——记中国科学院上海光学精密机械研究所研究员胡丽丽

　　本刊记者 吴 彪
　　
　　
　　　　　　

    　单独拎出激光或者玻璃，相信大多数人并不陌生，那么当激光与玻璃协同登上科技舞台又该是以怎样的画面出现呢？
　　2018年1月8日，在庄严肃穆的人民大会堂举行了2017年度国家科学技术奖励大会，凭借“大尺寸高性能磷酸盐激光钕玻璃批量制造关键技术及应用”项目，胡丽丽及其团队被授予国家技术发明奖二等奖。激光钕玻璃，一种含有稀土发光离子——钕离子的特殊玻璃，能够在一定条件下产生激光或放大激光能量。它作为目前人类已知的地球上能够输出最大能量的激光工作介质，被称为激光器的“强心脏”，在激光约束聚变装置中发挥着不可替代的作用。
　　在我国，激光钕玻璃是真正的“零基础”创新。具有丰富从业经验的胡丽丽这样说：“在任何场合我都必须强调，没有国家的支持，没有三代人的共同努力，我们今天不可能成功。”在胡丽丽看来，激光钕玻璃研究是同中国科学院上海光学精密机械研究所（以下简称“上海光机所”）一起成长起来的，是国家大力扶植、一代代人倾注心血缔造出的宝贵结晶。从最初的坩埚熔炼到如今的连续熔炼工艺，从一年几十片到年产一千片，从满足国内应用需求到迈向国际市场饱经风霜的30年，这是岁月的积淀，也是用时间和精力堆积的量变所创造的质的飞跃。毫无疑问，以胡丽丽为首的钕玻璃团队用一块激光钕玻璃争取到了国际话语权，而这块玻璃所拥有的紫红色光芒必将会闪耀得更长、更远。
　　

