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高端访谈

李景镇:与光同行,穿梭于精彩纷呈的时间世界

激光制造网 来源:深圳晚报2021-12-01 我要评论(0 )   

李景镇1940年11月生于江苏徐州。深圳大学博士生导师。1993年12月从中国科学院西安光机所调入深圳大学。半个多世纪以来,一直从事瞬态光学成像技术和光子学的研究工作:...

李景镇


1940年11月生于江苏徐州。深圳大学博士生导师。1993年12月从中国科学院西安光机所调入深圳大学。半个多世纪以来,一直从事瞬态光学成像技术和光子学的研究工作:研制出我国第一台国际领先水平的超高速等待型分幅摄影机、我国第一台每秒2000万幅摄影频率的转镜同步型超高速分幅摄影机、我国第一台铍转镜超高速扫描相机、我国第一代机载集成点阵头高速相机,开创我国大型火箭发射起飞段横向漂移量高速摄影测量仪研制系列,为“两弹”试验、大型火箭发射、“神舟”系列飞船的发射等国家重大科研工程做出了重要贡献。


时至今日,我已来深圳28年了。我见证并参与了深大的崛起,也见证参与了深大光学从零起步,到如今成为广东省著名专业。深圳和深大给了我一个宽松的科研氛围,让我始终能够与光同行。回首过往,我获得的成绩和荣誉都离不开深圳市政府与深圳大学的鼎力支持,让我的能量穿梭于一个精彩纷呈的时间世界,从毫秒级、微秒级、纳秒级再到原子时间。深圳是一个适宜生长的地方,它有“闯”劲,更有“创”劲,鼓励着一代代科研人去创造科技奇迹。这些年我一直践行“要把深圳光学搞起来”的自我承诺,未来我还想继续努力给深圳大学和深圳争取更大的荣光。


李景镇(中间)和课题组成员研究光学实验光路


 

“高中时,我萌生出一个想法:要让物理教材里出现更多中国人。”


立志报效祖国 打造国之重器


我从小爱学习,是那个年代的“学霸”。高中时,我发现物理课本里的科学家大多是外国人,鲜有中国人。于是我萌生了一个想法:要让教材里出现更多中国人。这也直接影响了我日后的道路方向。高中毕业后,我进入清华大学光学专业,期盼着未来能在物理领域干出一番事业。


大学毕业后,我进入中国科学院攻读学部研究生,学习光学的分支——高速成像,后被分配到中国科学院西安光学精密机械研究所(以下简称“西安光机所”),成为所里第一个专注高速成像的研究生。


那时中国正进行高层次科学试验,作为西北地区最大的研究所之一,西安光机所为我国的机械试验研制测试设备,即高性能的高速摄影机。高速摄像机所利用的技术便是我研究的高速成像。高速成像是研究物体高速运动过程的技术,有时间显微镜之称,它与一般摄影最根本的区别,就在于它有极高的时间分辨本领,能跟踪快速变化过程的发生和发展,并记录下来。


刚到所里没多久,我就参加了超高速摄影机的研制团队。当时,我们每天加班加点,除了前期做研究,在加工阶段,我还穿着蓝大褂和工人师傅一块解决一些工艺、测量和装调问题。经过夜以继日的一番奋斗,成果终于诞生,此项工作也使西安光机所得到了国家的嘉奖。之后,我作为课题负责人从事多项国家重大指令性研究工作。



参与首枚捆绑式火箭发射


上世纪80年代后期,为了适应国际卫星发射市场的需求和推进航天技术的进一步提高,把有效载荷从2吨提升到8吨以上,我国把大推力捆绑式火箭研制和发射提到日程之上。


火箭从点火到发射,全程都需要用高速摄影测量仪跟踪拍摄大量的照片。然而,当时发射起飞段横向漂移量的测试设备一直无着落。因为捆绑式火箭发射的若干重要设备要自行研制,这项艰巨的大型火箭发射起飞段横向漂移量测量系统的研制任务便落在西安光机所的肩上,我作为课题主要负责人担负起了这项意义深远的攻关任务。


时间紧,任务重,全所开绿灯,日夜奋战,只用了256天,就将原本需要两年研发出来的漂移量测量系统完成了。系统完成后,我们课题组二十几人在西昌卫星发射基地待了70多天,安装调试、经历了发射的全过程。由于条件艰苦,几位同志都生病了,其中一位住进了医院还被下了病危通知,但好在最后大家都是健健康康的。


1990年7月的某日,我们冒着大雨赶往发射场,进入基地安装调试。一切准备就绪,那是我国首枚捆绑式火箭发射,眼看着火箭尾焰喷出,虽说有满满的自豪感,但神经却丝毫不敢放松。我们需要测试记录从火箭点火到起飞这7秒的关键过程,在没有检查设备之前,并不知道任务是否成功。火箭发射后,我们飞快赶到堡垒,看到设备完好并顺利完成测试任务,悬着的心才终于落地。


