合眾之力薪火傳魂
——記中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所研究員胡麗麗

本刊記者　吳　彪

正在進行釹玻璃的檢驗

專家簡介：胡麗麗，中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所高功率激光單元技術(shù)中心主任研究員，中國硅酸鹽學(xué)會特種玻璃分會理事長。長期致力于稀土摻雜玻璃發(fā)光性質(zhì)和激光玻璃工藝研究，她先后領(lǐng)銜團隊進行激光釹玻璃的連續(xù)熔煉及批量生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，引領(lǐng)N31和N41等型號磷酸鹽激光釹玻璃走向技術(shù)成熟，打造出一支有凝聚力、有學(xué)科優(yōu)勢的特色品牌團隊。作為項目負責(zé)人，她陸續(xù)承擔(dān)了包括國家科技重大專項、“863”計劃和國家自然科學(xué)基金等國家及省市級重點研發(fā)項目，并憑借出色的研發(fā)成果榮獲2016年度上海市技術(shù)發(fā)明獎特等獎、2017年度國家技術(shù)發(fā)明獎二等獎等?，F(xiàn)已指導(dǎo)研究生畢業(yè)30余人，獲得授權(quán)專利10余項，參與一部專著《光子學(xué)玻璃及應(yīng)用》的編寫。

單獨拎出激光或者玻璃，相信大多數(shù)人并不陌生，那么當(dāng)激光與玻璃協(xié)同登上科技舞臺又該是以怎樣的畫面出現(xiàn)呢？

2018年1月8日，在莊嚴(yán)肅穆的人民大會堂舉行了2017年度國家科學(xué)技術(shù)獎勵大會，憑借“大尺寸高性能磷酸鹽激光釹玻璃批量制造關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”項目，胡麗麗及其團隊被授予國家技術(shù)發(fā)明獎二等獎。激光釹玻璃，一種含有稀土發(fā)光離子——釹離子的特殊玻璃，能夠在一定條件下產(chǎn)生激光或放大激光能量。它作為目前人類已知的地球上能夠輸出最大能量的激光工作介質(zhì)，被稱為激光器的“強心臟”，在激光約束聚變裝置中發(fā)揮著不可替代的作用。

在我國，激光釹玻璃是真正的“零基礎(chǔ)”創(chuàng)新。具有豐富從業(yè)經(jīng)驗的胡麗麗這樣說：“在任何場合我都必須強調(diào)，沒有國家的支持，沒有三代人的共同努力，我們今天不可能成功。”在胡麗麗看來，激光釹玻璃研究是同中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所（以下簡稱“上海光機所”）一起成長起來的，是國家大力扶植、一代代人傾注心血締造出的寶貴結(jié)晶。從最初的坩堝熔煉到如今的連續(xù)熔煉工藝，從一年幾十片到年產(chǎn)一千片，從滿足國內(nèi)應(yīng)用需求到邁向國際市場……飽經(jīng)風(fēng)霜的30年，這是歲月的積淀，也是用時間和精力堆積的量變所創(chuàng)造的質(zhì)的飛躍。毫無疑問，以胡麗麗為首的釹玻璃團隊用一塊激光釹玻璃爭取到了國際話語權(quán)，而這塊玻璃所擁有的紫紅色光芒必將會閃耀得更長、更遠。

灼灼的紫紅色

上海光機所始建于1964年，而激光釹玻璃的研制工作也該從那時候算起。

在干福熹院士和姜中宏院士等老一輩科研人員的引導(dǎo)下，上海光機所的激光釹玻璃研制已經(jīng)歷經(jīng)了三代：第一代是用于高能激光系統(tǒng)的硅酸鹽釹玻璃；第二代是用于高功率激光聚變系統(tǒng)“激光12號實驗裝置”的N21型磷酸鹽釹玻璃；第三代是為“神光Ⅱ”和“神光Ⅲ”原形裝置研制的N31型磷酸鹽激光玻璃。從熔制工藝來看，經(jīng)歷了坩堝熔煉技術(shù)到連續(xù)熔煉技術(shù)的跨越?！皬嫩釄迦蹮挼桨脒B續(xù)熔煉，再到連續(xù)熔煉，這其中的生產(chǎn)效率有了大幅度的提升。”胡麗麗說道。

