勇者无畏 光电先锋

时间:2015-07-28 09:42来源:中国科技网作者:liuli 点击:
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摘要:原本是要聊科研,但程勇开篇却谈起了军事,在他看来军事需求就是科研的出发点。记者很少见过一个军队科技工作者像他这样对军事如此痴迷,更是难以想象。

关键字:激光,光电,激光技术

  军械士官学校光电所所长程勇及其团队科研创新纪实
 
  原本是要聊科研,但程勇开篇却谈起了军事,在他看来军事需求就是科研的出发点。记者很少见过一个军队科技工作者像他这样对军事如此痴迷,更是难以想象,这样消瘦的身体里竟可以迸发出如此巨大的科技能量!
 
  眼前的程勇,个子不高,头发有些花白,武汉军械士官学校光电技术研究所所长、全国优秀科技工作者。
 
  在全军,程勇和他的团队所干的事业,可以说是独一无二。立足于这个名不见经传的“小小”科研单位,程勇带领团队始终紧贴部队需求,站在发展光电装备关键技术的战略高度,先后突破了免调试激光器、激光沉积类金刚石膜、互注入相干合成等制约光电装备发展的技术难题。
 
  这些年,这个团队不知不觉地“挤到”了激光领域的世界前沿,成为军用光电技术科研和服务的“国家队”。就在前不久,程勇领衔的“激光沉积光学类金刚石膜技术、设备与产业化”项目勇摘中国光学工程学会创新技术一等奖,成为唯一获此殊荣的军队代表。
 
  战斗力是创新的灵魂与源泉
 
  “想不到”几乎是所有到过研究所参观的人说得最多的话。大家都想不到,在一个士官学校里,竟然有这样一支“强悍”的科研团队。然而,我们应该能想到,只有在与基层部队如此紧密相连的单位,才能涌现出这么多直接解决部队需求的科研成果。
 
  程勇常说:“战斗力是创新的灵魂与源泉!”士官是生产战斗力的军人,士官学校的教员就是培养“打仗人”的人。正因如此,当年在一线进行装备维修教学的程勇,才能发现部队最实际的需求。
 
  上世纪90年代,程勇在教学中发现,现有军用激光器在高温度、高振动等恶劣条件下输出很不稳定,激光器的结构特性也决定了一旦出现问题就必须返厂大修,严重影响部队战斗力形成。军械装备,可靠性是生命线,但很多年里激光器就是走不出这个禁区。美国人曾说:“激光器在实验室里几乎能做出所有想要的指标,但要走出实验室是个世界性难题。”
 
  程勇决定朝着这个难题发起挑战。对他的举动,很多人纷纷反对,“你一个士官教员怎么能搞出连美国人都犯难的成果呢?”但他不为所动,他深知战斗力是打赢的根本,也必须倾力攻克这一难题。顶住了各种“不可能”的质疑压力,经过300多个昼夜的不懈努力,程勇带着3名同事硬是突破了这个禁区——研制发明出世界上第一台“免调试固体激光器”!
 
  “你们的成果让激光器从‘特宝儿’变成了‘野孩子’。”光学泰斗王大珩院士对此高度评价,并写信向总装备部首长推荐。2000年,该成果获得国家科技发明二等奖,随后被广泛应用于军内外。同时,这项技术成了他们后续多项科研的基础。
 
  这个经历让程勇尝到了甜头——任何科研思想都紧贴需求形成战斗力。这是科研的起点,又是终点。
 
  2000年,他得知我国大型武器系统的“眼睛”——红外窗口硬度低、易划伤、化学稳定性差、易腐蚀,特别是在高超音速飞行条件下会“失明”,国内没有有效的解决方案。而在国外,这是一项对我国禁运的高端技术。为了解决这一制约战斗力的瓶颈问题,也为了拓展激光技术的应用领域,他大胆提出用激光沉积类金刚石膜的思路解决这一技术难题。通过4年的潜心研究,虽然攻克了一系列难题,研究成果也获得了军队科技进步三等奖,但由于无法通过特定音速试验,还不能很好地应用到武器装备上。
 