时至今日,我始终难以忘怀那段峥嵘岁月,和完成国家任务所带来的感动,这是大家共同努力的结果,我很自豪我们这一套设备经住了考验,并且相继装备了多个基地。


 

“那一年,我选择来深圳大学当物理系系主任,在深圳把光学搞起来。”

 

来到深大重新开始 成立光学专业


1993年,正在西安光机所的我,站在了人生的十字路口。


当时摆在我面前有两个选择。一个来自我大学的老师金国藩院士,希望我回清华大学担任某研究所副所长,另外一个来自我的良师益友、时任华南师范大学校长刘颂豪,他建议我来深圳大学当物理系系主任,在深圳把光学搞起来。


清华我待过,熟悉,但我对深圳较为陌生。在决定之前,我特意来深圳考察了一番。走在深圳的大街上,呼吸着新鲜的空气,两旁的绿植在阳光下摇曳着,路上一尘不染。我被这里的环境吸引了。回去后,在夫人的分析下,我就下定决心,要来深圳。


然而,当我真正开始工作时,才发现真正的任重道远。我在上世纪80年代就招光学专业的研究生了,深大此时还没影。为了把深大的光学发展起来,1994年5月,我在物理系下成立光电子技术专业(现改为电子科学与技术专业),后来又成立了光信息科学与技术专业,这两个专业后来成为广东省的名牌专业。


专业是成立起来了,但要申请硕士学位并不简单。因为北京很多评委我都认识,审批前,我特意跑到北京打听情况,大家都说这个申请硕士肯定够了。但由于深大名额有限,且信息工程学院早就申请了,我这刚成立没多久,机会因此也就溜走了。


到了1998年,我再次向有关部门申请光学硕士点。我以为这次肯定没问题,谁知省里连第一关都没过,后来经打听,才知道原来省里的评审专家对深大的印象还停留在几年前,没有真正认识到我们的飞速进步。


我们没有放弃,2000年,我们又再次向省里申请。此时我在光学界已小有名气,还发表了几本光学著作。我收集了不少过去自己的研究成果和深大的发展情况,找了好几个评委去游说。最终,他们认可了深大,也认可了我带的这个光学专业。也正是在那年,深大拿到了广东省仅有的一个理科名额——光学硕士点。此后,我所积累的国家级和省级奖项、国家级课题和学术著作,也为深圳大学2006年申报光学工程博士点和2007年申报光学工程博士后流动站奠定了基础。


在深大建起光学基础后,1996年,我在深圳主持召开了全国第一届光子学会议,首先提出第一类光子产业和第二类光子产业的概念,在我国创建光谷过程中做了先期的理论工作,促进了广东光谷的诞生。此外,我还主导成立了微·纳光子信息技术重点实验室和光子工程研究所,希望能在深圳乃至广东将光学这门学科发展起来。



为教学评估做准备 打一场“生死之战”


除了建立光学专业,我还参与了深大本科评估任务。学校要想拿到研究生授予权的资质,必先通过国家教委的本科教学合格的评估。


1994年,国家教育委员会派人来深圳大学考察,决定要对我们的本科教学进行合格评估。如果本科评估不及格就得降为专科教育。这对深大来说,是一个极为重要的挑战,时任校长蔡德麟更是强调这是一场“生死之战”。


教学评估里面有一项是对学生进行三门功课的测试,但考哪一年级,考哪些科目全部保密。离评估只剩下三个月,为了打赢这场战役,深大全校上下一心,其中物理系、机械系、土木系、信工系的二三年级全部学生都要补数学、物理。但是物理系老师有限,我就请复旦大学毕业的物理老师丁文任物理教研室主任,组织有教学经验的几位老师给大家补课。同时,我还和丁文连夜到清华大学拿来物理学题库,不仅辅导本系的学生,还给其他系学生补物理。我估计会考物理系学生的数学,所以上课之余,我们还会分头辅导物理系学生,让他们课后做大量的习题。


除了课堂教育,学校设备也是教学评估里的重要一项。在深圳市政府和深圳大学的大力支持下,我们重新装修了所有的实验室,每一种实验都买齐四套设备。到最后还缺两个关键仪器,其中一个是价值40多万元的X光衍射仪。我们可以订到,但是三个月内卖方运不过来,为此,学校派黄建军老师直接开车从鸭绿江边的丹东将它给接回来,仅花了一个多月。


1995年,在深圳市政府的正确领导以及全校师生的不断努力下,深圳大学评估合格。我们教的物理良好,我们的学生考的数学是优秀,经济学院的学生考的会计也及格了。


 

”后来,国家相关部门辗转找到了深大,这项高难度的精密复杂系统的“SSF超快过程分幅扫描同时成像记录仪”的研制工作也随即落到了我的头上。”

 

