专家风采
胡丽丽:十年磨一剑的巾帼英雄
发布时间:2018-8-22  作者:杨 凯  来源:《中国高新科技》期刊社  浏览量:2116
激光钕玻璃连续熔炼技术被誉为美国国家点火装置七大奇迹之首,从世界范围来看,目前掌握该技术的国家只有两个:美国和中国。中国是自主研发而成,而美国则是联合日本HOYA和德国Schott两家国际顶级光学玻璃公司历时6年研制而成。我国能在该领域拥有话语权,最大的功臣莫属中科院上海光学精密机械研究所胡丽丽研究员和她带领的团队。

激光钕玻璃连续熔炼技术被誉为美国国家点火装置七大奇迹之首,从世界范围来看,目前掌握该技术的国家只有两个:美国和中国。中国是自主研发而成,而美国则是联合日本HOYA和德国Schott两家国际顶级光学玻璃公司历时6年研制而成。我国能在该领域拥有话语权,最大的功臣莫属中科院上海光学精密机械研究所胡丽丽研究员和她带领的团队。

胡丽丽,1963年出生于江西省新建县,1990年在中科院上海光学精密机械研究所获得工学博士学位,目前是中科院上海光学精密机械研究所研究员,博士生导师,兼任中国硅酸盐学会特种玻璃分会理事长、上海市硅酸盐学会副理事长、上海市稀土学会副理事长。她长期致力于发光和激光玻璃及特种光纤的研究。在玻璃成分、发光性能与结构关系、掺稀土石英玻璃及光纤发光和激光性能、新型激光玻璃等领域均取得显著成果,尤其是对大尺寸激光钕玻璃制备工艺技术的研究,为我国激光器的发展奠定了坚实的基础。

突破创新,不畏艰难创世界一流

据了解,激光惯性约束聚变(Inertial Confinement Fusion,ICF)装置的核心工作物质是磷酸盐激光钕玻璃,主要功能是将激光能量从纳焦耳放大至兆焦耳量级,最终实现氘氚聚变反应,因此,可以说这是一项关乎国家安全、清洁能源和前沿科学基础研究等多方面的重大战略领域。

其中,钕玻璃连续熔炼技术是一项工艺过程极为复杂、难度系数极高的技术,涉及动态除羟基、除杂质、除铂颗粒、均质化熔制、小流量大尺寸成型、隧道窑退火等多个工艺环节,并且要求19项光学和激光性能参数同时满足技术指标。另外,在磷酸盐玻璃连续熔炼过程中,很难消除玻璃熔体羟基,还极易对耐火材料和电极造成侵蚀,导致杂质含量增加,对激光钕玻璃性能指标造成很大影响。但该技术作为实现性能一致的激光钕玻璃高效批量化生产的唯一技术途径,其技术瓶颈的突破将为国家带来巨大的经济效益和社会效益。

长期以来,发达国家对我国实施激光玻璃的技术封锁和产品禁运。上海光学精密机械研究所不畏艰难,自1964年建所以来便开始了激光钕玻璃的研制,不仅自主研发了三代激光钕玻璃产品,同时形成了一支专业的激光钕玻璃综合研发队伍,这支队伍包括激光玻璃的基础研究、工艺技术、设备研发和检测技术研发的专门人才,他们共同托起了中国激光钕玻璃技术的希望。

在兆焦耳量级ICF装置被列为16个国家科技重大专项之一之际,对数千片大尺寸高质量磷酸盐激光钕玻璃的需求也提上日程。胡丽丽在上海光学精密机械研究所老一辈科研人员的影响下,勇挑重担,带领课题组开启了对大尺寸高性能磷酸盐激光钕玻璃批量制造关键技术的研究,她深知,这不仅是我国独立建造ICF装置的核心保障,更是我国其他领域高功率激光装置研发的重要支撑,因此,她必须成功。

