在同濟(jì)大學(xué)四平校區(qū)的一個不起眼院落外，掛著“精密光學(xué)工程技術(shù)研究所”的牌子。且不說外人，即便是普通的同濟(jì)學(xué)子，也未必知道實(shí)驗(yàn)室里的“秘密”。殊不知，這里是我國激光薄膜器件的重要研究基地，也是國內(nèi)一流的X射線多層膜光學(xué)與技術(shù)研究平臺，在激光薄膜領(lǐng)域占據(jù)了世界的高地。
一顆灰塵 就會影響激光裝置
每個去實(shí)驗(yàn)室的人，必須做到一塵不染。記者走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的第一個房間，先要穿上清潔的工作服，戴上工作帽，套上鞋套；第二個房間是風(fēng)淋室，每個來訪者都要在此經(jīng)過消靜電的潔凈新風(fēng)吹洗；再走入下一個房間，眼睛一亮，來到一個激光薄膜器件的世界。激光薄膜的優(yōu)化設(shè)計(jì)、超精密制作、高精度表征等等，便是實(shí)驗(yàn)室里的工作了。
即便在納米薄膜世界，也要做到“一塵不染”。實(shí)驗(yàn)室的研究人員告訴記者，激光薄膜是強(qiáng)激光裝置的核心器件，也是其中的薄弱環(huán)節(jié)。如果薄膜上有一顆灰塵，也有可能影響激光裝置的使用。那么，實(shí)驗(yàn)室出來的光學(xué)薄膜要達(dá)到什么樣的標(biāo)準(zhǔn)呢？當(dāng)然這是商業(yè)秘密，不過研究人員還是舉了一個形象的例子：就像在一個籃球場里，不能有一個芝麻大小的灰塵存在。
填補(bǔ)空白
成功提高使用壽命
實(shí)驗(yàn)室里究竟在做什么呢？原來，高功率/高能激光技術(shù)及裝置是國防戰(zhàn)略和新興產(chǎn)業(yè)的制高點(diǎn)之一，對國家安全和國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有重大支撐作用。我國的高功率激光器、激光雷達(dá)、激光測距、激光切割等裝置一直存在突出的薄膜器件損傷問題，導(dǎo)致激光系統(tǒng)無法長時間滿負(fù)荷運(yùn)行，這已成為制約高功率/高能激光技術(shù)應(yīng)用和發(fā)展的瓶頸。而激光薄膜器件的核心技術(shù)、關(guān)鍵工藝和高端器件長期受到國外封鎖與禁運(yùn)，必須依靠自主研發(fā)。這個實(shí)驗(yàn)室，就是要為高功率/高能激光相關(guān)重大科技需求提供光學(xué)薄膜器件。
同濟(jì)大學(xué)先進(jìn)技術(shù)研究院院長王占山教授是實(shí)驗(yàn)室的負(fù)責(zé)人，他2001年只身來到同濟(jì)大學(xué)，以一個“小片片”起步。何謂“小片片”？即“X射線多層膜分束鏡”——一種新型的X射線光學(xué)元件。當(dāng)時，國內(nèi)此項(xiàng)研究成果尚屬空白。他潛心鉆研5年，將X射線多層膜分束鏡做到國際領(lǐng)先水平。2006年期間，國家的重大激光裝置由于其中激光能量密度最高的一個元件——pick-off鏡經(jīng)常損壞而無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。鑒于王占山在X射線多層膜領(lǐng)域的建樹，國家重大激光裝置委托王占山進(jìn)行攻關(guān)研究，啃下這個硬骨頭。王占山毫不猶豫答應(yīng)下來，帶領(lǐng)科研團(tuán)隊(duì)通過多年的持續(xù)科研攻關(guān)，成功解決了超高功率激光裝置用Pick-off鏡的損傷問題，將該器件的損傷閾值提高了近1個數(shù)量級，將其使用壽命由幾周提高至幾年，有力支撐了裝置建設(shè)。同時，團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步深化基礎(chǔ)科學(xué)的研究，揭示了薄膜器件損傷的科學(xué)原理和定量規(guī)律，實(shí)現(xiàn)了高損傷閾值激光薄膜器件高效率、高穩(wěn)定性的批量制作。
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