從古至今，科技工作者從未停止對(duì)光的探索和研究。國(guó)防科技大學(xué)研究員、博士生導(dǎo)師鄒宏新便是其中之一。他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期研究空間引力場(chǎng)對(duì)中國(guó)空間站冷原子光鐘產(chǎn)生的相對(duì)論紅移效應(yīng)。相關(guān)成果日前發(fā)表在國(guó)際期刊《美國(guó)物理評(píng)論A》上。
“我們所做的工作，都是為揭開光的秘密，讓光學(xué)技術(shù)應(yīng)用于更多領(lǐng)域。”鄒宏新日前在接受科技日?qǐng)?bào)記者采訪時(shí)說。
“一定要擒住‘攔路虎’”
2022年10月31日，搭載空間站夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙的長(zhǎng)征五號(hào)B遙四運(yùn)載火箭在我國(guó)文昌航天發(fā)射場(chǎng)發(fā)射。
當(dāng)時(shí)，鄒宏新和團(tuán)隊(duì)成員在場(chǎng)外觀看。他們參與研制的世界首臺(tái)空間冷原子光鐘隨夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙一同升空。
鄒宏新介紹，光鐘是一種基于原子或離子光學(xué)躍遷來實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)的裝置，具有超高精度和穩(wěn)定性。把這臺(tái)光鐘送上天相當(dāng)于在太空裝了一臺(tái)高精度時(shí)鐘，為空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)、衛(wèi)星導(dǎo)航提供重要支撐。
時(shí)間回溯至2018年5月。當(dāng)時(shí)，夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙空間光鐘項(xiàng)目已立項(xiàng)兩年，但關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)依舊沒有完成，遲遲無法進(jìn)入初樣研制階段。最大的“攔路虎”就是基于空間應(yīng)用的半導(dǎo)體激光器。
關(guān)鍵時(shí)刻，鄒宏新團(tuán)隊(duì)臨危受命。“我們一定要擒住這只‘攔路虎’，把世界首臺(tái)光鐘送上天。”鄒宏新說。
當(dāng)時(shí)，團(tuán)隊(duì)人數(shù)不多，但攻關(guān)任務(wù)繁重，一個(gè)人要當(dāng)三個(gè)人用，每個(gè)人都在超負(fù)荷工作。為了降服“攔路虎”，他們提出類同步調(diào)諧外腔半導(dǎo)體激光器研制方案，并開展了一系列試驗(yàn)，最終證明該方案可行。
2018年11月，鄒宏新團(tuán)隊(duì)協(xié)助科學(xué)總體單位完成了空間光鐘關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)驗(yàn)收工作，項(xiàng)目進(jìn)入初樣研制階段。2019年10月，國(guó)防科技大學(xué)作為共同承研單位，加入國(guó)家空間站光鐘分系統(tǒng)研制隊(duì)伍。
“把大象裝進(jìn)冰箱里”
在研制階段，鄒宏新團(tuán)隊(duì)在地面實(shí)驗(yàn)室對(duì)涉及光鐘的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究和驗(yàn)證。光鐘的儀器設(shè)備和光學(xué)系統(tǒng)零件能夠塞滿整個(gè)實(shí)驗(yàn)室。
“要把光鐘送上天，需把成堆的儀器設(shè)備和光學(xué)組件按照功能單元集成到兩個(gè)0.1立方米的箱子里。這相當(dāng)于要把大象裝進(jìn)冰箱里，難度頗大。”鄒宏新說。
憑借在電路方面的技術(shù)積累，鄒宏新很快就拿出集成方案，并據(jù)此畫好了三維設(shè)計(jì)圖。“當(dāng)時(shí)，在光鐘領(lǐng)域，90%以上的設(shè)備依賴進(jìn)口。我希望借此機(jī)會(huì)，實(shí)現(xiàn)光鐘儀器設(shè)備和光學(xué)組件的國(guó)產(chǎn)化。”他說。
當(dāng)鄒宏新拿著設(shè)計(jì)圖向上級(jí)部門匯報(bào)時(shí)，在場(chǎng)專家非常驚訝。“100%自主研制，專家不確定這樣的想法能否實(shí)現(xiàn)。”他說。
鄒宏新沒有多說，他想用行動(dòng)證明。
研制過程中，鄒宏新不放過每個(gè)細(xì)節(jié)，帶頭解決網(wǎng)口和USB傳輸?shù)刃〖夹g(shù)問題，使光鐘電控系統(tǒng)上萬個(gè)元器件無一出現(xiàn)差錯(cuò)。最終，光鐘所有儀器設(shè)備和光學(xué)組件均為自研，光鐘系統(tǒng)做到了自主可控。
進(jìn)入正樣研制階段，鄒宏新帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)成員與國(guó)家授時(shí)中心量子頻標(biāo)研究室研究員常宏團(tuán)隊(duì)合作，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行裝機(jī)調(diào)試。整整8個(gè)月，他們吃住都在實(shí)驗(yàn)室。