在充满荆棘的道路上,胡丽丽及其团队始终相信,荆棘的前方必定是宽阔坦途。于是,在经历了100多次离线模拟实验和在线实验,在每个环节都碰到过难题,甚至经常走向死胡同的情况下,她们仍坚持探索新的方法和路径。

功夫不负有心人,在国家重大科技专项、863计划、工信部、中国科学院等项目的支持下,在前期开展的激光钕玻璃品种和性能研究工作基础上,胡丽丽及其团队十年磨一剑,终于取得了以连续熔炼为核心的大尺寸激光钕玻璃批量制造关键技术的突破,开发了动态除羟基和除杂质的磷酸盐激光钕玻璃连续熔炼技术、激光钕玻璃元件新型包边胶和大尺寸钕玻璃包边技术,以及大尺寸钕玻璃批量制备的高效和高可靠检测技术,建立了相关行业标准。自主研发了我国神光系列装置的全部大尺寸激光钕玻璃,已经成功应用于“神光”系列装置和超强超短激光装置。

该项目的完成不仅满足了国家重大战略需求,也让胡丽丽及其团队获得了诸多荣誉,作为第一完成人带领团队获得上海市2016年度技术发明奖特等奖1项,她也是继2014年陈赛娟院士之后又一位由女科学家主持的项目荣获特等奖,之后她还获得2017年度全国三八红旗手的荣誉称号。

技术先进,为创新型国家助力

“创新是引领发展的第一动力,是建设现代化经济体系的战略支撑”。在中国共产党的十九大报告上,加快创新型国家建设已经上升为现代化建设全局的战略举措,胡丽丽及其团队的创新成果,为创新型国家的建设增添了更多的动力。

如今,上海光学精密机械研究所已经成为国际首家独立拥有钕玻璃全流程制造能力的机构,拥有自主知识产权的大尺寸磷酸盐激光钕玻璃批量制备成套设备,以及年产1200片大尺寸N31磷酸盐激光钕玻璃的批量制造能力。与国外SCHOTT公司LG-770钕玻璃和HOYA公司LHG-8钕玻璃相比,N31钕玻璃产品的诸多指标水平相当,而铂颗粒损伤阈值、羟基吸收系数、钕离子浓度一致性三个关键指标更是优于国外同类产品。我国在激光聚变领域的研究达到世界先进水平。

目前,胡丽丽研究员主持的钕玻璃项目已经实现批量化生产,在满足国内高功率激光装置需求的同时,其应用范围和国际影响力也在不断扩大。国际知名激光器公司(如Continuum、THALES等)和国外科研机构(如德国GSI亥姆霍兹重离子研究中心、法国LULI巴黎高等技术学院强场激光应用实验室、意大利ENEA国家新技术发展署等)都先后应用了该项目的钕玻璃产品。据统计,该产品近3年已经新增销售额1.72亿元、利润2814万元,社会效益和经济效益显著,同时,使我国在激光玻璃国际市场上的话语权不断提升。

可以说,胡丽丽研究员及其团队的努力,换来的不仅是创新成果,更是为前沿科学基础研究、清洁能源的重大战略需求提供核心材料支撑保障,对核物理、天体物理、生命科学、先进制造等学科的科技创新和技术进步都具有极大的推动作用。同时,还为国家培养了众多创新人才,仅该项目实施中就累计培养硕士34名,博士40名,博士后2名,其中,多人获得国家奖学金和中科院院长特别奖,而项目所培养的研究生对国内多所高等院校的特种光学玻璃及光纤学科建设与发展也发挥了重要作用。

学问之道,求其认真。胡丽丽执着谨慎的科研态度,运筹帷幄的思想格局,让其无论在教学还是科研中,都能沉着面对挑战,直至守得云开见月明。也正是这种巾帼不让须眉的性格,让她在科研领域取得了丰硕成果,走出了一条令人钦佩的、与众不同的助力建设创新型国家之路。

 

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