胡麗麗被譽(yù)為打造激光器“心臟”的科學(xué)家,2025年1月榮獲國(guó)際玻璃協(xié)會(huì)主席獎(jiǎng),成為我國(guó)首位獲此殊榮的女科學(xué)家。
投身釹玻璃研究
激光在國(guó)防、核能、生活領(lǐng)域中都有重要應(yīng)用,釹玻璃是一種含稀土發(fā)光釹離子的玻璃,能將激光能量放大到不可思議的量級(jí),胡麗麗的研究就是從一塊釹玻璃開(kāi)始的。
20世紀(jì)60年代初,剛成立的中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所(簡(jiǎn)稱“上海光機(jī)所”)將釹玻璃課題提上日程,老一輩科研人歷盡艱辛,實(shí)現(xiàn)了我國(guó)釹玻璃從無(wú)到有的突破。1990年,胡麗麗在上海光機(jī)所獲得博士學(xué)位,她的博士生導(dǎo)師、中國(guó)科學(xué)院院士干福熹叮囑她:“要關(guān)注基礎(chǔ)研究,要發(fā)展新材料。”
2005年起,胡麗麗帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研發(fā)大尺寸釹玻璃熔煉技術(shù)。大功率激光裝置往往需要大批量、大尺寸釹玻璃,只有連續(xù)熔煉才能保證規(guī)格、性能完全一致,進(jìn)而充分發(fā)揮其作為激光工作介質(zhì)的有效性。當(dāng)時(shí),美國(guó)聯(lián)合德國(guó)、日本的兩家頂級(jí)光學(xué)玻璃公司掌握了大尺寸釹玻璃連續(xù)熔煉技術(shù),并為美國(guó)國(guó)家點(diǎn)火裝置提供批量釹玻璃供應(yīng)。然而,他們?cè)谕瓿擅绹?guó)和法國(guó)兩大激光聚變裝置的釹玻璃供貨后拆除了連續(xù)熔煉線,并對(duì)我國(guó)實(shí)施嚴(yán)格禁運(yùn)。
胡麗麗并不泄氣,沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)可循,便帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)收集相關(guān)文獻(xiàn)中失敗的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),逐一對(duì)比釋疑。相比單片熔煉,連續(xù)熔煉須使用更少雜質(zhì)、更耐侵蝕的熔煉容器,胡麗麗與伙伴一起,通過(guò)自主研發(fā)及與國(guó)內(nèi)優(yōu)勢(shì)單位合作,耗費(fèi)五年時(shí)間制作出合適的坩堝。玻璃化學(xué)性質(zhì)活潑又沒(méi)有規(guī)則結(jié)構(gòu),純度不夠、玻璃內(nèi)部出現(xiàn)條紋和氣泡、入隧道易炸裂等問(wèn)題接踵而至。實(shí)驗(yàn)初期,成型后的高溫釹玻璃送入隧道窯內(nèi)冷卻時(shí)總會(huì)發(fā)生炸裂,請(qǐng)來(lái)的外援專(zhuān)家提供不了解決辦法。靜心思考后,胡麗麗以改變隧道窯結(jié)構(gòu)的方式破解了這一難題。
2012年,釹玻璃連熔中試生產(chǎn)線建成,胡麗麗團(tuán)隊(duì)攻克了包含大尺寸釹玻璃連續(xù)熔煉、包邊工藝、精密退火等的全鏈條生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù),上海光機(jī)所因此成為國(guó)際上首家獨(dú)立掌握釹玻璃元件全流程生產(chǎn)技術(shù)的機(jī)構(gòu)。相關(guān)科研成果應(yīng)用于我國(guó)“神光”系列和上海超強(qiáng)超短激光等高功率激光裝置,為國(guó)家安全、前沿科技和新能源發(fā)展的長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)“續(xù)航”。胡麗麗帶領(lǐng)的釹玻璃團(tuán)隊(duì)先后獲得“上海市技術(shù)發(fā)明特等獎(jiǎng)”“國(guó)家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)”“中國(guó)科學(xué)院杰出科技成就獎(jiǎng)”。
注重玻璃轉(zhuǎn)化
胡麗麗常說(shuō):“材料做出來(lái),就是要用的?!痹谒磥?lái),特種玻璃研發(fā)不僅要服務(wù)于國(guó)家重大戰(zhàn)略,也應(yīng)該切實(shí)解決企業(yè)和民生訴求。
