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中国科学院西光所:弦歌六秩 再铸辉煌

时间:2022-07-27来源: 中国科学报

 

■马彩文 孙传东

西光所首任所长龚祖同   西光所供图

7年前,习近平总书记考察中国科学院西安光学精密机械研究所(以下简称西光所)时的情景,令西光人记忆犹新。习近平总书记先后参观了解了研究所改革体制机制、创新科研模式,以及促进成果转化、承担并完成国家重大科技任务的情况。

习近平总书记强调:“核心技术靠化缘是要不来的,必须靠自力更生。”

这是对西光所最大的肯定和鼓励。

六十载薪火相传,一甲子弦歌不辍。国之所需,我之所向。西光所应国家需求而生——

1962年3月,为发展中国核武器,解决核爆试验必需的高速摄影和耐辐照光学材料问题,在钱三强、王淦昌和张劲夫的提议下,第二机械工业部和中国科学院决定在西安建立一个以承担核爆试验光测任务为主要方向的研究所

我国光学事业创始人之一 ——龚祖同(时任中国科学院光学机械研究所,现长春光机所副所长,时年58岁)受命担任所长,中国科学院新技术局副局长苏景一任党委书记。龚祖同带领长光所5名科技骨干来到地处黄土高原的西安,在原中科院西安原子能所、陕西分院应用光学所、机械所、自动化所的基础上,建立了中国科学院光学机械研究所西安分所,1965年正式命名为“中国科学院西安光学精密机械研究所”。

走过六十年峥嵘岁月的西光所,坚持科技报国强国的初心使命,以开拓高速摄影技术、超快光学与光子技术为主要方向,历经艰苦创业、改革发展、创新跨越等阶段,发展成为以战略高技术创新与应用基础研究为主的综合性研究所,为我国“两弹一星”“载人航天”“探月工程”“火星探测”“深海科考”等作出了突出贡献。

艰苦创业 矢志奋斗

面对西方技术封锁,在所长龚祖同和党委书记苏景一的带领下,西光所以拓荒者的勇气、攀登者的信念,白手起家、艰苦创业,创造了我国高速摄影的奇迹。

1964年6月,研究所研制出纳秒级曝光时间单片克尔盒高速摄影机和每秒20万帧高速摄影机,参加1964年10月16日我国首次原子弹试爆,拍摄到爆炸初期火球状态及变化,圆满完成光测任务。

1966年11月,研究所研制出每秒250万帧高速摄影机,参加1967年6月17日我国首次氢弹试爆并圆满完成光测任务。

……

研究所的自主创新打破了西方技术封锁,为“两弹一星”研制成功提供了关键测试技术与设备,引领我国高速摄影研究跻身国际先进行列。

在龚祖同倡导下,西光所建所之初就十分重视特种光学材料、纤维光学和光电子器件的研究,组建的第一研究室就是光学材料与纤维光学研究室,开启了我国耐辐射光学玻璃、光纤材料和器件的研究。1965年,西光所又成立了第五研究室从事变像管相机研究,自主创新研制成功多种扫描/分幅变像管、多种像增强器等器件。这段弥足珍贵的历程充分表明,材料及器件的自主创新是科技自立自强的重要基础。

围绕我国地下核试验需要,西光所从1967年开始地下核试验测量技术研究。经过十多年的艰苦攻关,20世纪80年代初期,西光所相继研制出“电视—变像管高速相机”“光纤—变像管扫描高速摄影机”“双路单幅变像管高速摄影机”,成功用于地下核试验;研制出变像管瞬时高温测量仪,成功用于火箭、洲际导弹、卫星等再入大气层时超高速气动特性及表面烧蚀情况的瞬时测量研究。

围绕我国导弹和常规武器试验需要,西光所以高速摄影技术为基础发展了光电工程技术。自1967年起,相继研制出GS240/35型高速摄影机、70毫米棱镜补偿型高速摄影机、LBS-2000型高速电影摄影机、112小型高速电影经纬仪(跟踪式高速摄影机)等。这些高速摄影机和电影经纬仪用于卫星发射和回收、导弹发射初始段测量、常规武器飞行轨迹参数的记录和测量等,遍布我国各卫星发射场和各武器试验测试场。

