不久前的一天深夜,周朴带着课题组成员走出实验室,难掩兴奋和激动。经过近期的“闭关”试验,他们的研究成果“低量子亏损光纤激光器”再次实现突破,量子亏损从1%降至0.6%以内。
2021年底,这项研究以1%的低量子亏损入选年度“全球光学重要进展”,提出了解决低量子亏损光纤激光输出功率突破技术瓶颈的有效方案,比国际同行其他方案的输出功率提高近3个数量级。不到半年,技术指标再次实现突破。
带领课题组一次次成功“追光”的,正是国防科技大学前沿交叉学科学院研究员周朴。他的主要研究方向之一是光纤相干合成,“将多束光聚在一起,从而共同形成巨大穿透力”,是长期以来周朴不变的工作目标。
在这条“追光”路上,周朴已走了20多年。2001年,周朴考入国防科技大学光电工程专业,读博期间,他开始对光纤激光相干合成展开研究探索,从此踏上“追光之旅”。
那时,实现对多束激光的有效控制是国际公认的技术难题,国内类似的研究尚未起步,还在读书的周朴便下定决心要填补这项“空白”。他从阅读文献入手,从数千篇外文文献中归结出30多种可行技术方案。然后又将30多种技术方案分为5类,通过“系统分析+建模计算”的方法逐一建模定型验证。历时1年多,经过系统理论分析、数值模拟和实验研究,周朴最终确定了最佳方案。
与此同时,周朴提出的相干合成光束质量评价标准,得到国际同行的高度认可,被认为是“最佳准则”。2016年,相关标准被纳入国家标准,为相应类型系统的效能评估提供了准则。
几年后,留校任教的周朴再次接到任务,向千瓦级激光系统发起冲击。这一次,他要带领课题组用1年时间,对国外某实验室保持了3年的纪录实现参数翻番。
据课题组成员马阎星回忆,那段时间他们的试验失败了很多次,但没有人想过放弃。那一年周朴几乎全年无休,每天工作11个小时以上,被战友们称为“711”。
为了找到性能优良、质量可靠的元器件,他带领课题组跑遍长三角、珠三角有关厂家,把上百个器件的性能参数熟记于心,努力实现系统设计的最优化运用。2010年年底,课题组终于运用光纤激光相干合成技术在国际上率先实现了千瓦级高功率输出。
“不是在冲锋,就是在冲锋的路上。”有人这样形容周朴。实现激光相干合成重大创新后,周朴带领课题组又朝着解决单纤激光的“非线性效应”这一世界性难题进军。翻阅海量文献,经过无数次推研,他们最终突破了高稳定种子激光、高亮度泵浦和光束质量控制等关键技术,在国内首次实现单纤最高功率输出。
如今,周朴已获授权专利50余项,发表高水平论文100余篇,荣立二等功2次、三等功1次。近5年,获军队级科技进步一等奖4项、军队教学成果二等奖1项。
像“光”一样,周朴也聚合带动了一批优秀的年轻人。他的课题组成员都已成为光纤激光领域的重要专家,16人次获军队(省部级)科技进步一等奖。与此同时,他还致力于高能激光技术领域的人才培养工作,参与指导的研究生5名获评国家级学会优秀博士学位论文(含提名)。
周朴的学生吴函烁曾于2018年被公派英国学习,所学内容国内暂时还不具备条件。经过两年的学习,吴函烁已基本掌握相应的技术,但因其他原因返校,博士学位要从头开始读起。
了解到吴函烁的情况,周朴告诉课题组的其他老师,“我非常佩服吴函烁的态度,扎扎实实从零开始、没有半句怨言,我也不能辜负他的努力和天赋”。随后,周朴主动帮助吴函烁选课题,课题组群策群力协助指导。依托团队的研究条件,吴函烁完成了激光材料的设计、制备、表征,研制了高性能的激光,研究进程较为顺利。通过一年半时间的努力,吴函烁已经完成了博士学位论文的工作。
学生来文昌也因周朴走上“追光”之路。2018年,正在读大四的来文昌向学校申请硕博连读,却因名额限制未能如愿,一度意志消沉。了解到情况后,周朴陪他散步聊天,结合他在本科期间展现出的数学天赋,帮忙分析其在光学领域的发展潜力。周朴还与来文昌共同讨论他硕士期间的课题方向,给出自己的建议。
“周老师的话,犹如一粒种子,埋在了我的心里。”来文昌说。受到老师的鼓励,来文昌在读硕士研究生期间专心科研,两年半时间在国内外学术期刊发表高水平论文5篇,1篇论文入选《强激光粒子束》期刊纪念激光发明60周年特刊,并取得了500瓦单频激光世界纪录的科研成果。
在旁人眼中,周朴永远充满拼劲儿。白天,他忙于上课、指导学生、项目推进和学科建设等工作,晚上便成了他阅读文献、科研攻关的黄金时间。课题组成员说,周朴的邮件常常在半夜发来,大家开玩笑称呼他为“子夜英雄”。
曾有人问过周朴,“你这种‘生命不息、创新不止’的拼劲儿源自哪儿?”这时,这位在光学领域冲锋了20多年的老兵坚定地告诉战友,“源自信仰之光、科学之光的指引。作为军队科研工作者,只有在追光前沿中笃行不怠,才能为实现高水平科技自立自强作出更大贡献。”
来源:中国青年报