灼灼的紫红色

　　上海光机所始建于1964年，而激光钕玻璃的研制工作也该从那时候算起。
　　在干福熹院士和姜中宏院士等老一辈科研人员的引导下，上海光机所的激光钕玻璃研制已经历经了三代：第一代是用于高能激光系统的硅酸盐钕玻璃；第二代是用于高功率激光聚变系统“激光12号实验装置”的N21型磷酸盐钕玻璃；第三代是为“神光Ⅱ”和“神光Ⅲ”原形装置研制的N31型磷酸盐激光玻璃。从熔制工艺来看，经历了坩埚熔炼技术到连续熔炼技术的跨越。“从坩埚熔炼到半连续熔炼，再到连续熔炼，这其中的生产效率有了大幅度的提升。”胡丽丽说道。
　　只不过这次提升的过程粗略算下来，却是长达10年有余。
　　2001年，胡丽丽接过激光钕玻璃课题研究的接力棒，但由于当时的她长期以玻璃基础研究为重心，缺乏激光钕玻璃相关的工作经验而并不被外界看好。秉承着从基础抓起、掌握规律、控制过程的理念，她以理论和技术出发用最短的时间将质量体系和工艺流程的工作理顺。为了可以从根本上了解问题原因，找出症结的关键所在，她提出将经验控制转化为主动控制的指导理念。“以往来说，技术人员大都单凭经验进行判断，无法应对各式各样状况的发生。只有把问题的根源揪出来才能彻底解决问题”。
　　巩固坩埚熔炼技术，稳扎稳打地走完第一步，紧接着更为艰巨的任务落在胡丽丽肩头。2005年，为响应国家科技发展重大需求，打破国外对我国激光钕玻璃连续熔炼技术的封锁，胡丽丽带领团队在国家重大科技专项基金、中国科学院重要方向性项目资金的支持下，积极开展激光钕玻璃连续熔炼工艺的技术研究。“钕玻璃的连续熔炼技术要求极高，可以称得上挑战了光学玻璃的极限。国际上，只有美国利弗莫尔国家实验室联合德国SCHOTT和日本HOYA两大国际顶级光学玻璃公司攻克了该技术。”胡丽丽表示，被誉为美国国家点火装置(世界最大钕玻璃激光装置)7大奇迹之首的钕玻璃连续熔炼技术，因涉及到前沿科学基础研究、国家安全建设等，一直被西方发达国家严格把控技术关卡。激光钕玻璃产品也对我国实施禁运。这也就意味着亟待发展的连续熔炼技术毫无根据可寻，要创新，一切必须自行摸索。
　　胡丽丽说，那时候团队没有人了解玻璃的连续熔炼技术，学习连续熔炼工艺技术、将激光钕玻璃性能指标要求与熔制工艺特点结合到连续熔炼工艺环节中，明确关键单元技术，并进行单元技术研究成为工作的始发点。此外，大家积极向书本学习，并尽可能地多渠道汲取相关信息，常常是听说某同事的同学或亲朋从事一线玻璃熔制工作，便去咨询请教，想要从中找出对激光钕玻璃连续熔炼工艺研究有价值的信息。“一路走来，非常感谢国内同行包括国际友人对我们的帮助和支持”。胡丽丽至今印象深刻，当她前往南京的一个玻璃制造厂实地取经学习的时候，陪同的总经理看她是位女同志特别强调了一句，“做玻璃可是一个高温的过程，很辛苦的”。
　　难啃的骨头总有人要啃，辛苦的工作也总有人得做，正是抱着这样的心态，胡丽丽一边看书、翻阅资料补充连续熔炼的理论知识，一边积极争取机会到一线玻璃工厂去勘察学习。准备阶段之后，试验真正的开始没有想象中那么轰轰烈烈，用最简易的彩钢板为材料，工人们搭建了一个500平方米左右的工棚，就是在这个冬日严寒刺骨、夏天酷暑难耐的简易工棚里，团队开始了激光钕玻璃连续熔炼技术的攻关。由于大尺寸的激光钕玻璃十分娇气，一开始在隧道窑退火时不时便会炸裂，胡丽丽情急之下请来外援专家，但专家的一句“解决不了”却让当时现场所有人陷入了沉默。
　　“只能上，不能退！”国家下达的任务必须要完成，胡丽丽一贯的拼劲儿更不容许她后退。于是，大家积极查找原因，讨论方案，根据激光玻璃的特性改进隧道窑结构，重建隧道窑，把大问题拆分为小问题逐个击破。“从2006年到2007年，我们前前后后做了50多次试验，把关键单元技术一个一个进行验证。”胡丽丽表示这些试验并非是盲目的，每次试验前都会经过大量的理论数据计算和模拟实验。为了能够拿到合格的激光钕玻璃，他们不分昼夜地守着炉子，甚至连过年和亲人团聚的时间都被挤出来。“从开始单元技术研究到全面突破已经经历了10个年头，有7个春节是没有休假的，我们的一线人员都是在炉子旁边过的春节。”如今回忆起来，胡丽丽感觉所有的付出都是值得的。
　　一次试验克服一两个问题，当终于拿到合格的激光钕玻璃产品，2012年建成目前国内首条激光钕玻璃连续熔炼线时，胡丽丽可以骄傲地向世人宣布：这套自主设计并建成的连续熔炼线足以达到年产1200片大尺寸磷酸盐激光钕玻璃的批量生产能力，与原有单片熔炼技术相比，连熔钕玻璃的参数一致性较原有单片熔炼技术提高了2～3倍，生产效率提高了10倍。团队在预期研制250mm口径的连熔实验线上做出了400mm口径的大尺寸钕玻璃，用最有价值的投资拿到了绝对优异的回报，确保按时按量地完成神光系列的供货任务。
　　

