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胡麗麗:為「神光」研製最強心臟

建設具有全球影響力的科技創新中心,是黨中央交給上海的重大戰略任務,也是上海服務國家發展的重大歷史使命。「科創先鋒」們敢為人先、忘我奮鬥,在科技創新的不同領域取得了突出成績,是科創中心建設中的代表人物。

今天下午,由市委宣傳部、市科技工作黨委、市科委共同主辦的「科創爭先鋒」先進事迹報告會在上海展覽中心舉行。6位上海「追夢人」講述了他們「科創爭先鋒」的故事。

胡麗麗: 為「神光」研製最強心臟

人物名片

胡麗麗:中科院上海光機所研究員。她擔任高功率激光玻璃項目的首席負責人,帶領團隊攻堅克難十餘年,解決了我國激光聚變研究的戰略急需,由她牽頭完成的「大尺寸高性能激光釹玻璃批量製造關鍵技術及應用」項目獲得2016年度上海市技術發明特等獎。

視頻 | 胡麗麗: 為「神光」研製最強心臟

2016年9月,上海張江綜合性國家科學中心,超強超短激光實驗裝置成功實現5.3拍瓦激光脈衝輸出。超強超短激光是人類已知的最高光強光源,也是助力前沿科技研究的一種神奇工具,在材料科學、高能物理等領域有著重大應用價值。未來,這個大科學裝置將不斷向激光脈衝峰值功率的世界紀錄發起挑戰。

中科院上海光機所研究員胡麗麗

中科院上海光機所激光釹玻璃項目團隊負責人胡麗麗說,作為關鍵元器件,釹玻璃也將助力該裝置一同衝擊世界科技前沿。

釹玻璃有什麼神奇之處?上百束微弱的激光,經過一道道釹玻璃之後,能量會放大1萬億倍。最終,它們將匯聚到一點,點燃人造「小太陽」———激光慣性約束聚變裝置,有望實現人類源源不斷獲得清潔能源的終極夢想。

要得到這足以引發氫同位素核聚變的強大激光,就必須研製出能為激光輸送能量的釹玻璃,它是大功率激光器的「心臟」,在國防、航空航天、核能等領域都有重要應用。國外對我國在該領域實行技術封鎖,要打破這個瓶頸,只有靠自己研發。

這就是胡麗麗團隊研製釹玻璃的初衷。如今,他們已是國際上唯一掌握製作大尺寸高性能激光釹玻璃全過程工藝的團隊。

研製釹玻璃,光機所歷經三代人的努力,走出了兩位院士。胡麗麗所要摸索的,是釹玻璃連續熔煉的工藝。她接下這個任務是在2005年。此前,美國聯合德國和日本兩家頂級光學玻璃公司,進行了六年共同攻關。他們總結時說:「激光釹玻璃太不友好了!」而胡麗麗團隊也只有做了之後,才知道究竟有多難。

大尺寸釹玻璃十分嬌氣,一開始在隧道窯退火時經常炸裂。外援專家到現場看了後說「解決不了」,當時在場的人都沉默了。可這是國家重大項目,胡麗麗當場拍板:「只能上,不能退!」於是,大家積極查找原因,討論方案,改進隧道窯結構,重建隧道窯,最後解決了問題。

2010年,團隊迎來了項目攻關壓力最大的一年,工程進度要求節點迫近,但還有一個大尺寸釹玻璃成型的技術瓶頸尚未突破。大尺寸釹玻璃連續熔煉成型流量非常小,要像「攤大餅」一樣達到半米寬度,玻璃粘度大了攤不開,太小又會出現缺陷,對設備條件要求極其嚴苛。攻關最困難的時候,連退休老科學家也上陣了。整個團隊做了不下一百次實驗,最終才啃下這塊「硬骨頭」。

釹玻璃包邊曾是阻擋團隊前進的一座大山。釹玻璃尺寸加大後,原有的包邊膠出現了應力大、玻璃炸裂等各種問題。由於生產任務繁重,他們當時希望將包邊膠的研發外包,可始終無法解決,只能自己做。幾年的持續攻關,上千次實驗,最終不僅研製出滿足性能的包邊膠,還成功總結出一整套機械化包邊工藝。

這十幾年,整個項目團隊幾乎沒有節假日的概念,只要熔爐開動,不管春節還是國慶,不管半夜還是凌晨,大家隨叫隨到。胡麗麗說,當團隊得到第一塊合格樣品時,當看到完美無瑕的釹玻璃連續不斷地從生產線上一整塊一整塊地切割下來的時候,大家的心情可以用欣喜若狂來形容。

如今,胡麗麗團隊把釹玻璃的生產效率提高了10倍,年產量可達到1200片。然而,要為高功率激光裝置提供更好更強大的心臟,這些還遠遠不夠。胡麗麗說,前輩干福熹院士就一直提醒她,釹玻璃技術路線是走不到頭的,要想辦法發展新的激光材料,不能一直躺在釹玻璃上「吃老本」。

的確,激光玻璃要能適應激光聚變能源的使用要求,必須要能承受1秒鐘打10次高功率激光的強度,而現在的釹玻璃只能三到四小時打一次。這之間的差距可想而知。

就在年輕團隊為釹玻璃連續熔煉技術攻堅克難時,團隊的兩位院士已經在開拓新的方向。姜中宏院士儘管今年已87歲高齡,可他依舊奔跑在科學前沿,利用相圖理論開展激光材料基因組研究,帶領年輕人研發新一代激光材料,引領團隊向更高、更遠的目標邁進。

文 | 文匯報首席記者 許琦敏

攝 | 文匯報記者陳龍


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