圖說:於亮紅在實驗中 上海光機(jī)所供圖(下同)
三年前10月的一個夜里,位于浦東張江的超強超短激光實驗室里傳出陣陣歡呼:上海超強超短激光實驗裝置的研制工作取得重大突破,成功實現(xiàn)了10拍瓦激光放大輸出,成為目前人類已知的最高光強。大家買來飲料想簡單慶祝,一個年輕人抱歉地看了看大家,說了句“我媽媽病了”就匆匆離去。
項目負(fù)責(zé)人李儒新院士給上海超強超短激光實驗裝置(SULF)取了個詩意的名字:羲和。這是《山海經(jīng)》中記載的生下十個太陽的女神。10拍瓦激光脈沖聚焦產(chǎn)生的光強,恰好相當(dāng)于10個太陽輻射到地球上的總功率,匯聚在一根頭發(fā)絲上。
這個年輕人叫於亮紅,是中科院上海光機(jī)所強場激光物理國家重點實驗室副研究員、實驗室第二黨支部書記,也是所里自主培養(yǎng)的青年科學(xué)家。如今,他和團(tuán)隊正朝著100拍瓦激光輸出的目標(biāo)奮進(jìn)。他告訴記者,關(guān)鍵核心技術(shù)是靠中國科技工作者努力奮斗出來的?!拔覀兌际切聲r代的奮斗者!”
艱難“創(chuàng)業(yè)”
超強超短激光,是人類目前已知的最亮光源,其發(fā)展已經(jīng)成為國際科技競爭重大前沿之一,利用這種特殊的激光及其次級輻射源,科學(xué)家們可以對生物中活性成分的運動探測成像,揭示生命的奧秘;或研發(fā)激光質(zhì)子刀,進(jìn)行癌癥治療;還可以用于產(chǎn)生反物質(zhì),一探天體物理和宇宙起源……去年三位諾貝爾物理學(xué)獎得主的獲獎理由,正是由于激光物理領(lǐng)域的突破性發(fā)明。
“成功來自努力,智慧創(chuàng)造奇跡。激光在我手上,家國在我心中。”在位于張江綜合性國家科學(xué)中心的上海超強超短激光光源實驗室里,你一眼就能看到墻上刻著的四行大字。這間實驗室傾注了中科院上海光機(jī)所科研人員的大量心血。在於亮紅口中,實驗室的創(chuàng)建,也是一次創(chuàng)業(yè)。“2015年,我作為所里主放大器部分的現(xiàn)場負(fù)責(zé)人,第一批來到張江。由于在張江的實驗室工作剛剛起步,所有的配套都不完善,我們每天只好從嘉定乘地鐵來張江上班,每天花費四五個小時的通勤時間?!膘读良t回憶,“后來總算住上了光源的賓館,晚上11點完成當(dāng)天工作后,直接走路去(賓館)。”
在於亮紅和團(tuán)隊的努力下,各種儀器、光學(xué)器件和機(jī)械結(jié)構(gòu)件迅速安裝到位,一塊塊玻璃晶體反射出絢麗色彩。這間看似不起眼的實驗室里,承載著科研人員更大的夢想。
圖說:上海超強超短激光光源實驗室
全力攻關(guān)
2016年8月,團(tuán)隊實現(xiàn)了國際領(lǐng)先的5.4拍瓦激光輸出。這個作為當(dāng)時世界最高輸出水平的成果,卻經(jīng)歷了一波三折?!澳悄?月,就在我們5拍瓦即將要出光的時候,由于鏡片污染,導(dǎo)致后端的光學(xué)元器件損傷。眼看勝利在望,卻被當(dāng)頭棒喝。”
沒來得及好好慶祝,團(tuán)隊就朝著更高的目標(biāo)沖擊:10拍瓦。中科院上海光機(jī)所黨委成立了強光二支部,并隨后建立了“上海超強超短激光實驗裝置攻關(guān)尖刀連”。研制的過程顯然不會一帆風(fēng)順,在進(jìn)入沖刺期后,“五加二”“白加黑”成了實驗室里不成文的規(guī)矩?!耙?,當(dāng)功率高到一定程度,哪怕再提高一點點,都極為困難。”於亮紅說。2017年,於亮紅的小女兒剛出生,而母親又身體不好,他安排好家里就立刻趕回浦東上班。“團(tuán)隊每個人都有小家,大家都克服了很大的困難。”回首那段最艱難的日子,於亮紅平靜地說。他的老師、強場激光物理國家重點實驗室副主任梁曉燕評價,他是個有責(zé)任心、有擔(dān)當(dāng)、有奉獻(xiàn)精神的年輕科技工作者。
日以繼夜的奮戰(zhàn),大家也會感到累,這個時候,墻上懸掛的那面國旗就是最強的精神支撐?!爱?dāng)時聽說歐洲即將實現(xiàn)10拍瓦輸出,這樣的高地我們不占領(lǐng)的話就會被別人占領(lǐng)?!迸c時間賽跑、與自己賽跑,大家不敢有任何閃失,竭盡全力讓實驗的每一環(huán)盡善盡美。
圖說:於亮紅在實驗中
追夢更強光
2017年10月那個夜晚,於亮紅現(xiàn)在回想還是會情不自禁地笑起來。“我們終于實現(xiàn)了339焦耳的能量放大輸出,是目前世界上基于鈦寶石CPA技術(shù)最高的輸出能量。最終輸出功率達(dá)到10拍瓦,達(dá)到了世界領(lǐng)先水平!”次年1月出版的《科學(xué)》雜志文章高度評價這一成果,列為國際上自1960年第一臺激光器發(fā)明以來在激光脈沖功率提升方面的取得五個里程碑式進(jìn)展之一,而其他四個里程牌式的進(jìn)展都是由美國科學(xué)家和研究機(jī)構(gòu)完成的。
在超強超短激光所需的技術(shù)里,其中一項有個詩意的名字:啁啾脈沖放大技術(shù),它可以將激光脈沖時間壓縮到飛秒量級?!斑薄毙稳莸氖区B兒的啼聲,剛開始往往低沉,之后不斷上揚,直沖云霄。如今,於亮紅和團(tuán)隊正繼續(xù)著他們的追光之旅?!耙劳星捌诠ぷ骰A(chǔ),研究團(tuán)隊承擔(dān)的極端光物理線站(SEL)的建設(shè)工作,其核心為建設(shè)一套100拍瓦超強超短激光裝置。”SULF 項目副經(jīng)理兼項目辦主任屈煒介紹,“SEL將在國際上首次實現(xiàn)100拍瓦激光與高亮度硬X射線自由電子激光兩種人類已知最亮光源的共同作用,提供真空量子電動力學(xué)效應(yīng)等重大科學(xué)問題研究的全新機(jī)遇?!?/p>
走進(jìn)中科院上海光機(jī)所,你經(jīng)常能看到墻上貼著這樣一句話“死光,要組織一批人專門去研究它。要有一小批人吃了飯不做別的事,專門研究它?!痹谒h委副書記李燕看來,以於亮紅為代表的年輕科研人已經(jīng)拾起了前輩研制“死光”(激光)的接力棒,讓“上光精神”傳承下去。
“未來科學(xué)的競爭離不開大科學(xué)裝置的競爭,如何將我們手中的裝置用好,為我們國家科技創(chuàng)新做出重大貢獻(xiàn),將是我們這些人未來的努力方向?!膘读良t堅定地表示。
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