传承之光

　　除了完成激光钕玻璃的连续熔炼技术攻关，达到其批量生产的要求外，在产品质量提升层面有一项技术是不得不提的——大尺寸钕玻璃包边技术。而作为该技术以及激光钕玻璃元件新型包边胶的主要设计者，团队中被胡丽丽委以重任的孟涛最有发言权。
　　“单从获奖名单可能看不出什么，其实我们团队集结了老中青三代，有‘80’后也有80后。”前者的80代表着年岁，后者的80代表着年代，而孟涛恰恰是后者的存在。胡丽丽指出，在如孟涛这样年轻一代的科研工作者身上，她已经可以看到蓬勃的雄心壮志。“从包边手工化到机械化的发展过程中，孟涛曾经找到我说‘胡老师，我们这个设备一定要以进口设备的标准来要求’。这是一种向更好、更尖端发展的强烈诉求，我必须给予最大的支持。”胡丽丽谈到。
　　也正是在她的全力支持和团队成员的积极配合下，年轻人有了更广阔的空间施展拳脚，团队也有了更耀眼的成绩回馈社会。激光钕玻璃元件新型包边胶和大尺寸钕玻璃包边技术的应用解决了包边剩余反射率难以降低、包边附加应力超标、包边胶在高功率氙灯泵浦光辐照下易老化脱落等技术难题，使包边剩余反射率大幅度缩小，实现了通光口径内无明显附加应力、在线使用4000余发次无失效等效果。
　　除此之外，在团队成员高效协作之下，胡丽丽率领团队还发明了大尺寸钕玻璃批量制造线中的高效高可靠检测技术。据悉，该系列检测技术操作性强、可靠性高，包含了剩余反射检测、铂颗粒及亚表面缺陷检测、光楔对调整变倍系统输出光束、应力扫描用机械装置、包边尺寸和角度非接触检测等多项技术。
　　“所有的工作均离不开团队的支撑，团队的力量远大于个人的能力，而整个团队表达的正是一种传承。”胡丽丽如此说道。在这个团队内，也在此次国家技术发明奖获奖名单之列，年过80岁高龄的蒋亚丝研究员应该是传承最好的诠释。胡丽丽表示，这是一位为激光钕玻璃奉献一生的老师，参与了第一代激光钕玻璃研制至今的全部工作。“蒋老师近期才停下手里的工作，但任何时候只要有问题想向他请教，必定是随叫随到的。”把一份事业始终如一地进行一辈子，没有什么比以身作则能够带给后辈更好的精神教育了。
　　而对于传承的发展建设，在干福熹院士、姜中宏院士的时刻提醒下，胡丽丽清楚地知道，现在还不是躺在激光钕玻璃功劳簿上睡觉的时候。“国家的肯定对我们而言是一个极大的鼓舞，是对整个团队精神的奖励。但成绩属于过去，高技术领域竞争越发激烈，不前行的话就极有可能被淘汰。我们还需要继续打拼，用5～10年的时间完成国家需要的数千片激光钕玻璃的研制任务。”一方面继续服务于国家战略，另一方面胡丽丽表示想在工业加工及民用品种中有所开拓，让研究更为“接地气”，在国家国民经济主战场上作出贡献。
　　