只不過這次提升的過程粗略算下來，卻是長達10年有余。

2001年，胡麗麗接過激光釹玻璃課題研究的接力棒，但由于當(dāng)時的她長期以玻璃基礎(chǔ)研究為重心，缺乏激光釹玻璃相關(guān)的工作經(jīng)驗而并不被外界看好。秉承著從基礎(chǔ)抓起、掌握規(guī)律、控制過程的理念，她以理論和技術(shù)出發(fā)用最短的時間將質(zhì)量體系和工藝流程的工作理順。為了可以從根本上了解問題原因，找出癥結(jié)的關(guān)鍵所在，她提出將經(jīng)驗控制轉(zhuǎn)化為主動控制的指導(dǎo)理念?！耙酝鶃碚f，技術(shù)人員大都單憑經(jīng)驗進行判斷，無法應(yīng)對各式各樣狀況的發(fā)生。只有把問題的根源揪出來才能徹底解決問題”。

鞏固坩堝熔煉技術(shù)，穩(wěn)扎穩(wěn)打地走完第一步，緊接著更為艱巨的任務(wù)落在胡麗麗肩頭。2005年，為響應(yīng)國家科技發(fā)展重大需求，打破國外對我國激光釹玻璃連續(xù)熔煉技術(shù)的封鎖，胡麗麗帶領(lǐng)團隊在國家重大科技專項基金、中國科學(xué)院重要方向性項目資金的支持下，積極開展激光釹玻璃連續(xù)熔煉工藝的技術(shù)研究?！扳S玻璃的連續(xù)熔煉技術(shù)要求極高，可以稱得上挑戰(zhàn)了光學(xué)玻璃的極限。國際上，只有美國利弗莫爾國家實驗室聯(lián)合德國SCHOTT和日本HOYA兩大國際頂級光學(xué)玻璃公司攻克了該技術(shù)?！焙慃惐硎?，被譽為美國國家點火裝置(世界最大釹玻璃激光裝置)7大奇跡之首的釹玻璃連續(xù)熔煉技術(shù)，因涉及到前沿科學(xué)基礎(chǔ)研究、國家安全建設(shè)等，一直被西方發(fā)達國家嚴(yán)格把控技術(shù)關(guān)卡。激光釹玻璃產(chǎn)品也對我國實施禁運。這也就意味著亟待發(fā)展的連續(xù)熔煉技術(shù)毫無根據(jù)可尋，要創(chuàng)新，一切必須自行摸索。

與團隊一起接受國家獎頒獎

胡麗麗說，那時候團隊沒有人了解玻璃的連續(xù)熔煉技術(shù)，學(xué)習(xí)連續(xù)熔煉工藝技術(shù)、將激光釹玻璃性能指標(biāo)要求與熔制工藝特點結(jié)合到連續(xù)熔煉工藝環(huán)節(jié)中，明確關(guān)鍵單元技術(shù)，并進行單元技術(shù)研究成為工作的始發(fā)點。此外，大家積極向書本學(xué)習(xí)，并盡可能地多渠道汲取相關(guān)信息，常常是聽說某同事的同學(xué)或親朋從事一線玻璃熔制工作，便去咨詢請教，想要從中找出對激光釹玻璃連續(xù)熔煉工藝研究有價值的信息?！耙宦纷邅恚浅８兄x國內(nèi)同行包括國際友人對我們的幫助和支持”。胡麗麗至今印象深刻，當(dāng)她前往南京的一個玻璃制造廠實地取經(jīng)學(xué)習(xí)的時候，陪同的總經(jīng)理看她是位女同志特別強調(diào)了一句，“做玻璃可是一個高溫的過程，很辛苦的”。

