【圖文由「中國科學家」(ID:Chinses_Scientises)公眾號原創,轉發請申請授權。】
雷射釹玻璃、高重頻飛秒光纖雷射器、超寬帶光纖……這些高深光電子材料與器件的名字對許多人來說都十分陌生和遙遠,但它們卻和一個人的科研生涯緊緊相連,這個人就是中國科學院院士姜中宏。
從立志報國而走上化學研究之路的學生,到為祖國工業建設事業奉獻青春的研究者,再到科研成果頗豐的光學材料專家,姜中宏從沒有停止對化學這座高峰的攀登。
拳拳赤子心 科研救國夢
1930年,姜中宏出生於廣東臺山。因為愛好讀書且記憶力比較好,他自幼文史方面成績很好。
初中的一次化學測驗,影響了他之後的人生道路。
那次測驗,姜中宏只考了21分。但老師並沒有嚴厲地批評他,反而和顏悅色地對他說,日本侵略中國,就因為他們有六七百萬噸的鋼鐵、汽油、炸藥,這些都是化學產品,學化學就可以知道用硝酸硫酸能煉鋼,可以做炸藥,有了石油飛機就能飛。
「一個國家是否昌盛就看化學是否發達,我相信你是愛國的,我相信你一定會做到全班最好。你要想讓我們國家強盛,就要化學好。」
在這次談話之後,姜中宏便好像變了一個人,從此愛上了化學。高中時,他是班級裡化學成績最好的一個。
1950年,姜中宏如願考入華南工學院化工系。
一顆報國丹心,三代雷射玻璃
1953年,國家第一個「五年計劃」開始了。姜中宏畢業後來到了中國科學院長春光機所。此後大約十年的時間,姜中宏主要負責排班搞光學玻璃熔煉,帶著工作找資料,帶著問題學習,在實踐中,他學到很多書本上學不到的知識。
1964年,中國科學院上海光學精密機械研究所(簡稱「上海光機所」)成立。這是我國第一所,也是當時世界上第一所雷射技術的專業研究所。姜中宏帶領研究小組來到上海光機所開展研究工作。
開始時,姜中宏研究的雷射釹玻璃。雷射釹玻璃是可以在「泵浦光」的激發下產生雷射或對雷射能量進行放大的玻璃,是雷射器的「心臟」。
1964年,我國啟動了「6403」高能釹玻璃雷射系統項目。項目最初分為兩個部分,以紅寶石作為主要方案,由鍾永成負責,以姜中宏負責的雷射玻璃作為備用方案,並計劃在1964年完成100焦耳輸出的目標。然而紅寶石雷射器方案的進展並不順利,最高只能實現9.7焦耳的輸出,因此後來項目工作的重點轉向了雷射玻璃。
由於上海當時的條件限制,很難熔煉出合適尺寸的玻璃。因此姜中宏帶領小組成員回到長春,使用10升白金坩堝熔制玻璃,通過擠壓、加熱的方法得到了1.4m長的玻璃棒並帶回上海進行實驗。
第一次實驗就實現了97焦耳的能量輸出,第三次實驗便突破了100焦耳輸出的目標。此後在黨委要求下,經王之江、沈冠群和姜中宏團隊再接再厲,當年突破了1000焦耳輸出的目標,這一成果促使雷射玻璃正式替代紅寶石成為大能量的雷射介質。
1976年,6403項目終止後,姜中宏所在的團隊開始研究高功率雷射系統和慣性約束聚變。
他們先後研製成功了高功率雷射系統「神光Ⅱ」和「神光Ⅲ」預研裝置用的Ⅱ型和Ⅲ型磷酸鹽釹玻璃。這些研究成果解決了國外材料禁運的問題,獲得國家科技進步獎二等獎。
在這個過程中,還有一段插曲:
當時國外的學者們認為要研製大功率的雷射玻璃應該用氟磷酸鹽玻璃,因為氟磷酸鹽玻璃非線性折射率比較低,非線性效應比較好,國內的一些專家也都主張另起爐灶發展氟磷雷射玻璃。
姜中宏進行計算後認為,磷酸鹽玻璃會比氟磷酸鹽玻璃更好,更容易製作,且截面比較大,效率特別高。此觀點得到王之江和鄧錫銘的支持。
最後事實證明,姜中宏的觀點是正確的,磷酸鹽玻璃成為了最後確定方案。
在理論研究方面,姜中宏根據混合鍵型玻璃形成特性,首次提出用相圖熱力學計算法,實現了玻璃形成區的半定量預測。他採用連續相變方法推導出非對稱不溶區。他研究玻璃結構的相圖模型,提出玻璃是由最鄰近的同成分熔融化合物的混合物構成理論,可定量計算出玻璃中性質和結構。他將熱力學反應判據用於清除白金機理研究,通過預測的計算,找到了合適的工藝條件。
