鄧玉強(qiáng)：丈量光的速度

這位外表普通的科研人員近年來取得了一系列亮眼的成績(jī)：在國(guó)際上首次提出小波分析重建超短脈沖光譜相位、光學(xué)群延遲直接提取、太赫茲高吸收材料研制等系列新方法；研建我國(guó)首套超短脈沖自相關(guān)儀、太赫茲輻射功率計(jì)等國(guó)家計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)和社會(huì)公用計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)等。

勇于創(chuàng)新，踏上超快光學(xué)跑道

鄧玉強(qiáng)說自己很幸運(yùn)，一畢業(yè)就進(jìn)入中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院工作。那時(shí)博士畢業(yè)生還不多，領(lǐng)導(dǎo)對(duì)他很重視，他的第一項(xiàng)工作是研制飛秒脈沖計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，解決超短脈沖時(shí)域參數(shù)無法溯源的問題。

超快光學(xué)是國(guó)際光學(xué)領(lǐng)域最前沿的熱點(diǎn)研究方向，在超快信號(hào)產(chǎn)生探測(cè)、超快過程研究分析、超精密微納加工、光電子技術(shù)、超精密醫(yī)學(xué)診斷治療等領(lǐng)域發(fā)揮著不可替代的作用。其中，大眾熟知的飛秒激光近視眼手術(shù)用的就是超快光學(xué)中的飛秒激光。

鄧玉強(qiáng)說，超快光學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，對(duì)其準(zhǔn)確計(jì)量提出迫切需求。尤其是飛秒激光時(shí)域參數(shù)的準(zhǔn)確測(cè)量，對(duì)飛秒脈沖激光的產(chǎn)生、傳輸、控制和應(yīng)用等各個(gè)過程都至關(guān)重要，而國(guó)際上缺少相關(guān)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)。正因如此，他決定進(jìn)入這個(gè)領(lǐng)域，建立國(guó)家超短脈沖計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，為超快光學(xué)研究和應(yīng)用提供準(zhǔn)確的溯源源頭和量值保障。

那時(shí)，中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院位于北京市昌平區(qū)的實(shí)驗(yàn)室剛剛啟用。鄧玉強(qiáng)從頭開始搭建這個(gè)實(shí)驗(yàn)室，選購(gòu)光學(xué)調(diào)整架、加工光學(xué)鏡片、設(shè)計(jì)機(jī)械零部件，精細(xì)調(diào)整每一個(gè)光學(xué)器件的位置和方向，不斷提高儀器的穩(wěn)定性和抗干擾程度……

最終，鄧玉強(qiáng)團(tuán)隊(duì)自主研制出超短脈沖激光參數(shù)測(cè)量?jī)x器，實(shí)現(xiàn)了飛秒脈沖時(shí)域參數(shù)的準(zhǔn)確測(cè)量，構(gòu)建了我國(guó)首套超短光脈沖時(shí)域參數(shù)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，他們還在國(guó)際上提出了新的超短脈沖光譜相位還原方法，消除了傳統(tǒng)方法產(chǎn)生的不確定因素，實(shí)現(xiàn)了超短脈沖光譜相位準(zhǔn)確測(cè)量，提高了脈沖時(shí)域參數(shù)測(cè)量的準(zhǔn)確度水平。這一標(biāo)準(zhǔn)獲得了國(guó)際同行的高度評(píng)價(jià)，被推薦為國(guó)際超短脈沖光譜相位準(zhǔn)確測(cè)量的替代方法。

“做科研要有新想法，模仿別人永遠(yuǎn)不會(huì)領(lǐng)先。”在鄧玉強(qiáng)看來，創(chuàng)新是科研的靈魂。

堅(jiān)持不懈，努力填補(bǔ)“太赫茲空隙”

太赫茲是介于紅外和微波之間的頻段，是連接電子學(xué)和光子學(xué)的橋梁，在高速寬帶通信、醫(yī)療安檢成像、化學(xué)成分分析、國(guó)家國(guó)防安全等諸多領(lǐng)域具有重要應(yīng)用價(jià)值和重大應(yīng)用潛力，因而成為當(dāng)今各國(guó)的研究熱點(diǎn)。

但由于缺乏有效的測(cè)量方法和測(cè)量?jī)x器，人們對(duì)太赫茲頻段的輻射特性了解甚少，形成了著名的“太赫茲空隙”。發(fā)展太赫茲計(jì)量技術(shù)，保障太赫茲測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確、可靠，成為國(guó)際計(jì)量局的戰(zhàn)略重點(diǎn)，也是我國(guó)《計(jì)量發(fā)展規(guī)劃》的重點(diǎn)課題。

這也成為鄧玉強(qiáng)引以為傲的另一開創(chuàng)性工作。“我們從2005年開始研究太赫茲技術(shù)，從2011年開展太赫茲計(jì)量研究?！编囉駨?qiáng)說。

研制太赫茲吸收材料是破解太赫茲功率計(jì)量難題的關(guān)鍵。經(jīng)過兩年的艱苦攻關(guān)，鄧玉強(qiáng)團(tuán)隊(duì)于2013年研制出一種新型太赫茲吸收材料，實(shí)現(xiàn)了材料樣品在太赫茲波段光譜反射特性、光譜透射特性和光譜吸收特性的準(zhǔn)確測(cè)量。

