支,并向中科院借錢開展科研工作,直到1986年,國家啟動重大科研計劃,氧碘化學激光項目列入國家重大任務發展計劃,才迎來了我國高能氧碘化學激光發展的春天。

  1994年,化物所成功研制出超音速流動的連續波氧碘化學激光器,使激光器體積效率有了量級的提高;1995年,研制出新一代氧碘化學激光器,光束質量因子?茁<10,這使得我國高功率氧碘化學激光技術進入世界先進行列,僅次于美國。同年,成功完成了初級技術綜合演示試驗,160余次試驗中,成功率100%,這對于化學激光走向應用具有重要里程碑意義。1998年,化學激光研究團隊又開始新一輪聯合試驗,最終獲得圓滿成功,受到國家高度重視。

  多年來,化物所在不同任務發展的帶動下,夯實了以物理學、光學、化學、化工、流體力學、分子反應動力學為代表的多個學科基礎,化學激光研究迎來了全面發展的新局面。

  協力攻關、矢志奉獻是我們的傳統

  幾代研究人員在化學激光研究領域的矢志奉獻,使化物所的化學激光研究成果創造了多項國家第一,填補了國內多個空白,許多成果達到了世界領先水平。這些是對化學激光研究人員奉獻精神的最好褒獎。

  老一輩研究人員歷經的“大罐會戰”就是協力攻關的最好例證。在HF/DF化學激光器放大驗證過程中,需要3個50立方米真空罐,以當時的技術條件,在短時間內是不可能完成的。為此,化物所黨委決定打破所內部門界限,組織各方面協同作戰。

  該所條件處到中科院和當時的冶金部求援調撥鋼板20噸,該所儀器廠成立大罐設計加工一條龍會戰組,所里臨時將04樓前的空地組建成露天車間。科研人員和工人師傅一起,每天工作10多個小時,吃在工作現場,睡在04樓禮堂,奮戰40多天,終于按時保質完成了任務。

  今天的化學激光研究人員繼承和發揚前輩奮斗精神,當國家任務下達之時,相關人員迅速向任務靠攏,不同專業、不同組別的人員不分彼此,精誠團結投入到國家任務攻關之中。

  新一代研究人員參與的“聯合外場試驗”就是奉獻青春的最好寫照。聯合外場試驗與實驗室科研工作有很大不同,聯合試驗以任務可靠性為首要關注點,在任務剖面內必須做到所有性能萬無一失,任務下達只許成功,不許失敗。研究人員承受著巨大的任務壓力,克服著艱苦的生活條件,壓抑著長期的思鄉之苦,夜以繼日進行試驗。

  聯合試驗任務繁重,他們需要每天凌晨進入崗位,很晚才能結束工作,如此連續作戰,使得他們身心疲憊。

  為了不耽誤第二天試驗,節省來往路上時間,關鍵崗位人員只能在場地“湊合一宿”。外面天寒地凍,場地條件簡陋。與完成任務相比,環境和條件的艱苦都顯得微不足道。因為試驗一旦出現故障而導致任務失敗,一方面會使國家財產遭受巨大損失;另一方面,聯合試驗的每個崗位都代表整個團隊、研究所,上百雙眼睛都會聚焦到故障崗位。每次試驗前,各個崗位隊員都要一遍又一遍地檢查試驗狀態,確保試驗萬無一失。化物所化學激光研究歷經多次聯合試驗,每次試驗都取得了成功。

  幾代研究人員在挑戰前沿、獻身科學的強國奮斗中,形成了協力攻關、矢志奉獻的優良傳統,這些傳統推動著化學激光研究不斷向前發展。

  接續奮斗實現事業更好發展

  物換星移,隨著化學激光研究事業的不斷發展,研究人員隊伍壯“大”,十幾人的研究組變成了百余人的化學激光重點實驗室;組織結構轉變,垂直的單一結構變成了面向國家重大項目、有“橫”有“縱”完善的組織體系;實驗場地翻“新”,幾十平方米的實驗室變成了兩萬余平方米的實驗基地;儀器設備變“好”,幾臺簡陋設備變成了近百臺套的國際先進儀器。

  今天的化學激光重點實驗室繼承了幾代研究人員的優良傳統,在圓滿完成每一次國家交予的重任的同時,不斷豐富精神文化生活,創新團隊建設,相繼開展了青年論壇、先進標兵評選、離退休職工走訪團拜等特色活動,人文建設水平邁上新臺階。

  未來,化物所化學激光研究還將持續面向國家重大戰略和需求,堅持聚焦“往高處走”“往實用化走”“往多樣化走”的時代任務,重點圍繞“大”“小”“變”“新”“好”等方面繼續開展探索研究。我們相信,在新時代國家需要的召喚下,新一代研究人員必將繼承和發揚化學激光傳統和精神,面向我國高能激光新使命,再次譜寫化學激光新的篇章。

  作者簡介:

  金玉奇,1965年11月出生于遼寧省大連市。現任中國科學院大連化學物理研究所副所長、中國科學院化學激光重點實驗室主任。

  以下是該媒體報道地址:http://news.sciencenet.cn/sbhtmlnews/2019/8/348431.shtm

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