在这个艰苦创业阶段,西光所创造了我国科技进步的多个第一:研制出第一台克尔盒高速摄影机、第一台光机式高速摄影机、第一根光纤、第一炉耐辐射光学玻璃、第一只像增强器、第一只高速摄影用变像管、第一只微通道板、第一套高速电视系统,等等。该所研制的高速摄影机涵盖7大类60多种、胶片判读仪17种,光机式高速摄影频率从每秒几十帧到两千万帧、变像管高速摄影时间分辨率从微秒级到皮秒级,为“两弹一星”工程和国防建设提供了作用突出、不可替代的光学影像记录、高时空精度测量技术与系统。

1985年,西光所研制的18种高速摄影机被列入“现代国防试验中的动态光学观测和测量技术”,获得国家科技进步奖特等奖;同期,有7种高速摄影机被列入“原子弹、氢弹的突破与武器化”,获得国家科技进步奖特等奖。

1980年,国际高速摄影著名专家Hyzer到所访问,参观后他赞叹道:“西光所是世界上少有的技术完整、成效卓著的高速摄影研究机构。”

1981年,龚祖同先生获得美国电影及电视工程师学会颁发的“Photo-Sonics奖”(该领域最高奖项)。由于在高速摄影领域取得的全面而杰出的工作成绩,西光所成功举办了1988年第18届、2006年第27届国际高速摄影与光子学会议。

深化改革 奋发图强

1986年,西光所一项科研成果为世界瞩目:陈国夫研究员在英国进修期间,创造了19飞秒的超短脉冲激光世界纪录。之后他回国开展飞秒激光产生及其应用研究。

这样的成果在西光所还有很多。20世纪80年代中期至90年代末,薛鸣球、侯洵、赵葆常相继担任第二、第三、第四任所长,西光所在超快光学与光电子学、光电工程技术,空间光学技术、光谱成像技术等研究领域不断拓展,逐渐发展成为以高技术创新与应用基础研究为主的综合型研究机构。

一件件主动谋发展、促改革、建学科的重要事件值得铭记:

——以改革促发展,砥砺奋进。改革开放初期,在时任所长侯洵的带领下,西光所率先在全院开展体制机制改革,精简机构,实行课题核算制度、强化按劳分配机制,把生存压力转变成发展动力,为坚守事业、潜心致研奠定了基础,极大地激发了广大科研人员的活力。

——创建国家重点实验室,提升我国超快光学和超快诊断研究至“飞秒”量级。1991年3月,在侯洵倡导下,经国家计委批准,西光所建立了瞬态光学技术国家重点实验室(后改名为瞬态光学与光子技术国家重点实验室),陈国夫任主任。该实验室重点研究超短脉冲激光产生的理论与技术和高时间、高空间分辨诊断技术,牵头承担“八五”期间国家攀登计划“飞秒激光技术与超快过程研究”,开展飞秒激光的产生与测量,开展光与物质相互作用超快现象研究和瞬态光学在信息、生物、医疗、材料等领域的应用研究,取得了多项高水平研究成果,培养造就了一大批高水平人才。

——开展航空航天光学遥感技术研究。1993年3月,西光所成立了空间光学研究室,在薛鸣球指导下,开展可见光空间信息获取、光学遥感、高分辨率成像及干涉成像光谱技术研究。经过近10年的研究积累,突破长焦距高分辨率CCD相机多项关键技术,创新干涉成像光谱技术,率先实现米级分辨率空间对地观测,为发展我国空间遥感技术提供科技支撑。

这一时期,西光所引领我国超快光学与光电子学的研究应用向更高更快的方向奋进,获得了两项国际领先成果,研制成功9种条纹相机与瞬态测试设备,时间分辨率提升至飞秒(10-15)量级,响应波长从可见光延伸到近红外和X射线,各项指标如时间分辨率、动态范围、同步扫描频率均达到国际先进水平,打破了西方技术封锁和垄断,为我国激光核聚变、等离子体物理、X光激光和国防基础研究提供了先进测试手段。

光电精密测量与跟踪技术研究,以自主创新技术引领我国军用光电技术多个方向的发展。这一时期,西光所研制了我国第一套CCD着靶测量系统、第一套炸点测量系统、第一套红外弹道测量系统、第一套多目标红外跟踪测量系统、第一套高速电视姿态测量系统、第一套捷联式舰载光电经纬仪、第一台方位垂直传递系统等;研制的数百套光电跟踪测量设备遍布我国卫星发射场和各武器试验基地;为国家大科学工程——北京正负电子对撞机工程研制了高端测量设备BD-1型Bragg衍射仪、多维精密定角仪、激光电离束光学系统。