鄒宏新把一張單人折疊床放在實(shí)驗(yàn)室辦公桌旁。“實(shí)在累了，我就躺下打個(gè)盹，休息好了接著干。那段時(shí)間，我基本沒怎么出過實(shí)驗(yàn)室。”鄒宏新回憶。
2022年10月，光鐘研制成功，并作為時(shí)間基準(zhǔn)載荷被裝入火箭。
“只有深入一線才能成長(zhǎng)”
科研之余，鄒宏新把大量時(shí)間和精力都用在人才培養(yǎng)上。
鄒宏新講解科學(xué)原理，從不照本宣科。他會(huì)把艱深的知識(shí)放到工程實(shí)際案例中，用講故事的方式，把蘊(yùn)含其中的原理講出來。
“理論最終要應(yīng)用于實(shí)踐，得幫助我們解決實(shí)際問題。”鄒宏新說，“人才只有深入一線才能成長(zhǎng)。一有項(xiàng)目，我就讓年輕人參與其中，使他們有上手的機(jī)會(huì)。否則理論和模型做得再好、再精細(xì)，碰到大項(xiàng)目，還是會(huì)有許多問題。”
“鄒老師常帶著我們做小項(xiàng)目。”鄒宏新的學(xué)生沈詠回憶，“在參與項(xiàng)目過程中，我們逐漸學(xué)會(huì)了如何分析和解決問題。”
鄒宏新回憶，他剛接觸光鐘時(shí)，量子技術(shù)研究炙手可熱，但他并沒有盲目跟風(fēng)，選擇那些好發(fā)文章、好出成果的方向，而是選擇了一個(gè)冷門、技術(shù)難度高但應(yīng)用價(jià)值大的方向——光頻原子鐘。
“這個(gè)方向太‘冷’了，能找到的資料非常有限。最初的科學(xué)探索非常艱難，每項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)都需要好幾年才能突破。”鄒宏新的學(xué)生張祥回憶，“當(dāng)年，為了解決一個(gè)技術(shù)問題，我們跟著鄒老師幾乎把全國(guó)相關(guān)的科研院所都跑遍了。”
十多年來，鄒宏新先后培養(yǎng)出省部級(jí)優(yōu)秀碩、博士研究生20余名。“軍校學(xué)員必須能用所學(xué)知識(shí)服務(wù)部隊(duì)，成為專業(yè)化新型軍事人才。”鄒宏新說。
光鐘上天后，鄒宏新和團(tuán)隊(duì)成員并未停下腳步。“最終的目標(biāo)還沒有實(shí)現(xiàn)。”鄒宏新說，他們希望利用光鐘相關(guān)技術(shù)服務(wù)社會(huì)，讓光鐘“照亮”更多角落。
從古至今，科技工作者從未停止對(duì)光的探索和研究。國(guó)防科技大學(xué)研究員、博士生導(dǎo)師鄒宏新便是其中之一。他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期研究空間引力場(chǎng)對(duì)中國(guó)空間站冷原子光鐘產(chǎn)生的相對(duì)論紅移效應(yīng)。相關(guān)成果日前發(fā)表在國(guó)際期刊《美國(guó)物理評(píng)論A》上。
“我們所做的工作，都是為揭開光的秘密，讓光學(xué)技術(shù)應(yīng)用于更多領(lǐng)域。”鄒宏新日前在接受科技日?qǐng)?bào)記者采訪時(shí)說。
“一定要擒住‘攔路虎’”
2022年10月31日，搭載空間站夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙的長(zhǎng)征五號(hào)B遙四運(yùn)載火箭在我國(guó)文昌航天發(fā)射場(chǎng)發(fā)射。
當(dāng)時(shí)，鄒宏新和團(tuán)隊(duì)成員在場(chǎng)外觀看。他們參與研制的世界首臺(tái)空間冷原子光鐘隨夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙一同升空。
鄒宏新介紹，光鐘是一種基于原子或離子光學(xué)躍遷來實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)的裝置，具有超高精度和穩(wěn)定性。把這臺(tái)光鐘送上天相當(dāng)于在太空裝了一臺(tái)高精度時(shí)鐘，為空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)、衛(wèi)星導(dǎo)航提供重要支撐。
時(shí)間回溯至2018年5月。當(dāng)時(shí)，夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙空間光鐘項(xiàng)目已立項(xiàng)兩年，但關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)依舊沒有完成，遲遲無法進(jìn)入初樣研制階段。最大的“攔路虎”就是基于空間應(yīng)用的半導(dǎo)體激光器。
關(guān)鍵時(shí)刻，鄒宏新團(tuán)隊(duì)臨危受命。“我們一定要擒住這只‘攔路虎’，把世界首臺(tái)光鐘送上天。”鄒宏新說。