姜中宏曾多次獲得國家、中國科學院和地方科技獎勵:
1982年中科院科技進步獎二等獎;
1985年國家科技進步獎二等獎;
1986年中科院科技進步獎一等獎;
1987年中科院科技進步獎三等獎;上海「先進個人」表彰獎(升一級);
1990年國家科技進步獎一等獎(國家科委);
2000年上海科技進步獎一等獎(上海市科委),廣東省科技發現獎;
2006年中科院研究生院優秀教師獎;
2008年中科院研究生院傑出貢獻教師榮譽稱號;第一屆大珩杯光學期刊優秀論文獎;
2012年華南理工大學傑出校友;
2016年上海光機所特殊貢獻獎(特級獎),中國矽酸鹽學會特殊貢獻獎。
築巢引鳳,薪火相傳
姜中宏在科學研究上不斷攀登高峰,在學術教育上十分關注並注重提攜後輩。
2001年,他選擇回到廣州,到華南理工大學籌建光通信材料研究所,成為一名往返於上海、廣州兩地之間的「雙聘院士」。
他說:「剛回來時,華工的院士不多,學校對我的要求是開拓國內科研中沒有涉及到的領域,當時我想了兩個方向,一是藉助於廣東佛山發達的出口瓷磚產業,進行地磚釉研究,二是用玻璃做光纖,對光通信有好處。」
最終,學校黨委選擇了後者,於是成立了光通信材料研究所。
光通信材料研究所的建成不但在硬體上助力了科學研究,還吸引了許多優秀人才加入。如今,姜中宏為學校"築巢引鳳"建起的研究所,結出了累累碩果。在他的帶動下,他的學生張勤遠、楊中民也跟隨他來到了廣州,如今他們都成長為國家傑出青年基金獲得者和長江學者特聘教授,材料學院黨委書記和物理光電學院院長。
對此,姜中宏十分謙虛的表示:「我們所(上海光機所)成為國家重點研究所,我實際沒做什麼工作,只是築巢引鳳。」
2014年,姜中宏團隊的楊中民教授帶隊完成的「高增益玻璃光纖與單頻光纖雷射器」獲 2014 年國家技術發明獎二等獎,填補了中國在該領域的空白,也為重大民用系統提供了"中國芯"保障。這一成果凝聚了三代光線科研工作者的不懈努力。
用入世的態度對待工作,用的態度對待生活
雖然懷揣科研報國之心的姜中宏放棄了繼續在文史方面深造,但中國傳統文化對於他的影響是難以磨滅的。姜中宏坦言,中國歷史上他最敬佩的三個人分別是春秋時期的範蠡、西漢的張良和唐代的李泌。這三個人的共同特點是在國家危難之際挺身而出,在功成名就之時急流勇退。
他不僅在思想上敬佩這幾位古人的處世之道,而且將這樣的處世原則作為自己的行為準則。
「我覺得他們都在國家困難時敢於服務國家。像縫衣服的針一樣,將兩塊布縫到一起作用很大,縫好後就可以退出去了,我就很佩服這種人。我一生中,也是做好工作後就退下來了,不是光想著享福。」
姜中宏和幹福熹院士及長光所老同事聚會合影(左二姜中宏、左三幹福熹、左四孫鐘鳴)
他堅持用入世的態度對待工作,用出世的態度對待生活。
在為他的中學母校校慶題詞時,在學習上,他鼓勵大家:「奮發圖強,力爭上遊,天生我才必有用。」在生活上他希望大家:「戒驕戒妒,淡泊明志,隨遇而安,天涯何處無芳草,不追,不慕。不求最時尚,不羨慕別人。」
文:採集工程項目辦公室/中國科協創新戰略研究院
參考資料:
1.《姜中宏採訪口述資料》,老科學家學術成長資料採集工程
2.《姜中宏》,中國科學院上海光學精密機械研究所
3.《老長春:建國初期的長春老建築》,吉林廣播網
4.《上海光機所29位同志獲頒「慶祝中華人民共和國成立70周年」紀念章》,中國科學院上海光學精密機械研究所
5.《嘉定這家單位裡,時而流過比巖漿更燙的玻璃液,時而發出小太陽般的光》,上觀新聞
6.《2016上海科技獎勵大會今舉行 光機所兩項應用獲大獎》,央廣網
7.《姜中宏院士與張俊洲》,中國科學院上海光學精密機械研究所
8. 本文圖片來源於老科學家學術成長資料採集工程