作者:张双虎 黄辛 来源:中国科学报 发布时间:2022/11/23 19:36:22
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朱美萍:“护光”使者

 

激光薄膜就像一面特殊的镜子,通过特定的角度反射或透射,引导激光束按照预设的方向传输。因此,激光薄膜不但需要精确引导激光,还必须抵挡得住强激光的冲击。

高性能激光薄膜元件的工艺流程复杂、研制难度大。在重重困难面前,中国科学院上海光学精密机械研究所(以下简称上海光机所)研究员朱美萍和团队成员潜心研究20多年,成功将激光薄膜运用在我国神光和超强超短激光等装置中。

近日,朱美萍凭借在激光损伤控制,膜层应力和厚度控制,以及稳定性控制等方面取得的成果,荣获第十七届中国青年科技奖特别奖和第十一届上海青年科技英才奖。

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朱美萍        受访者供图

60年传承,20载奉献

“轨道反射镜在太阳面临威胁,如太阳喷射的粒子流,会使得镜面蒙上一层雾膜,降低镜面反射率,需要定期进行清洁……”

这是科幻作家刘慈欣在小说《中国太阳》里提到光学薄膜的场景,这和朱美萍的日常工作有些相似,她要做的是提升薄膜耐受强激光的能力。

“激光薄膜就像整个激光装置的血管。”朱美萍告诉《中国科学报》,“1米尺寸的激光偏振薄膜对膜层厚度的控制要求,相当于要求从上海到北京约1千公里的飞行航程内,飞机上下颠簸不能超过两毫米。”

朱美萍解释说,激光薄膜其实就像是一面面特殊的镜子,通过特定的角度反射或者透射,在激光装置中引导激光束按照预设的方向传输。在这个过程中,它们需要抵挡住强激光的冲击,并且能将激光准确地“护送”到目标点。

激光薄膜是引导激光传输的关键元件,但非常容易被强激光损坏。因此,研究揭示激光诱导薄膜损伤机理,提升激光薄膜的损伤阈值,是朱美萍和团队成员努力的目标。

1964年,中国科学院上海光学精密机械研究所成立伊始,就成立了我国第一支专业从事激光薄膜研究的队伍(今为薄膜光学实验室)。

近60年来,经过无数“激光薄膜人”的积累和传承,到朱美萍这儿,激光薄膜技术已经传承到第四代。而朱美萍本人,也在该领域默默深耕了20年。

日复一日的单调研究工作,朱美萍没觉得枯燥。

“这要感谢3位恩师(范正修研究员、邵建达研究员、易葵正高级工程师)将我引领进薄膜领域。”朱美萍说,“在这个神奇的光学薄膜世界里,还有许多未解之谜,就算再给我60年也研究不完。”

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朱美萍在工作中        受访者供图

为一句话“燃烧”10年

“激光薄膜这个领域中国不行,落后美国十多年。”

十几年前,在一次国际学术会议上,国际同行毫不客气的评价,让当时的朱美萍无力反驳。她只是暗暗下定决心,一定要在激光薄膜领域做出成绩。

学术会议结束后,朱美萍几乎每天都守在镀膜设备旁,在激光损伤与抗激光损伤的“矛”与“盾”的较量中。她以“打不坏”的激光薄膜为终极目标,不断分析改进激光薄膜。长时间与电子束蒸发材料时的焦斑为伴,有时即使闭着眼睛,她眼前也是一片亮白,这样的日子过了七八年。

功夫不负有心人。2012年,上海光机所现任党委书记邵建达研究员带领朱美萍出征激光薄膜损伤研究领域最权威的国际竞赛。在这次激光薄膜损伤阈值国际竞赛上,朱美萍负责研制的激光薄膜取得第一,这也是中国激光介质膜在这个大赛上的首个冠军。

“我当时激动得眼泪都快掉出来了,就觉得对那些不分日夜的日子有了交代,也为中国人争了一口气。”朱美萍说。

站在新的“时代起点”

首次夺冠后,朱美萍和团队成员在激光损伤阈值方面继续做了很多的工作,解决了长期困扰薄膜和激光界的膜层龟裂等技术难题,实现了米级尺寸的高性能激光偏振薄膜,相关技术荣获2018年国家技术发明奖二等奖。2019年,朱美萍和团队成员再次参加激光损伤阈值国际竞赛,并且以更大的优势再次取得第一。

迅速赶超的背后,一定有数倍他人的努力和奉献。2019年,朱美萍骶骨骨折,她一天没有休息,坚守在工作岗位上,坚守在镀膜设备旁,整整站着工作了两个月。

因为天天厮守在办公室,朱美萍的女儿大部分课余时间也是在她办公室度过的。在妈妈工作特别忙的时候,这个与爱因斯坦同一天生日的女孩早早就学会了在办公室打地铺。

朱美萍最早负责两台镀膜设备,女儿就对朱美萍说:“妈妈有3个宝宝,大宝、小宝,最后才是我自己。”这句话让朱美萍一直记在了心里。

2019年,朱美萍入选国家级人才计划,这是这支完全由本土培养的队伍里的第一顶“帽子”。朱美萍心里清楚,“帽子”并不是目标,如何以国家战略需求为导向,在激光薄膜领域实现自立自强才是她所要追求的目标。

如今,这支激光薄膜团队又站在了新的时代起点,他们将继续向更强激光、更广光谱的激光薄膜发起攻坚,始终为了激光装置有“最强血管”,保护并引导激光束“迈向”预定目标。

 
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