  是知难而退还是勇往直前?很多人劝他:“老程啊,文章已经发了,项目已经获奖了,能交差就行了,把精力都耗在这个项目上不值得!”他坚定地回答:“搞科研不是为了发文章评奖项,成果能运用到武器装备上才是最终目的。”
 
  随后的日子里,他带着团队,不断向这个难题发起冲锋,创造性提出“双激光沉积”“多元掺杂”“化学辅助沉积”等思想,构建了国际先进的双激光沉积系统,掌握了大面积均匀薄膜关键核心技术。最终,他们在国内首次通过了超高音速风洞试验。2010年,获得军队科技进步一等奖,真可谓“十年磨一剑”。2015年,获得了中国首届光学工程创新技术一等奖,得到全国光学界的一致认可。
 
  科研创新需要“非线性思维”
 
  高能激光器是美俄等军事强国正在抢占的战略高地。然而,综合国外研究,程勇发现传统激光技术路线有着体积大、能耗高等缺点,在实际应用上有着很多瓶颈。
 
  科学研究有规律,但往往又没有规律,突破性的发现往往来自于看似异想天开的灵光一现。采访中,他多次提到“非线性思维”这个词,他认为,科研就是要跳出常规,去做别人不敢想或想不到的东西。
 
  2004年,程勇被总装备部派送到中国科技大学应用物理系做高级访问学者。一年时间里,他充分了解了当时国际前沿的光学研究进展,创新提出了“互注入相干合成”的激光技术新思想。这时的程勇虽然在国内光学界已经小有名气,但限于种种“先天不足”,他的想法并没有得到多少人响应。毕竟,一个士官学校在科学界还没有名气啊!
 
  程勇并不放弃,抓住一切机会和同行们交流,承受了诸多质疑和否定。在与一位知名教授交流时,他描述了自己的观点——学术上只要满足激光相干合成的条件,即相同频率、相同偏振态、相同相位、相同振动方向,就能让激光合多为一,然而目前实现这一条件的手段非常复杂,代价很高;“互注入”则是把原本互不关联的的激光注入到同一个谐振腔里,让它们相互注入与交融,经历共同的振荡过程,就很容易同频共振,合成一束光。
 
  “就好像是两个原本生活经历、背景不同的人组成一个团队。你把你的信息给我,我把我的信息给你,我们就有了共同的理想目标,实现1+1>2。”程勇比喻道。
 
  听了这样形象的解释,这位原本持反对意见的教授当时给予了高度评价,认为这是一种划时代的创新思想和物理机制。在总装备部的支持下,他带领团队开展了这项研究。
 
  2008年,这项课题节点目标探索完成,相关论文发表在美国《Electronics Letter》杂志上,立即引起国内外高度关注。
 
  在刘旭、米朝伟等助手的协助下,程勇在自主构建的固体激光平台上做了大量验证试验,使激光远场获得非常理想的相干分布。他们将多个独立激光器借助角锥特有的“自准直、互注入、自适应”特性构成复合谐振腔,实现“高功率、大能量、高亮度、多功能”的激光输出,且具有小型高效、高可靠、低成本等显著特点,颠覆了传统技术路线。同时,他们在实验室研制出六路固体激光器相干合成原理样机,建起了一套小型高能战术激光装备技术演示平台。鉴定结论认为“该项目达到了国际领先水平”。
 
  记者在现场看到,“啪啪啪”3个激光脉冲,30米距离上3mm的钢板瞬间被击穿!
 