在此阶段,相关研究成果获国家技术发明奖二等奖2项、三等奖2项,国家科技进步奖一等奖1项、二等奖6项、三等奖3项。

世纪之交 创新跨越

进入新世纪后,在中国科学院知识创新工程引导驱动下,西光所进入了创新跨越快速发展时期,相里斌、赵卫相继担任所长。这一时期,西光所成功跻身航天领域并成为我国航天光学载荷研制骨干单位,成功探索出科技成果转移转化的“西光所模式”,成功迈入高质量发展的新进程。

1999年6月,32岁的相里斌担任第五任所长,提出创新跨越发展目标,提振全所改革发展的士气、信心。西光所实施了全面深化改革:精简机构,推进后勤中心、研制工厂转制,率先在中国科学院开展创新文化建设。2004年3月,西光所成立了光谱成像技术实验室,在国内开展了具有原始创新的光谱成像技术应用研究。通过承担“嫦娥一号”“HJ-1A”“遥感五号”载荷任务,引领西光所空间光学技术、光谱成像技术实现应用突破。

2006年1月至2018年11月,赵卫担任第六任所长,提出“拆除围墙、开放办所”的理念,创新体制机制与科研模式,打造平台、广纳人才,构建创新创业融合发展的新格局,推动飞秒激光技术应用、高功率半导体激光芯片封装技术研究与产业化,提升超快诊断技术,实现飞秒时间尺度物理量测量,布局大规模光子集成芯片研究与产业化,提出并推进阿秒光源大科学装置筹建。西光所成功探索出“人才+技术+资本+服务”产学研用一体化的产业培育发展途径,即“西光所模式”,在科技成果转化的示范引领方面,发挥了重要作用。

2018年11月至今,新一届所领导班子,贯彻新发展理念,提出高质量发展的构想并统筹推进,对科研体系、科研模式、科研力量进行了系统性调整与优化,组建基础、空间、光电和先进制造四大研究部,形成“集中力量办大事”的新型科研体系,提升了全所创新能力;引领带动光电工程技术在空天领域应用实现新突破,强化了西光所在我国空天领域的地位与作用。研究所按照“两加快一努力”要求,坚定擎起超快光学与光子技术的学科大旗,加快打造我国在该领域方向的原始创新策源地。

创新跨越阶段,西光所围绕国家需要构建起“三大研究领域、五大学科方向”的学科体系,“高”和“快”学科特色更为突出,各领域作用关键、贡献卓著——

在空天领域,西光所相继承担并圆满完成30多项重大航天任务,成为我国航天领域光电成像载荷研制的骨干力量。XX-10号01、02、03星光学遥感相机,使我国第一次实现1米分辨率对地观测,增强了我国航天目标识别能力。“HJ-1A”高光谱成像仪,使我国首次实现灾害和环境动态监测与预报;“HJ-2A/B”高光谱成像仪光谱影像数据获取能力大幅提高。“嫦娥一号”光学成像探测系统,获取了我国第一幅全月立体影像图,探测到月壤物质14种元素构成与分布信息;“嫦娥二号”立体相机,获取了月球虹湾地区1米高分辨率影像,为落月探测奠定了基础;“嫦娥三号”月基望远镜,首次实现依托地外天体天文观测;“嫦娥五号”全景相机、远摄像机和采样装置图像处理单元,为月表采样及封装等提供了重要技术支撑。“天问一号”多光谱相机,成功用于分析火星表面物质类型分布。从“神舟”“天宫”到“天舟”“天和”系列光学相机及“飞天”舱外航天服摄像机,成功记录并见证宇航器空间交会对接、中国宇航员太空漫步、首次舱外作业等重大历史性时刻。

在光电工程领域,在国内率先突破对“小、暗、多、快”目标信息快速获取和测量技术,实现了大视场、多功能、智能化、高精度光电系统的创新与集成,填补了国内多目标捕获和姿态测量空白。突破空间光电滑环与空间转台关键技术,为我国建立海洋安全预警机制提供了关键技术。研制出亚洲最大口径彩色纹影仪,大幅提升我国超高速风洞试验流场测量性能。为上海光源研制了弧矢聚焦双晶单色器,是整个同步辐射光源应用中为数不多的国产设备。为“神光Ⅲ”工程研制的“惯性约束聚变中的物理诊断设备”,可以实现对聚变过程各种物理参数的精密测量诊断。为“奋斗者”号研制的全海深超高清摄像机、3D摄像机、全海深小型高清相机在深海科考中发挥了重要作用。机动式光电跟踪系统,为载人航天返回舱从再入、开伞到落地全过程搜索监视和央视实况直播提供了高品质图像……

