胡丽丽:领衔攻关钕玻璃 将微小能量放大到“小太阳”级

2018年10月19日 14:03  
原标题:上海光机所女研究员胡丽丽领衔攻关钕玻璃,是能输出最大能量的激光工作介质 将微小能量放大到“小太阳”级

初见胡丽丽时,她看上去再低调普通不过——没有犀利如炬的眼神,没有抑扬顿挫的语调,一头灰白短发,一身朴素衣裳。很难想象,她正是领衔钕玻璃项目、获得2016年度上海市技术发明奖特等奖的第一完成人。

中科院上海光机所研究员胡丽丽和她领衔研发的大尺寸钕玻璃。 赵侃摄

钕玻璃却要“高调”许多。它与生俱来泛着紫红色的光芒,是一种含有稀土发光钕离子的特殊玻璃,是目前人类所知能够输出最大能量的激光工作介质,可以将微不足道的能量(10的负9次方焦耳)放大千万亿倍到“小太阳”量级(10的6次方焦耳),批量制造的大尺寸激光钕玻璃已成功应用于我国“神光”系列激光装置和开展前沿基础研究的5拍瓦超强超短激光装置。

紫红色,正是胡丽丽最喜欢的颜色。在她和钕玻璃之间,还有着怎样的故事?

“这个时候不能退,只能上了!”

钕玻璃比一般的光学玻璃要“娇气”许多,需同时满足28个技术指标。冷了,有裂纹;受潮了,容易发霉;包边胶的耐环境性差一点,会脱胶;还不能有附加应力,要知道就算用手摸一下,手上的温度也会激发玻璃内部应力变化……在12年的科研攻关中,胡丽丽总是告诉自己,再难的问题总会找到答案。

攻关开始前,国内仅有中科院上海光机所掌握了激光钕玻璃单片熔炼技术,连续熔炼技术还从来没有做过。摸索从一口埚开始。单片熔炼用的坩埚不能用于连续熔炼,连续熔炼要求使用耐侵蚀、杂质少的坩埚,为此团队找遍了合作伙伴。通过自主研发和与国内优势单位的合作,前后用了5年时间解决了这个问题。

大尺寸的钕玻璃,在成型阶段,其流量非常小,只有单片熔炼的二十分之一,却要像“摊大饼”一样达到810×500×55毫米的坯片规格,玻璃粘度大了摊不开,太小又会出现缺陷。最困难的时候,退休的老科学家也上阵了。“做了不下100次实验,用了3年时间,终于攻下了这个难题。”

也有找不到方向的时候,但胡丽丽相信“绝地”之后就会有转机。记者在钕玻璃的生产车间看到一个30多米长的封闭式隧道窑,成型后的钕玻璃温度高达六七百摄氏度,需要在这个隧道窑里呆上一个星期,逐渐冷却到六七十摄氏度。实验开始的头几次,玻璃都在隧道窑里炸裂了。请来的外援专家,一到现场说这个问题他们也解决不了。“这个时候不能退,只能上了!”胡丽丽当场拍板再起炉灶,带领团队用半年时间重新做方案,改变隧道窑的结构,解决了玻璃炸裂的问题。

“不可能”从来未曾束缚过她

这么多年,胡丽丽养成了一个习惯,每天一定要去玻璃熔制车间里转一转。由于连续熔炼技术的需要,机器一旦运转起来,就要24小时不间断地开上好几个月,这支团队已连续7个春节在车间里度过。即使有时半夜三更出差回来,她也要先到车间去看上一眼。

没有付出,就没有收获。在“大尺寸高性能激光钕玻璃批量制造关键技术及应用”项目启动以前,仅有美国掌握了连续熔炼技术,并对我国实施严格的技术封锁和产品禁运。在没有任何技术可参考的情况下,上海光机所成为了国际上首家独立掌握钕玻璃全流程生产技术的机构。其产品核心技术指标中,4项领先国外同类产品,参数一致性较原来技术提高2—3倍,生产效率提高10倍。

“胡老师一头的白发,就是在钕玻璃连续熔炼工艺研发压力最大的时候冒出来的,那个时候她也就40来岁吧。她太拼了。”上海光机所正高级工程师陈树彬,是项目第二完成人,对胡丽丽最了解不过。“人总是会老的。”她不在意地笑了,如果人生可以再选择一次的话,她说宁愿苍老还是会选择现在的生活。

选择了做科研,就一定要坚持。胡丽丽感佩地说,她的导师、姜中宏院士今年87岁了,还一直在思考怎么做下一代激光材料,从未停止过对科学问题的探索。她希望自己也能够像老师一样,一直研究下去。

多年来,在科学的世界里,“未知”总是吸引着她,“不可能”从来未曾束缚过她。如果说钕玻璃成就了她,她的光芒同样也照亮了钕玻璃。

(来源:解放日报 记者 黄海华)