  2013年,美国《Optics Letters》杂志收到他们的相关论文后称,“从来没有见过如此有颠覆性的研究成果。”2015年,程勇联合天津大学姚建铨院士、总参54所吕跃广院士、长春光机所王立军院士等人共同建议我国应加速推进小型高效战术激光武器关键技术的发展,并得到国家高度重视。
 
  很多科研人员对程勇说:“你们思考的问题和我们不一样。”他回答:“搞科研要有独立思维,要尊重科学,但绝不能迷信经典与权威。思想有多远,我们就能走多远。”
 
  正是基于“非线性思维”,他们研制的双波长自由切换固体激光器突破了一系列关键技术,成功应用于某型战机起降监视系统。他们研制的小型高可靠性人眼安全激光器被广泛应用于武器装备中。
 
  像激光一样把团队“相干合成”
 
  从被忽视、被否定到被认可、被尊重,科研道路上,程勇带着团队经历过太多“酸甜苦辣”。然而,他们夹缝中求生存,在与高手的一次次博弈中,拼出了自信和实力,打出了特色与品牌,从没有编制的业余团队成长为一流的创新团队。
 
  程勇的团队极其年轻,几乎全是由80后组成,4个研究方向的负责人,平均年龄才32岁,但承担的课题却都是国家重点课题。这些80后虽然经历不够丰富,但程勇却有本事将他们“整合”到一起,让他们发挥出超常规的战斗力。
 
  他常说:“牛顿、爱因斯坦等著名科学家的成果都是在二三十岁出的。我们这支团队虽然年轻,但一样可以做出令人震撼的成果!”
 
  团队成员开玩笑说他是“希特勒”,因为他在科研和工作上非常严格。然而,程勇却营造了一种不畏权威、开放创新的科研氛围。他希望像激光一样能将团队每个人的智慧“相干合成”、发挥极致。
 
  前段时间,国家科技重大专项课题临近节点评审,为了确保实施方案顺利通过,大家反复讨论。在平台建设上,团队内部有两个截然不同的意见,各执一词,争的面红耳赤,谁也不能说服谁。针对这一状况,程勇及时召开全所人员会议,双方将各自方案的可行性和优越性分别论述,让全所人员评审,程勇融合双方优点确认出优化方案。
 
  一次,一位年轻同志提出一种新型激光晶体和谐振腔的一体化设计方案,有望极大减小现行固体激光器的体积重量。但这一新想法,设计精度要求很高,价格昂贵,其中一块晶体就要万元以上。那位同志心里没有底,担心加工出来后不能使用。程勇听了汇报以后当即表态:“只要是有创新想法的,我们研究所都支持,咱们在创新上不怕花钱。”
 
  作为所长,程勇是团队的领头羊,把握着整个团队的科研方向。作为一名科技工作者,他又以身作则,始终奉行“科学需要人的全部生命”的格言,甘当别人眼里的“疯子”。多年来,他身患糖尿病、青光眼和疝气,却坚守在科研工作的第一线。
 
  一天凌晨2点,刚刚回来的程勇躺下不一会儿又起身走出家门,径直回到实验室做起了实验。这一幕被他的妻子看在眼里、惊在心里,以为他得了梦游,不敢惊醒他,悄悄跟在他身后。原来,连续几天的实验下来,程勇脑子一直在飞速转动。那天刚一躺下,他的脑子里忽然闪现出一个灵感。为抓住这来之不易稍纵即逝的灵感,他条件反射般地赶回实验室,按照新的思路重新实验,却浑然不知爱人一直跟在身后。
 
  如今,这支年轻的团队已经承担了“核高基”、“863”、“973”、武器装备探索等多项国家和军队重大科技专项科研课题,成为总装备部军用光电技术重点实验室和全军光电装备保障研究中心,10余项原始创新成果达到国际领先水平,并获得“总装备部科技创新人才团队奖”。
 
  记者看到,为了我军小型高能激光关键技术的不断创新与突破,程勇和他的团队怀揣着创建国防科技重点实验室的心愿,追逐着自主研制的激光器占领军民融合一席之地的梦想,在科技强军路上勇攀高峰。在他们眼里勇者无畏!
 
【光粒网综合报道】( 责任编辑:光粒网 )
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