難啃的骨頭總有人要啃，辛苦的工作也總有人得做，正是抱著這樣的心態(tài)，胡麗麗一邊看書、翻閱資料補充連續(xù)熔煉的理論知識，一邊積極爭取機會到一線玻璃工廠去勘察學(xué)習(xí)。準(zhǔn)備階段之后，試驗真正的開始沒有想象中那么轟轟烈烈，用最簡易的彩鋼板為材料，工人們搭建了一個500平方米左右的工棚，就是在這個冬日嚴(yán)寒刺骨、夏天酷暑難耐的簡易工棚里，團隊開始了激光釹玻璃連續(xù)熔煉技術(shù)的攻關(guān)。由于大尺寸的激光釹玻璃十分嬌氣，一開始在隧道窯退火時不時便會炸裂，胡麗麗情急之下請來外援專家，但專家的一句“解決不了”卻讓當(dāng)時現(xiàn)場所有人陷入了沉默。

“只能上，不能退！”國家下達的任務(wù)必須要完成，胡麗麗一貫的拼勁兒更不容許她后退。于是，大家積極查找原因，討論方案，根據(jù)激光玻璃的特性改進隧道窯結(jié)構(gòu)，重建隧道窯，把大問題拆分為小問題逐個擊破?！皬?006年到2007年，我們前前后后做了50多次試驗，把關(guān)鍵單元技術(shù)一個一個進行驗證?！焙慃惐硎具@些試驗并非是盲目的，每次試驗前都會經(jīng)過大量的理論數(shù)據(jù)計算和模擬實驗。為了能夠拿到合格的激光釹玻璃，他們不分晝夜地守著爐子，甚至連過年和親人團聚的時間都被擠出來?！皬拈_始單元技術(shù)研究到全面突破已經(jīng)經(jīng)歷了10個年頭，有7個春節(jié)是沒有休假的，我們的一線人員都是在爐子旁邊過的春節(jié)?！比缃窕貞浧饋?，胡麗麗感覺所有的付出都是值得的。

一次試驗克服一兩個問題，當(dāng)終于拿到合格的激光釹玻璃產(chǎn)品，2012年建成目前國內(nèi)首條激光釹玻璃連續(xù)熔煉線時，胡麗麗可以驕傲地向世人宣布：這套自主設(shè)計并建成的連續(xù)熔煉線足以達到年產(chǎn)1200片大尺寸磷酸鹽激光釹玻璃的批量生產(chǎn)能力，與原有單片熔煉技術(shù)相比，連熔釹玻璃的參數(shù)一致性較原有單片熔煉技術(shù)提高了2～3倍，生產(chǎn)效率提高了10倍。團隊在預(yù)期研制250mm口徑的連熔實驗線上做出了400mm口徑的大尺寸釹玻璃，用最有價值的投資拿到了絕對優(yōu)異的回報，確保按時按量地完成神光系列的供貨任務(wù)。

陪同領(lǐng)導(dǎo)參觀解說

在釹玻璃包邊現(xiàn)場

傳承之光

除了完成激光釹玻璃的連續(xù)熔煉技術(shù)攻關(guān)，達到其批量生產(chǎn)的要求外，在產(chǎn)品質(zhì)量提升層面有一項技術(shù)是不得不提的——大尺寸釹玻璃包邊技術(shù)。而作為該技術(shù)以及激光釹玻璃元件新型包邊膠的主要設(shè)計者，團隊中被胡麗麗委以重任的孟濤最有發(fā)言權(quán)。

“單從獲獎名單可能看不出什么，其實我們團隊集結(jié)了老中青三代，有‘80’后也有80后?！鼻罢叩?0代表著年歲，后者的80代表著年代，而孟濤恰恰是后者的存在。胡麗麗指出，在如孟濤這樣年輕一代的科研工作者身上，她已經(jīng)可以看到蓬勃的雄心壯志?！皬陌吺止せ綑C械化的發(fā)展過程中，孟濤曾經(jīng)找到我說‘胡老師，我們這個設(shè)備一定要以進口設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)來要求’。這是一種向更好、更尖端發(fā)展的強烈訴求，我必須給予最大的支持。”胡麗麗談到。