2015年5月，國(guó)際首次太赫茲功率比對(duì)在德國(guó)柏林舉行，參加比對(duì)的德、美、中三國(guó)計(jì)量院分別采用不同的技術(shù)路線，取得的測(cè)量結(jié)果都相互吻合。其中，中國(guó)計(jì)量院的測(cè)量不確定度最小、探測(cè)器響應(yīng)度最高，這一結(jié)果標(biāo)志著我國(guó)太赫茲功率計(jì)量能力步入國(guó)際領(lǐng)先行列。

“這個(gè)比對(duì)只有具備太赫茲輻射功率絕對(duì)測(cè)量能力的國(guó)家才有資格參加，這項(xiàng)能力需要具有經(jīng)國(guó)際同行評(píng)審的、在國(guó)際期刊正式發(fā)表的學(xué)術(shù)論文作為證明?！编囉駨?qiáng)介紹。

比對(duì)之前，各國(guó)計(jì)量院首先上報(bào)測(cè)量不確定度。鄧玉強(qiáng)代表我國(guó)上報(bào)的不確定度最小，參比的國(guó)際同行起初對(duì)此表示質(zhì)疑。然而當(dāng)比對(duì)結(jié)果揭曉時(shí)，中國(guó)團(tuán)隊(duì)立刻令國(guó)際同行們刮目相看。鄧玉強(qiáng)笑著說，那是他作為科研人員最有成就感的時(shí)刻之一。

這背后是“十年磨一劍的”的精神。為了測(cè)量結(jié)果能更準(zhǔn)確、可靠，在漆黑的光學(xué)實(shí)驗(yàn)室，鄧玉強(qiáng)常常一個(gè)人屏住呼吸，一遍又一遍地反復(fù)進(jìn)行測(cè)試，一測(cè)就是一整天。

專心致志，享受實(shí)驗(yàn)室的工作時(shí)光

博士階段才進(jìn)入光學(xué)計(jì)量領(lǐng)域的鄧玉強(qiáng)為何能在短短幾年內(nèi)取得多項(xiàng)重要成果？

“首先得有興趣，然后當(dāng)然少不了勤奮和堅(jiān)持?！编囉駨?qiáng)說，“這也離不開周圍人的幫助。”

從吉林農(nóng)村考到天津大學(xué)的鄧玉強(qiáng)自小就是“別人家的孩子”?！暗钡娇忌喜┦浚夷芟氲降奈磥硪簿褪前l(fā)幾篇論文，完成博士學(xué)業(yè)，找個(gè)安穩(wěn)的工作?！编囉駨?qiáng)說。

轉(zhuǎn)機(jī)出現(xiàn)在鄧玉強(qiáng)讀博期間?！爱?dāng)時(shí)，我的一位師弟在做一個(gè)關(guān)于飛秒脈沖相位計(jì)算方面的研究，用傳統(tǒng)方法總是難以取到理想的結(jié)果。由于我碩士階段在圖書館里看了很多相關(guān)論文，有一些這方面的基礎(chǔ)，就提出一種新思路，并且取得很好的結(jié)果。我的導(dǎo)師看到就鼓勵(lì)我將其寫成論文并發(fā)表出來?！编囉駨?qiáng)回憶道。

當(dāng)時(shí)鄧玉強(qiáng)的英文水平很差?！拔覍?dǎo)師一遍一遍地幫我修改，遇到交叉技術(shù)問題就反復(fù)討論，前后修改了幾十遍，到最后基本每一句話都動(dòng)了，論文也有了脫胎換骨的變化。”鄧玉強(qiáng)說，最終這篇論文發(fā)在一份很有影響力的國(guó)際期刊上，“這是我以前要仰視的期刊，我腦中的很多知識(shí)都是從這個(gè)期刊上獲得的，沒想到自己的文章能發(fā)表在上面，這對(duì)我是個(gè)很大的激勵(lì)?！?/p>

這種不服輸?shù)膭蓬^體現(xiàn)在鄧玉強(qiáng)科研生活的方方面面。在德國(guó)做訪問學(xué)者時(shí)，剛開始鄧玉強(qiáng)聽不懂英文，于是他就多聽、多說、多練，一個(gè)多月后就能用英文進(jìn)行順暢交流。在進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)方面，他也不斷學(xué)習(xí)、反復(fù)琢磨，克服了許多困難和障礙。

德國(guó)的同事評(píng)價(jià)他：“在和鄧玉強(qiáng)工作的過程中，他的個(gè)人能力給我留下了深刻的印象。他積極參與我們的討論，能快速地掌握新知識(shí)。他是個(gè)極有條理的人，也非常值得信賴?！?/p>

“創(chuàng)新的方法不是一蹴而就的，需要經(jīng)過大量分析和思考才能獲得。靈感只在瞬間閃現(xiàn)，需要做充足的準(zhǔn)備才能抓住它?！编囉駨?qiáng)說，思路不通時(shí)，他就會(huì)一直琢磨，走路、坐車、睡前都是他的思考時(shí)間。他覺得，只要念念不忘，“總有一天能豁然開朗”。

對(duì)于項(xiàng)目、經(jīng)費(fèi)、榮譽(yù)等，鄧玉強(qiáng)表現(xiàn)得相當(dāng)“佛系”。“項(xiàng)目越多，花在答辯、寫材料上的時(shí)間就會(huì)越多。對(duì)我來說，經(jīng)費(fèi)夠用就行了?！彼坏卣f，“我更關(guān)注的是經(jīng)費(fèi)的投入與產(chǎn)出比，要讓手頭的經(jīng)費(fèi)發(fā)揮出更大的作用。相比之下，我更享受埋頭在實(shí)驗(yàn)室的時(shí)光，取得新的成果才是讓我最高興的事?！?/p>