范滇元(1939.2.18—),江苏常熟人,中国工程院院士,激光与光电子学专家。
几十年来一直致力于被命名为“神光”的高功率激光装置的研制,为激光在我国经济、国防建设中的应用作出了卓越贡献,被誉为“神光之父”。
01.
因日寇入侵,父母撤退大后方,他出生在云南昆明。童年随父母在重庆、桂林、贵州等地颠沛流离,抗战胜利后回到家乡。
1951年,范滇元以优异成绩考进常熟县立初级中学。一次,他家的小闹钟不走了,范滇元偷偷打开闹钟钻研了好几天,又进书店找到钟表书籍,弄清了闹钟的原理,也查出摆轮的轴略微脱出轴承,斜卡在侧边。他把轴重新装正后,闹钟的滴答声使他感到了成功的喜悦。
范滇元的父亲范宝江毕业于浙江大学高工染织科,1953年调入华东纺织工学院机械工程系任教,常带给他科普书籍,他特别喜爱其中的《原子能电站》。
在常熟县立中学读高中时,物理老师丰富的学识、生动的讲课增强了他学习物理的兴趣。他敬仰居里夫妇刻苦研究原子物理、造福人类的精神,作为班长的他提议命名本班为居里班。
1956年,范滇元以物理满分的成绩考入北京大学物理系无线电物理专业,入学后才知核物理专业在另一个保密的系。
在校期间有幸聆听名师授课,如王竹溪的热力学和统计物理学、黄昆的固体物理、曾谨言的量子力学等。
大学假期他都在北大图书馆读书,6年一共才回家4次。1962年毕业后,他考上了中科院电子所的微波专业研究生。
02.
在激光发明后不久,王淦昌就倡议用激光引发核聚变。一旦能用聚变能发电,就将造福人类千秋万代。
各发达国家都为此投入研究,我国也专门成立了上海光学精密机械研究所。1964年,范滇元跟随导师来到上海光机所从事激光研究,毕业后留所。
聚变能属于原子能,比起核电站的裂变,其难度大得多,要几代人的努力。范滇元参与了激光核聚变事业,他为这真实的原子梦奋斗、奉献了40多年。
1999年1月29日,范滇元在中国科学院上海光学与精密机械研究所
开始,他为了顺利转行,自学《光学原理》《傅立叶光学导论》等名著,很快就发表《用光线矩阵元表达的光学传递函数》《用光线矩阵元表达的菲涅耳数》论文。
他逐步成为主要技木负责人之一,带领科研团队先后成功研制出了激光功率为百亿瓦、千亿瓦和万亿瓦的高功率钕玻璃激光系统。
他主持技术方案制定、系统总体设计、单元器件研制和全系统总体调试,解决关键科学技术和工程实际问题;同时还在激光系统总体设计、光束传输理论与应用、强激光与物质相互作用等基础理论和新技术开拓上取得多项创新性成果,对我国高功率固体激光技术的开拓和发展做出了贡献。
这些项目使我国在激光聚变、高压状态方程、X光激光等前沿物理研究上取得多项国际水平研究成果。
03.
1974年,范滇元构思、设计新型激光放大器,让激光束在放大器内往返6次,输出激光功率提高一个量级。
1980年,开始建造神光Ⅰ号,他在理论和实验上证明主动控制平面公差的新思路,又引入自适应光学等新技术,得到既有高功率又有高质量的激光束。
用两束瞬间输出功率达2万亿瓦的强激光会聚在靶丸上,靶壁起爆,对丸内的氘氚施加强大压力,在瞬间超高温、超高压下发生部分核聚变。
神光Ⅰ号是我国激光聚变发展史的里程碑,标志中国进入了国际先进行列。1990年,这项成果获国家科技进步奖一等奖。1995年,范滇元当选为中国工程院院士(信息与电子工程学部)。
20世纪90年代初,范滇元又参与倡议规模增加十倍的神光Ⅱ号计划,并担任总设计师。1997年,神北Ⅱ号项目负责人邓锡铭患癌症住院,担子更多地压在范滇元身上。
1996年,范滇元(左)在调试神北Ⅱ号激光装置
他无法正常回家,只能克服上小学的女儿无人照看的困难、强忍妻子祝秀凤长期患尿毒症后又因中风去世的痛苦。
他住在嘉定的单位宿舍里,长期加班加点。2002年,神光Ⅱ号终于研制成功。该装置用8束激光会聚在靶丸上,已经开展了惯性约朿聚变、X光激光等研究约几十轮物理实验,取得良好成果。
04.
2011年,我国《国家中长期科学和技术发展规划纲要》的16个重大专项中有激光聚变。
在“九五”计划初期,范滇元就已经投身于神光Ⅲ号巨型激光装置的研制,任总体技术专家组组长、项目总工程师。这个装置将用48束激光,总光强比神光Ⅰ号大100倍,向点火再前进一大步。
范滇元现已培养硕士、博士研究生数十名,迄今发表论文、报告250多篇,多次在重要国际学术会议报告我国高功率激光领域的研究成果。
范滇元在2024世界激光制造大会上讲话
荣获陈嘉庚奖,中科院科技进步奖特等奖,国家科技进步奖一等奖,二等奖,光华工程科技奖等科技成果奖励,被评为全国“863”计划先进工作者、全国优秀科技工作者等。
范滇元生活朴素,为人随和谦虛,总把功劳归于领导和同事们,尤其是邓锡铭等前辈和比他先参加神光工作的合作者余文炎。他因长期扑在神光上,无法出国,却从不后悔,只是因没有照顾好妻子而深怀歉意。
范滇元手迹
范滇元对家乡有着深厚感情,凡是家乡组织的活动他总是乐于参加。1999年,范滇元到常熟出席王淦昌档案捐赠仪式。
2010年,上海市委拍摄个人纪录片,他又来到常熟,走进母校,还把自己的荣誉证书等捐赠给了常熟市档案馆。2012年9月,苏州市科协举办苏州院士回乡活动,他再次来到常熟,为常熟第二届学术年会做了主题报告——《创新发展中的光电科技》。
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