也正是在她的全力支持和團隊成員的積極配合下，年輕人有了更廣闊的空間施展拳腳，團隊也有了更耀眼的成績回饋社會。激光釹玻璃元件新型包邊膠和大尺寸釹玻璃包邊技術(shù)的應(yīng)用解決了包邊剩余反射率難以降低、包邊附加應(yīng)力超標(biāo)、包邊膠在高功率氙燈泵浦光輻照下易老化脫落等技術(shù)難題，使包邊剩余反射率大幅度縮小，實現(xiàn)了通光口徑內(nèi)無明顯附加應(yīng)力、在線使用4000余發(fā)次無失效等效果。

除此之外，在團隊成員高效協(xié)作之下，胡麗麗率領(lǐng)團隊還發(fā)明了大尺寸釹玻璃批量制造線中的高效高可靠檢測技術(shù)。據(jù)悉，該系列檢測技術(shù)操作性強、可靠性高，包含了剩余反射檢測、鉑顆粒及亞表面缺陷檢測、光楔對調(diào)整變倍系統(tǒng)輸出光束、應(yīng)力掃描用機械裝置、包邊尺寸和角度非接觸檢測等多項技術(shù)。

“所有的工作均離不開團隊的支撐，團隊的力量遠大于個人的能力，而整個團隊表達的正是一種傳承?！焙慃惾绱苏f道。在這個團隊內(nèi)，也在此次國家技術(shù)發(fā)明獎獲獎名單之列，年過80歲高齡的蔣亞絲研究員應(yīng)該是傳承最好的詮釋。胡麗麗表示，這是一位為激光釹玻璃奉獻一生的老師，參與了第一代激光釹玻璃研制至今的全部工作。“蔣老師近期才停下手里的工作，但任何時候只要有問題想向他請教，必定是隨叫隨到的?！卑岩环菔聵I(yè)始終如一地進行一輩子，沒有什么比以身作則能夠帶給后輩更好的精神教育了。

而對于傳承的發(fā)展建設(shè)，在干福熹院士、姜中宏院士的時刻提醒下，胡麗麗清楚地知道，現(xiàn)在還不是躺在激光釹玻璃功勞簿上睡覺的時候?！皣业目隙▽ξ覀兌允且粋€極大的鼓舞，是對整個團隊精神的獎勵。但成績屬于過去，高技術(shù)領(lǐng)域競爭越發(fā)激烈，不前行的話就極有可能被淘汰。我們還需要繼續(xù)打拼，用5～10年的時間完成國家需要的數(shù)千片激光釹玻璃的研制任務(wù)?！币环矫胬^續(xù)服務(wù)于國家戰(zhàn)略，另一方面胡麗麗表示想在工業(yè)加工及民用品種中有所開拓，讓研究更為“接地氣”，在國家國民經(jīng)濟主戰(zhàn)場上作出貢獻。

老中青結(jié)合的釹玻璃研發(fā)團隊

謀求共贏的掌舵人

與胡麗麗短暫交談的一個多小時里，她提到最多的是“我們團隊”“我們研究所”，聊激光釹玻璃的發(fā)展沿革、技術(shù)突破和那些給予研究幫助的奉獻者們。即便甚少強調(diào)個人做了什么，但作為上海光機所高功率激光單元技術(shù)中心的領(lǐng)頭羊，胡麗麗在研究過程中背負的責(zé)任和壓力可想而知。對此，一直以來并肩作戰(zhàn)的隊友陳樹彬深有感慨：“胡老師的白發(fā)最初就是在釹玻璃連續(xù)熔煉技術(shù)研發(fā)壓力最大的時候冒出來的，那時她才40多歲。”

1999年，胡麗麗任職高功率激光單元技術(shù)中心主任，適逢研究團隊人才更替的重要時刻。除了把握學(xué)科方向，全面熟悉、接管研究工作，她還需要在青黃不接的狀況下盡快引進新鮮血液、優(yōu)化人才隊伍。“要想科技創(chuàng)新，人才是第一要素，所以任職后我做的第一件事便是補充人才力量。2000年，我們引進來兩個人，2001年引進來4個人……”將優(yōu)秀的人才作為后備軍，每年適當(dāng)?shù)匾M，這支隊伍也從最初的37人發(fā)展壯大到了現(xiàn)在的87人。胡麗麗用心里的那桿秤度量著科研力量的“收支”平衡。