谋求共赢的掌舵人

　　与胡丽丽短暂交谈的一个多小时里，她提到最多的是“我们团队”“我们研究所”，聊激光钕玻璃的发展沿革、技术突破和那些给予研究帮助的奉献者们。即便甚少强调个人做了什么，但作为上海光机所高功率激光单元技术中心的领头羊，胡丽丽在研究过程中背负的责任和压力可想而知。对此，一直以来并肩作战的队友陈树彬深有感慨：“胡老师的白发最初就是在钕玻璃连续熔炼技术研发压力最大的时候冒出来的，那时她才40多岁。”
　　1999年，胡丽丽任职高功率激光单元技术中心主任，适逢研究团队人才更替的重要时刻。除了把握学科方向，全面熟悉、接管研究工作，她还需要在青黄不接的状况下尽快引进新鲜血液、优化人才队伍。“要想科技创新，人才是第一要素，所以任职后我做的第一件事便是补充人才力量。2000年，我们引进来两个人，2001年引进来4个人”将优秀的人才作为后备军，每年适当地引进，这支队伍也从最初的37人发展壮大到了现在的87人。胡丽丽用心里的那杆秤度量着科研力量的“收支”平衡。
　　不论是人才队伍建设还是学科发展，胡丽丽都在为谋求更加长远的发展而布局。在她来看，整个团队的向心力源自于国家重大需求，团队之间每个人有一种责任感和使命感驱赶着自身不断向前，而作为团队的掌舵人，她有义务把握好正确的航向。
　　在发展激光钕玻璃工艺技术和新品种的同时，胡丽丽将目光瞄准了特种光纤。“我们希望开展一些新学科方向的探索，特种光纤是考虑我们已有学科优势和集体讨论后选择的结果。”在未来很长一段时间里，胡丽丽及其团队会围绕新学科方向和激光钕玻璃尚未解决的问题继续开展深入研究，肩负起国家重大科研任务之际也积极进行培新培优，为全国高校和科研院所及企业源源不断地输送特种玻璃研发人才。
　　对于年轻一代的培育，胡丽丽有自己的一套理解和方法。她指出，培养过程中需要竞争和正向淘汰，年轻人需要有敢想敢做的勇气和把自己逼到“死胡同”的决心。“搞研究其实就像打仗，要有勇气，也要有斗志。精神力量的支撑是尤为重要的。”在胡丽丽的理念中，科研工作者除了应有的探索精神外，“粉丝精神”也是有志于长期投身科研工作者所需要具备的。有强烈的意愿做研究工作的铁杆粉丝，不为其他，单是为了热爱科研而工作，这种干劲儿和精神值得发扬。“并不是要求大家24小时、5+2连轴工作，更多的时候我们需要一个解决问题的态度。”而这种态度最直接的体现在于对所发现问题的思考，将思想集中在工作，投入足够的精力，用符合逻辑的排查手段和科学的方法应对随时可能出现的各种问题。
　　不仅对学生提要求，胡丽丽还不忘对自己提要求。她表示，不论是前沿基础研究还是新学科的方向发展，进一步发展靠的是最年轻、有热血的新生代力量冲锋陷阵。“我个人的精力有限，未来的发展还是需要靠团队、靠崛起的青年一代。他们必定是攻关的主力，我很乐意发挥中间桥梁的作用，成为年轻人背后的推动力。”甘居人后，抛开科研工作者的身份，胡丽丽更愿意做一个科研道路上的导向标。她说，育人的过程是在做减法，而由繁入简的中间也免不了头疼。“以一个最简单例子来说，计算玻璃配方是专业基本功，但刚入门学生们的计算结果往往还有错的。”为了能够让学生尽快夯实基础，胡丽丽会悉心指导他们包括测试方法、数据分析等开展科研的基本方法，为一篇论文指导学生反复修改几遍甚至十几遍的情况也屡见不鲜。陪学生熬过最初的基础夯实阶段后，胡丽丽这时最乐意做的是“甩手掌柜”。“给他们提供一个平台和大致的研究方向，放开手，让他们自由发挥，做有创新性的工作。”令胡丽丽欣慰的是，实验室内部形成了一个利于传承的氛围，学生之间有人愿意教，有人愿意学，这为团队间工作效率的提升以及默契度的培养创造了机会。
　　如今，最新研发的N41型激光钕玻璃连续熔炼批量制备技术正处于全力攻关阶段，胡丽丽带领她的研究团队也在向着更远的征途砥砺奋进。
　　
　　　　
专家简介：
　　
　　胡丽丽，中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光单元技术中心主任研究员，中国硅酸盐学会特种玻璃分会理事长。长期致力于稀土掺杂玻璃发光性质和激光玻璃工艺研究，她先后领衔团队进行激光钕玻璃的连续熔炼及批量生产关键技术攻关，引领N31和N41等型号磷酸盐激光钕玻璃走向技术成熟，打造出一支有凝聚力、有学科优势的特色品牌团队。作为项目负责人，她陆续承担了包括国家科技重大专项、“863”计划和国家自然科学基金等国家及省市级重点研发项目，并凭借出色的研发成果荣获2016年度上海市技术发明奖特等奖、2017年度国家技术发明奖二等奖等。现已指导研究生毕业30余人，获得授权专利10余项，参与一部专著《光子学玻璃及应用》的编写。