當(dāng)時(shí)，團(tuán)隊(duì)人數(shù)不多，但攻關(guān)任務(wù)繁重，一個(gè)人要當(dāng)三個(gè)人用，每個(gè)人都在超負(fù)荷工作。為了降服“攔路虎”，他們提出類同步調(diào)諧外腔半導(dǎo)體激光器研制方案，并開展了一系列試驗(yàn)，最終證明該方案可行。
2018年11月，鄒宏新團(tuán)隊(duì)協(xié)助科學(xué)總體單位完成了空間光鐘關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)驗(yàn)收工作，項(xiàng)目進(jìn)入初樣研制階段。2019年10月，國(guó)防科技大學(xué)作為共同承研單位，加入國(guó)家空間站光鐘分系統(tǒng)研制隊(duì)伍。
“把大象裝進(jìn)冰箱里”
在研制階段，鄒宏新團(tuán)隊(duì)在地面實(shí)驗(yàn)室對(duì)涉及光鐘的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究和驗(yàn)證。光鐘的儀器設(shè)備和光學(xué)系統(tǒng)零件能夠塞滿整個(gè)實(shí)驗(yàn)室。
“要把光鐘送上天，需把成堆的儀器設(shè)備和光學(xué)組件按照功能單元集成到兩個(gè)0.1立方米的箱子里。這相當(dāng)于要把大象裝進(jìn)冰箱里，難度頗大。”鄒宏新說。
憑借在電路方面的技術(shù)積累，鄒宏新很快就拿出集成方案，并據(jù)此畫好了三維設(shè)計(jì)圖。“當(dāng)時(shí)，在光鐘領(lǐng)域，90%以上的設(shè)備依賴進(jìn)口。我希望借此機(jī)會(huì)，實(shí)現(xiàn)光鐘儀器設(shè)備和光學(xué)組件的國(guó)產(chǎn)化。”他說。
當(dāng)鄒宏新拿著設(shè)計(jì)圖向上級(jí)部門匯報(bào)時(shí)，在場(chǎng)專家非常驚訝。“100%自主研制，專家不確定這樣的想法能否實(shí)現(xiàn)。”他說。
鄒宏新沒有多說，他想用行動(dòng)證明。
研制過程中，鄒宏新不放過每個(gè)細(xì)節(jié)，帶頭解決網(wǎng)口和USB傳輸?shù)刃〖夹g(shù)問題，使光鐘電控系統(tǒng)上萬個(gè)元器件無一出現(xiàn)差錯(cuò)。最終，光鐘所有儀器設(shè)備和光學(xué)組件均為自研，光鐘系統(tǒng)做到了自主可控。
進(jìn)入正樣研制階段，鄒宏新帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)成員與國(guó)家授時(shí)中心量子頻標(biāo)研究室研究員常宏團(tuán)隊(duì)合作，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行裝機(jī)調(diào)試。整整8個(gè)月，他們吃住都在實(shí)驗(yàn)室。
鄒宏新把一張單人折疊床放在實(shí)驗(yàn)室辦公桌旁。“實(shí)在累了，我就躺下打個(gè)盹，休息好了接著干。那段時(shí)間，我基本沒怎么出過實(shí)驗(yàn)室。”鄒宏新回憶。
2022年10月，光鐘研制成功，并作為時(shí)間基準(zhǔn)載荷被裝入火箭。
“只有深入一線才能成長(zhǎng)”
科研之余，鄒宏新把大量時(shí)間和精力都用在人才培養(yǎng)上。
鄒宏新講解科學(xué)原理，從不照本宣科。他會(huì)把艱深的知識(shí)放到工程實(shí)際案例中，用講故事的方式，把蘊(yùn)含其中的原理講出來。
“理論最終要應(yīng)用于實(shí)踐，得幫助我們解決實(shí)際問題。”鄒宏新說，“人才只有深入一線才能成長(zhǎng)。一有項(xiàng)目，我就讓年輕人參與其中，使他們有上手的機(jī)會(huì)。否則理論和模型做得再好、再精細(xì)，碰到大項(xiàng)目，還是會(huì)有許多問題。”
“鄒老師常帶著我們做小項(xiàng)目。”鄒宏新的學(xué)生沈詠回憶，“在參與項(xiàng)目過程中，我們逐漸學(xué)會(huì)了如何分析和解決問題。”
鄒宏新回憶，他剛接觸光鐘時(shí)，量子技術(shù)研究炙手可熱，但他并沒有盲目跟風(fēng)，選擇那些好發(fā)文章、好出成果的方向，而是選擇了一個(gè)冷門、技術(shù)難度高但應(yīng)用價(jià)值大的方向——光頻原子鐘。
“這個(gè)方向太‘冷’了，能找到的資料非常有限。最初的科學(xué)探索非常艱難，每項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)都需要好幾年才能突破。”鄒宏新的學(xué)生張祥回憶，“當(dāng)年，為了解決一個(gè)技術(shù)問題，我們跟著鄒老師幾乎把全國(guó)相關(guān)的科研院所都跑遍了。”
十多年來，鄒宏新先后培養(yǎng)出省部級(jí)優(yōu)秀碩、博士研究生20余名。“軍校學(xué)員必須能用所學(xué)知識(shí)服務(wù)部隊(duì)，成為專業(yè)化新型軍事人才。”鄒宏新說。
光鐘上天后，鄒宏新和團(tuán)隊(duì)成員并未停下腳步。“最終的目標(biāo)還沒有實(shí)現(xiàn)。”鄒宏新說，他們希望利用光鐘相關(guān)技術(shù)服務(wù)社會(huì)，讓光鐘“照亮”更多角落。
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