不論是人才隊伍建設(shè)還是學(xué)科發(fā)展，胡麗麗都在為謀求更加長遠的發(fā)展而布局。在她來看，整個團隊的向心力源自于國家重大需求，團隊之間每個人有一種責(zé)任感和使命感驅(qū)趕著自身不斷向前，而作為團隊的掌舵人，她有義務(wù)把握好正確的航向。

在發(fā)展激光釹玻璃工藝技術(shù)和新品種的同時，胡麗麗將目光瞄準(zhǔn)了特種光纖?！拔覀兿Ｍ_展一些新學(xué)科方向的探索，特種光纖是考慮我們已有學(xué)科優(yōu)勢和集體討論后選擇的結(jié)果?！痹谖磥砗荛L一段時間里，胡麗麗及其團隊會圍繞新學(xué)科方向和激光釹玻璃尚未解決的問題繼續(xù)開展深入研究，肩負起國家重大科研任務(wù)之際也積極進行培新培優(yōu)，為全國高校和科研院所及企業(yè)源源不斷地輸送特種玻璃研發(fā)人才。

對于年輕一代的培育，胡麗麗有自己的一套理解和方法。她指出，培養(yǎng)過程中需要競爭和正向淘汰，年輕人需要有敢想敢做的勇氣和把自己逼到“死胡同”的決心。“搞研究其實就像打仗，要有勇氣，也要有斗志。精神力量的支撐是尤為重要的。”在胡麗麗的理念中，科研工作者除了應(yīng)有的探索精神外，“粉絲精神”也是有志于長期投身科研工作者所需要具備的。有強烈的意愿做研究工作的鐵桿粉絲，不為其他，單是為了熱愛科研而工作，這種干勁兒和精神值得發(fā)揚?！安⒉皇且蟠蠹?4小時、5+2連軸工作，更多的時候我們需要一個解決問題的態(tài)度?！倍@種態(tài)度最直接的體現(xiàn)在于對所發(fā)現(xiàn)問題的思考，將思想集中在工作，投入足夠的精力，用符合邏輯的排查手段和科學(xué)的方法應(yīng)對隨時可能出現(xiàn)的各種問題。

不僅對學(xué)生提要求，胡麗麗還不忘對自己提要求。她表示，不論是前沿基礎(chǔ)研究還是新學(xué)科的方向發(fā)展，進一步發(fā)展靠的是最年輕、有熱血的新生代力量沖鋒陷陣?！拔覀€人的精力有限，未來的發(fā)展還是需要靠團隊、靠崛起的青年一代。他們必定是攻關(guān)的主力，我很樂意發(fā)揮中間橋梁的作用，成為年輕人背后的推動力?！备示尤撕?，拋開科研工作者的身份，胡麗麗更愿意做一個科研道路上的導(dǎo)向標(biāo)。她說，育人的過程是在做減法，而由繁入簡的中間也免不了頭疼?！耙砸粋€最簡單例子來說，計算玻璃配方是專業(yè)基本功，但剛?cè)腴T學(xué)生們的計算結(jié)果往往還有錯的。”為了能夠讓學(xué)生盡快夯實基礎(chǔ)，胡麗麗會悉心指導(dǎo)他們包括測試方法、數(shù)據(jù)分析等開展科研的基本方法，為一篇論文指導(dǎo)學(xué)生反復(fù)修改幾遍甚至十幾遍的情況也屢見不鮮。陪學(xué)生熬過最初的基礎(chǔ)夯實階段后，胡麗麗這時最樂意做的是“甩手掌柜”。“給他們提供一個平臺和大致的研究方向，放開手，讓他們自由發(fā)揮，做有創(chuàng)新性的工作。”令胡麗麗欣慰的是，實驗室內(nèi)部形成了一個利于傳承的氛圍，學(xué)生之間有人愿意教，有人愿意學(xué)，這為團隊間工作效率的提升以及默契度的培養(yǎng)創(chuàng)造了機會。

如今，最新研發(fā)的N41型激光釹玻璃連續(xù)熔煉批量制備技術(shù)正處于全力攻關(guān)階段，胡麗麗帶領(lǐng)她的研究團隊也在向著更遠的征途砥礪奮進。