一道激光中蘊藏多少科學奧秘?能為國計民生做出多少貢獻?從這一個研究所如今的收獲中,可以管窺一斑。
在5月19日舉行的2019年度上海市科技獎勵大會上,中國科學院上海光學精密機械研究所(以下簡稱“上光所”)憑借在激光領域的研究一舉摘得三個一等獎、一個二等獎,并有一人獲得青年科技杰出貢獻獎。
今年是激光器誕生60周年,如今的激光科技是國家核心競爭力的重要戰略高技術領域,也是服務經濟社會轉型發展的重要創新驅動器,已成為世界各國的必爭之地。
作為我國建立最早、規模最大的激光專業研究機構,上光所一直積極探索激光科學前沿問題,發展大型激光工程技術,開拓激光與光電子高技術應用,已在激光科技創新價值鏈的多個關鍵點連續取得突破性創新成果。釹玻璃、分布式光纖、激光薄膜……都曾登上過上海市、全國科技獎勵的領獎臺。
本年度獲獎的項目每一個都充滿著未來感,
一起來看看↓
海岸線探測“神器”
上海市技術發明獎一等獎
機載藍綠激光海洋探測和傳輸系統關鍵技術及應用
“我們是研究光的人,卻最怕光,總是在暗室里做實驗。”可他們研制出的材料、設備,卻為人們打開了視野的盲區。
上光所黨委書記、副所長陳衛標帶著團隊鉆研十多年,在獨具穿透海水本領的藍綠激光中,尋找到一些太陽暗線,這些暗線可以讓激光無視白天海面上強烈的陽光,直接“看”到蔚藍幽深的水下世界。
測得準、探得深、通得穩、抗干擾,是這套系統的最大亮點。陳衛標介紹,經過多年探索,他們已經將設備的探測深度從原來看到水下十幾米,提升到現在的近百米;可觀測海況從3級海況提升到5級,哪怕海浪高達4米,太陽光十分強烈,也能完成任務。以前測量船出海需要數周才能完成的工作,現在帶上這套設備,飛機幾個小時就能完成。“最近,科研人員還利用這套設備看到了海洋的內波,這在海洋科學研究上非常有意義。”
下一步,曾有研制衛星上激光設備經驗的陳衛標,還準備將藍綠激光海洋探測設備搬到衛星上,使它在淺海海岸帶測量、海洋生態監測上,發揮更大作用。
紅外光學材料“千里眼”
上海市技術發明一等獎
大尺寸高性能氧氟紅外玻璃制備與無框化構件技術及應用
紅外光學材料是超視距夜視、紅外探測、空間遙感和精確制導等先進技術不可或缺的材料,但針對紅外玻璃在內的高性能紅外光學材料,西方發達國家對我國長期實施技術封鎖和嚴格禁運。
為此,上光所副所長張龍研究員帶領科研團隊經過十多年的艱苦攻關,攻克了大尺寸、寬光譜、高光學均勻性紅外玻璃的制備,以及無框化構件技術等系列關鍵難題,在摘得科技獎項的同時,他本人也因此獲頒2019年度上海市青年科技杰出貢獻獎。
要滿足新一代尖端光電系統“看得更遠”“看得更清”的發展需求,高性能紅外光學材料必須邁過的一道檻就是要實現超大尺寸。張龍25年來致力于紅外光學材料研究,帶領團隊十年磨一劍,成功研制出新一代紅外光學材料,打破了國外技術封鎖,滿足了國家重大需求,并在智慧城市、無人駕駛、公共安全和航空航天等領域具有廣闊的應用前景。
持科研“屠龍寶刀”發現反物質 上海市自然科學獎一等獎
“超強激光驅動粒子源與新光場”
超強超短激光裝置是上海建設科創中心的“大國重器”,更是項目第一完成人沈百飛研究員心目中的科研“屠龍寶刀”。
位于張江的10拍瓦羲和激光裝置引領世界最強激光,正在建設的100拍瓦級超強超短激光裝置更加令人期待。而沈百飛團隊的成果就是上海超強超短激光實驗裝置與國家重大科技基礎設施硬X射線自由電子激光裝置中“極端光物理線站”設計的重要依據。
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他的研究在國內首次實現強激光產生“反物質”粒子,實驗上成功觀測到正電子束產生,該成果入選兩院院士評選的“2016年度中國十大科技進展新聞”。他開辟出了強場渦旋激光物理新前沿領域,首次提出“光扇反射”產生超強渦旋激光的方法,并提出兼具高強度、短波長、高角量子數的渦旋高次諧波理論機制,獲得實驗驗證。
從無人問津到成為經典論文 2019年上海市自然科學獎二等獎
達曼光柵原理及應用
達曼光柵是上世紀70年代提出的,但之后十幾年沒有得到國際同行的重視。到了90年代,隨著光互聯和光計算的提出,才再次引起關注。從那時起,周常河就燃起了對這個領域探索的強烈興趣。而事實上,在那個計算機并不發達的年代,達曼光柵優化設計難度巨大,一個有11個變量的光柵,最優解相當于在10萬億億(1022)種組合中找到一種組合,才能使得光柵性能最優。
從達曼光柵非對稱相位編碼優化算法,到圓環達曼光柵,再到達曼波帶片、三維達曼光柵、扭曲達曼光柵……周常河帶領他的基礎研究團隊逐步建立了達曼光柵從標量到矢量、從理論到應用的完整學科分支體系。他早期發表的論文,他引數量不斷上升,如今已成為該領域的經典論文。
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