激光,從它誕生之日起,就被科學家寄予厚望,在多個領域具有廣闊的應用前景。
我國化學激光研究自上世紀60年代開始白手起家,已歷經50余年崢嶸歲月,實現了從無到有、由弱到強的“逆襲”,背后更是凝結著幾代科學家的艱苦奮斗。
中國工程院院士、中國科學院大連化學物理研究所(以下簡稱大連化物所)研究員桑鳳亭無疑是其中最重要的奮斗者和推動者之一。從理論基礎研究突破到關鍵技術攻關,再到技術集成工程應用,每一步超越都有桑鳳亭的身影和腳步。
3月24日,是桑鳳亭80歲生日,每每談及過往的杰出成績,桑鳳亭總是淡淡地說:“相比其它從零開始的研究,我所從事的化學激光研究是在前人基礎上的繼續攀登,我也只是沿著前人的方向做了些微不足道的小事。”
追光:點亮星星之火
上世紀70年代末,第二代化學激光氧碘化學激光在國際上嶄露頭角,這種更具有放大特性的高能激光引起當時研究所化學激光研究室室主任張存浩的關注。
張存浩敏感地意識到這種激光的重要性,便著手對大連化物所化學激光研究方向進行重大調整,同時提出以連續波化學氧碘激光為研究重點的技術路線。為了能開展研究,他向國家強烈建議把氧碘化學激光作為重點方向進行布點和發展。
1986年,氧碘化學激光項目被列入國家重大任務發展計劃,我國高能氧碘化學激光的發展迎來了春天。
桑鳳亭是張存浩團隊里年富力強的骨干,攻關任務的“重擔”落到了桑鳳亭的肩上。國之所需,科研所向,桑鳳亭從固液火箭推進劑燃燒的研究轉向,帶領研究團隊開始攻關研制高性能的氧碘化學激光。
在研究中,他非常重視實驗與理論的結合。“高水平的工作成果源于扎實的實驗積累”,桑鳳亭深知這一點的重要性。
因此,在開展研發任務的同時,桑鳳亭特別重視團隊的科研數據整理,積累了一大批寶貴的實驗數據。桑鳳亭知道,穩定、可靠的實驗結果與充分的實驗數據關系巨大,他整理實驗數據非常嚴謹,“出現問題,是因為實驗次數不夠,數據積累不夠。”后來,大連化物所研究員王麟從桑鳳亭手里接過實驗任務,翻閱著整理數據的記錄本,不禁感慨,“從未見過如此詳實、細致的數據”。
桑鳳亭還有著“獨特”的組會模式。桑鳳亭的學生、大連化物所研究員房本杰告訴《中國科學報》,帶領大家討論問題時,桑鳳亭號召大家先看文獻再討論,鼓勵團隊成員和學生放開手腳、吐露困難,他關注每個人的進展和想法,使得問題得以及時地解決。
經過多年攻關,桑鳳亭帶領團隊在氧碘化學激光研究不僅取得了豐碩的科研成果,還解決了一系列技術難題,使我國的氧碘化學激光研究水平達到了國際先進水平。
育光:日夜兼程的攀登
桑鳳亭最大的貢獻之一,是將氧碘化學激光成功地從實驗室“搬出來”,將實驗室裝置發展為工程應用。
事實上,最初氧碘化學激光器功率只有數瓦級,距離應用還差“十萬八千里”。
從理論到實踐,實現實驗室“出光”只是第一步,外場試驗才是關鍵。大多時候,野外試驗在天不亮就開始,團隊成員凌晨起床到試驗現場做試驗準備工作,伴隨著總體試驗,經常要一直工作到第二天上午才能完成試驗和后續激光器拆裝、清洗工作。有時試驗半夜進行,凌晨一兩點鐘才能結束工作,回到宿舍天都快亮了。
“大家不是沒時間吃飯,就是睡不好覺,沒多久,體重就減輕不少。”回憶起那段日子,研究人員依然記憶深刻。
由于條件不成熟,試驗過程中問題不斷,每次試驗前,各個崗位成員都要一遍又一遍地檢查試驗狀態,確保試驗萬無一失。桑鳳亭需要面對隨時到來的突然事件,必須快速解決,一個個問題解決下來,甚至沒時間回宿舍休息,有一次為了保證試驗狀態,當時年過六旬的桑鳳亭在水泥地上對付了一夜。
在外工作的辛勞,桑鳳亭很少向家人朋友透露。
大連化物所黨委書記、化學激光實驗室室主任金玉奇表示,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。
“一步一個腳印,幾年一個臺階,團隊克服亞音速體積大、功率低的缺點,實現超音速功率指數級提升,達到國際先進水平。”金玉奇說,正是這些攀登者的堅持與成功,贏得了“沒有大連化物所做不成的事”,也成為大連化物所的一塊“金招牌”。
馭光:成為新的“臺階”
2003年,桑鳳亭和化學激光團隊迎來“高光時刻”——研究成果獲得國家科技進步二等獎、新的化學激光樓落成、桑鳳亭當選中國工程院院士。
也就是在這一年,桑鳳亭將化學激光研究室室主任的接力棒傳遞給金玉奇。
此時,在完成各項任務的同時,化學激光研究室開展化學激光新體系探索研究。金玉奇認為,發現問題到解決問題需要工程經驗積累。桑鳳亭是研究室“行走的活字典”,他總是能給予具體的指導,還為中紅外化學激光這一新研發領域指明方向。
2007年,如今已是大連化物所化學激光數值模擬與仿真研究組組長的懷英剛入所不久,一天,桑鳳亭敲開了她辦公室的門,“我有個化學激光器流場均一性的問題一直沒有解決,想跟你討論一下。”直到聊天結束,懷英也沒認出來這位“過于樸素”的同事就是行業內大名鼎鼎的桑鳳亭院士。
這次的討論也成為懷英未來5年的攻關課題。“科研最重要的就是方向,事實證明桑鳳亭院士眼光獨到、凝練問題深刻,我至今對他滿懷感激。”懷英說,“這種不放過任何一個問題,因為一個小問題寢食難安的科研態度也影響著我。”
金玉奇表示,作為我國高能氧碘化學激光的開拓者之一,桑鳳亭為我國氧碘激光實現亞音速向超音速跨越和走出實驗室,邁向工程應用作出了杰出貢獻。
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