打破国外垄断 研制SSF


上世纪90年代,我国需要新型高精度超高速摄影机,对要进行的高层次科学实验作相关测试研究。因为精度高、不能错判、系统复杂,研发难度极大,这类新型仪器当时只能选择从国外进口。可由于各种原因,前后两次签订的合同都被对方单方面强行解除。引进这条路是走不通了,随后国内两次研制也无果。


后来,国家相关部门辗转找到了深大,这项高难度的精密复杂系统的SSF超快过程分幅扫描同时成像记录仪的研制工作也随即落到了我的头上。


其实此前我和团队曾研制成功国家攻关急需的S-150超高速等待式分幅摄影机,并在2006年获得了国家技术发明奖二等奖,这是深圳市第一次获国家技术发明奖。但是,它是单功能的分幅摄影机,只能分幅、不能扫描,在相邻两画幅之间有时间缝隙,存在丢失原理性信息的可能性。SSF超快过程(等待型)分幅扫描同时成像记录仪则能解决这类原理性信息丢失,得到完整的、准确的爆轰过程的信息。


既然接了这个任务,就一定要做好。由于研制难度大且几乎无前车之鉴,研究的10年里除去两年工厂搬迁,我一共花了8年有效的时间才研制出来。前3年我一直在不断做着各种方案,计算、试验,一遍遍重复,一次次进步,直到现在我还留着那几个抽屉的草稿和大量的电子文件。方案出来后,我马上进行光学设计、机械设计、加工装调。我坚信要做好一台设备,从原理到实验到计算到设计到加工再到装调,一定要和工人师傅全程在一起。那时我的腿不好,关节老是疼,以至于走路困难。为了不耽误进程,在医院缓解了疼痛后,我便又立刻去现场与工人师傅一起讨论如何加工和装调。


在深圳大学、尤其是时任校长章必功的关怀和有力支持下,历经千辛万苦,我们终于研发成功。在2012年3月8日的项目鉴定会上,10位院士的莅临创下鉴定史上之先例。鉴定委员会认为,SSF超快过程分幅扫描同时成像记录仪指标先进、性能稳定可靠,是一台具有原创思想和技术的先进设备,其整体性能指标与国外同类仪器相比,居于国际领先地位。


李景镇(中间)在爆轰实验室现场向鉴定委员会的10位院士和5位专家介绍SSF摄影仪性能和关键技术。


 

“深圳是一个适宜生长的地方,它有“闯”劲,更有“创”劲,鼓励着一代代科研人去创造科技奇迹。”

 

“要把深圳光学搞起来”


时至今日,我已来深圳28年了。我见证并参与了深大的崛起,也见证参与了深大光学从零起步,到如今成为广东省著名专业。深圳和深大给了我一个宽松的科研氛围,让我始终能够与光同行。回首过往,我获得的成绩和荣誉都离不开深圳市政府与深圳大学的鼎力支持,让我的能量穿梭于一个精彩纷呈的时间世界,从毫秒级、微秒级、纳秒级再到原子时间。深圳是一个适宜生长的地方,它有“闯”劲,更有“创”劲,鼓励着一代代科研人去创造科技奇迹。


深圳市下一轮的发展关键还是在基础研究上,这一块较为薄弱,要想短期改善也是不容易的。在此我想提出四个建议:第一,重视应用基础研究。不仅把重点放在高等院校上,还要关注大企业的应用基础研究,给予相应的政策优惠。深大在李清泉校长的领导下,排名大大靠前,取得了跨越式发展,但还需要一个过程完成更厚实的积累。第二,我们要多做与深圳市产业相关联的基础研究国家大工程。第三,要强化、持续发展我市的主导产业——光电子信息产业。第四,优化、落实人才政策,人尽其才。


为了探索飞秒领域超快过程中所发生的物理的、化学的和生物的图景及其变化规律,我把研究的重点转移到用于基础研究的原子时间成像。我们已在单次全光原子时间尺度的高分辨成像技术取得了重大突破:继2018年实现每秒10万亿幅,2020年实现每秒15万亿幅的高空间分辨(30lp/mm)极高速成像,远超过受测不准原理制约的啁啾编码高速成像,刷新了世界纪录,记录到激光触发等离子体光栅的演变过程和涡旋光接近光频的旋转过程。2018年,我拿到国家重大科研仪器研制项目,在荷兰召开的第32届国际高速成像和光子学会议上所作的特邀报告,美国学者称为MOPA-Li的技术,产生很大的国际影响,其高速摄影时空信息量高出美国、日本1~3个数量级。今年,我们OPR网格飞秒成像技术、FIP极高空间分辨率的分幅集成飞秒成像技术的首次实验接连成功,同时也在分数薛定谔方程中的光孤子研究中取得了重要理论成果。


李景镇(左二)和博士后在研究飞秒实验

这些年我一直践行“要把深圳光学搞起来”的自我承诺,未来我还想继续努力给深圳大学和深圳争取更大的荣光。

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