萬(wàn)瓦級(jí)摻鐿激光光纖研發(fā)即為企業(yè)而生。光纖激光器是先進(jìn)制造、醫(yī)療科技等領(lǐng)域的關(guān)鍵元件,光纖負(fù)責(zé)產(chǎn)生激光并放大激光效率,達(dá)成上萬(wàn)瓦功率的輸出。然而,該光纖產(chǎn)品及生產(chǎn)技術(shù)長(zhǎng)期被一些美國(guó)大公司壟斷。2011年以來(lái),胡麗麗帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)圍繞光纖激光器的激光效率、功率穩(wěn)定性和長(zhǎng)期可靠性等問(wèn)題,從纖芯成分設(shè)計(jì)、工藝制備改良、包層結(jié)構(gòu)創(chuàng)新等層面入手研究。這期間,國(guó)內(nèi)一家高科技企業(yè)因?yàn)樵趪?guó)際上購(gòu)買(mǎi)不到急需的光纖產(chǎn)品,找到胡麗麗求助。胡麗麗帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)與該企業(yè)密切溝通,根據(jù)其實(shí)際需求反復(fù)迭代產(chǎn)品,完美實(shí)現(xiàn)了供貨需求。近幾年,胡麗麗團(tuán)隊(duì)的光纖技術(shù)轉(zhuǎn)化為更多產(chǎn)業(yè)成果,2019年以來(lái),直接銷(xiāo)售額超過(guò)2億元,間接經(jīng)濟(jì)效益超過(guò)18億元。
大數(shù)據(jù)時(shí)代,超寬帶、低損耗的摻鉍石英光纖成為新型寬帶放大器的優(yōu)選。過(guò)去二十多年間,我國(guó)相關(guān)領(lǐng)域未取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。接手“超寬帶放大用摻鉍石英光纖”的任務(wù)后,很多伙伴覺(jué)得心里沒(méi)底,擔(dān)心砸了團(tuán)隊(duì)的招牌。胡麗麗鼓勵(lì)大家:“國(guó)家信任我們,我們就義不容辭。”這個(gè)項(xiàng)目中,胡麗麗的學(xué)生郭夢(mèng)婷承擔(dān)主要研發(fā)任務(wù)。由于剛畢業(yè)不久,摻鉍光纖又與讀博士時(shí)的研究方向不一致,郭夢(mèng)婷有些束手束腳。胡麗麗不斷寬慰和幫助她,直到高增益系數(shù)摻鉍硅基光纖關(guān)鍵制備技術(shù)順利攻關(guān)。來(lái)不及慶祝,胡麗麗提醒郭碧婷,“我們要敢于挖寶,做一件事就要做精、做透、做好?!痹诤慃愔笇?dǎo)下,這個(gè)團(tuán)隊(duì)又陸續(xù)開(kāi)發(fā)出覆蓋多個(gè)波段的三款優(yōu)質(zhì)摻鉍硅基光纖產(chǎn)品,滿足了市場(chǎng)和用戶的多元需求。
溫情解密者
如今,胡麗麗是上海光機(jī)所學(xué)術(shù)委員會(huì)副主任、先進(jìn)激光與光電功能材料部研究員、博士生導(dǎo)師,工作繁瑣又忙碌。她常年留短發(fā)、穿深色外套,除了特殊場(chǎng)合,很少刻意打扮自己。每天下班后,胡麗麗在辦公室多待一兩個(gè)小時(shí),周末下午也會(huì)抽時(shí)間到實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)。她還時(shí)常到車(chē)間查看生產(chǎn)情況,與操作人員交流。她說(shuō),搞科研得“接地氣”,多進(jìn)車(chē)間才能察覺(jué)問(wèn)題并及時(shí)解決。
小小玻璃奧秘?zé)o窮,其基本特性迄今存謎;與此同時(shí),我國(guó)是世界上最大的玻璃生產(chǎn)國(guó),但目前仍有不少高端玻璃制品受制于人。意識(shí)到玻璃研究的緊迫性,胡麗麗一邊繼續(xù)攻關(guān)新技術(shù),一邊攜團(tuán)隊(duì)尋求多方協(xié)力,推進(jìn)建設(shè)特種玻璃材料構(gòu)效關(guān)系研發(fā)平臺(tái)。例如在引入同步輻射玻璃結(jié)構(gòu)研究手段時(shí),她與“上海光源”接洽,籌建我國(guó)首條特種玻璃研究專(zhuān)用線站。在胡麗麗的設(shè)想中,該線站可以基于數(shù)據(jù)庫(kù)分析,力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)玻璃定制。2025年春節(jié)前夕,胡麗麗把介紹DeepSeek的消息發(fā)到工作群,附言:“結(jié)合AI,特種玻璃的研發(fā)工作能更精準(zhǔn)高效?!彼M七M(jìn)特種玻璃領(lǐng)域的AI輔助建模研發(fā)范式。
今年62歲的胡麗麗,已經(jīng)深耕特種玻璃領(lǐng)域近四十年。那張國(guó)際玻璃協(xié)會(huì)主席獎(jiǎng)的證書(shū)上印有“玻璃的夢(mèng)想”字樣。迎向這個(gè)晶瑩有光的夢(mèng)想,胡麗麗繼續(xù)只爭(zhēng)朝夕。
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編輯 王冬艷 437408345@qq.com