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追“光”路上永不停步——记中国科学院福建物质结构研究所高级工程师邓晶

  邓晶,中国科学院福建物质结构研究所高级工程师,35岁的她已经攻克了美国业界公认的技术难题,为我国激光事业崛起奉献着自己的青春智慧。
   兴趣引领追“光”路
  换上超净服、穿好鞋子、戴好帽子、进入风淋室除尘……每天进入实验室之前,邓晶都一丝不苟地做着这些规定动作。
  邓晶虽然年纪轻轻,但从事激光技术集成与应用研究多年,参与了多项国家级、省部级重点项目。激光,在我们普通人眼里神秘莫测,但在邓晶眼中却是“很有用”且“很有趣”的。
  “激光被称为‘最快的刀’‘最准的尺’‘最亮的光’,被广泛引用于军事、医学、通信和工业领域。”邓晶介绍,她在上大学时第一次接触到系统的光学知识,当时,她一下子就被这门历史悠久的学科所吸引。
  在中国科学院福建物质结构研究所读研期间,她深入学习了激光专业知识,毕业后直接留在了所里,投入到激光的研究中。“激光实验不仅与激光专业相关,与其他专业如电学也有交叉。在做实验的过程中能够不断学习新的知识,这很有趣。”其实,在邓晶口中“很有趣”的实验过程,实则是枯燥无味、甚至又苦又累的经历。
  2013年,邓晶负责了一项激光光源系统研制工作,项目系统复杂,要求很高。
  为了对激光系统进行抗强振动实验,邓晶与同事们要将几十千克重的激光器及配件从实验室搬到机械间的振动平台进行实验,在实验结束后又要将其搬回实验室对激光性能进行检测。每调整一个设计方案,都需要进行多次反复的振动实验,他们就得多次反复地干着这样的体力活。
  为了检测激光系统在不同温度下关键性能参数的变化,邓晶和同事们常常置身于高低温实验室中,在一天之内多次感受-5℃~40℃的巨大温差。某一项性能需要验证多少次,他们就得在严寒和酷暑之间切换多少次。
  “邓晶有敏锐的洞察力和坚韧的性格,她总是能在无数次反复实验中抓住关键点,而且耐得住寂寞和失败,一直保持着高涨的科研热情。”邓晶的同事郑晖一脸佩服的神色。
  “不止是我,组里的同事都自嘲说做项目已经做出‘强迫症’了。尽管有时候成品已经达到技术要求,但是还是想做到更好,不留下遗憾。”邓晶这么说。
  潜心攻关破难题
  近年来,邓晶作为负责人和主要参与人,研发了多个激光系统。在这些年做的项目里,最令人瞩目的要数与中国工程物理研究院流体物理研究所合作的网栅阵列转换屏组件的研制。
  邓晶介绍说,网栅组件主要应用于高能闪光照相中,由高熔点高硬度金属钨加工而成。网栅有数万个锥孔,指向精度达微弧级,无法用机械的方法进行加工。美国洛斯阿拉莫斯国家实验室从1995年开始研制钨网栅,于2005年研制出钨网栅。虽然这一成果获得了当年美国科学技术创新奖(美国R&D100Award),但该网栅密度低、射线透过均匀性差,对图像的分辨率有较大影响。美国科学界普遍认为,这是无法克服的技术难题。
  作为项目负责人,邓晶带领项目组探索了多种实验方案。为了解决网栅膜片上万个栅孔的加工与定位精度难题,他们进行了大量的实验,最终结合课题组的3D打印技术,经过近3年的刻苦攻关,研制出了网栅阵列。
  这使得我国成为了继美国之后第二个研制出了网栅阵列的国家。更令人欣喜的是,经检测,该网栅组件的各项技术指标均超出预期研制目标。其中,射线透过不均匀度、散射抑制比等关键性能指标均优于美国网栅,有效提升了照相图像对比度。
  “在做这个项目的时候,我们遇到了一个很难解决的薄片变形问题。”郑晖回忆说,当时邓晶带领大家进行了大量的实验和夜以继日的观察。“虽然她的专业是凝聚态物理,但是没有给自己设边界,大量阅读了光机电各方面资料,经过多次失败后,提出了自适应分区热平衡加工方法,完美地解决了变形问题。”
  步履不停向未来
  在工作中,邓晶对自己高标准、严要求,项目从起步到产品交付,要经历艰辛而漫长的过程,大量琐碎的反复试验考验科研人员的毅力与耐心。
  邓晶正是用自己的热情与专注,攻克了一项又一项技术难关,完成了不少研制项目,研究成果已经在好几个领域“大显身手”——某个激光系统已成功应用于弹道靶上开展的“神舟”系列及多种武器型号试验中,获得的试验数据为国家重大型号任务的判识发挥了关键作用;另一激光系统在“聚龙一号”高能物理实验应用中发挥了至关重要的作用。她还搭建了一台全固态高光束性能径向偏振皮秒锁模激光器,可应用于激光切割和钻孔等,具有较好的工业应用前景。
  目前,邓晶和她的同事正开展激光增材制造的研究应用工作,“我的‘小目标’就是再‘啃’下一个激光项目的‘硬骨头’”。在追“光”的道路上,邓晶始终自信满满,步履不停。(来源:省科协、省妇联)