在基础光学领域,通过“创新链”“产业链”贯通融合的科研模式,突破了我国多个领域关键核心技术并实现产业化。飞秒激光精密制造技术与装备实现突破,并成功应用于国产航空发动机研发制造,高功率半导体激光技术在芯片与封装两方面实现自主与产业化,大规模光子集成芯片研究获得重要进展,成功制备出目前世界集成规模最大的光交叉矩阵芯片。超快光学与光电子学得到飞跃发展,飞秒条纹相机时间分辨率达到450飞秒,达国际先进水平;同步扫描条纹相机的同步频率达300MHz,创国际纪录;大动态范围条纹相机动态范围超过10000:1,达国际最高水平。阿秒光源研究获得75阿秒的光脉冲,属国内最新进展。

此阶段,西光所获国家科技进步奖特等奖4项、一等奖2项、二等奖3项,国家技术发明奖二等奖1项,国家自然科学奖二等奖1项。

习近平总书记的话一直激励着西光所人,在科技创新的道路上矢志奋斗,不断突破。

峥嵘岁月中孕育的西光精神

西光所的主办公楼被命名为“祖同楼”,这不仅是对龚祖同所长的纪念,更是西光人对“迎难创业、求真务实、自主创新、科技报国”精神的赓续传承。

建所初期,工作条件异常艰苦,科研设施相当简陋。老专家们回忆,在科研大楼盖好之前,各研究室都挤在东一楼(宿舍楼)办公,一间14平方米的房间放6到8张二斗桌,光学设计靠翻对数表,机械设计全用绘图仪、鸭嘴笔,电路系统靠电烙铁手工焊接,一台手摇台式计算机就是先进设备了。工作更是不分昼夜,办公室灯火通明直至深夜十一二点都是家常便饭。

这是西光所艰苦创业的一个缩影。60年历程中,担当作为与创新进取始终是西光人奏响的主旋律。在龚祖同所长带领下,老一辈西光人所展现出的高昂的精神状态、饱满的工作热情、开创性的研究水平,时至今日也是难以想象的。他们以胸怀家国、艰苦创业、顽强奋斗的劲头,塑造出“迎难创业、求真务实、自主创新、科技报国”的精神。这种精神被西光人誉为“祖同精神”。

“以祖国的需要为我们的方向”。60年来,西光所和西光人始终遵循龚老的遗训。时代在变化,科研方向和承担的任务在变化,但西光人的初心和使命始终如初,从未改变。

回首西光所60年来的奋斗历程和突出成就,凝结于身心的“西光精神”内涵主要彰显在四个方面。

一是具有“爱国爱所”的情怀和“听党话、跟党走”的信念。一代代西光人都把解决国家问题作为奋斗的目标,“以祖国的需要为我们的方向”,引领支撑着西光所走过艰苦创业、深化改革、创新发展的三个阶段。

二是始终保持自主创新、奋发图强的勇气和信心。一代代西光人取得了让世界同行惊叹不已的科研硕果,它们无不是基于自主创新、奋发图强而成就的。面向新时代、新征程、新要求,西光人更要坚持自主创新、接力奋斗,这是必然选择。

三是始终保持“重大局、重集体、重奉献”的观念和品格。建所以来,一代代西光人正是凭着大局观念、集体观念,依靠团结协作、无私奉献、淡泊名利的品格,成就了事业,造就了自己,这是西光人始终要自觉奉行的准则和操守。

四是始终坚持求真务实、宽厚实干的学风作风追求。60年的发展历程中,西光人凭着“求真务实、宽厚实干”的学风作风追求,营造出干事创业的优良氛围,使各路英才、爱国学子汇聚于此,使西光所不断向科技高峰攀登、西光人向精神高地奋进。

西光精神与科学家精神是一脉相承的,是科学家精神在西光所的具体体现,也是新一代西光人奋进新时代新征程的强大精神动力。

为国所需、担当作为与创新进取始终是西光人奋进的主旋律。

弦歌一甲子,西光所相继有5人当选为中国科学院院士、中国工程院院士。两人获陕西省最高科技成就奖;5人获全国先进工作者、国家级突出贡献专家;13人获省部级劳模、突出贡献专家;近百人获政府特殊津贴奖励;20多人被评为“863”先进个人。1个团队获“全国专业技术人才先进集体”、1个团队获全总“工人先锋号”称号、两个团队被授予“中科院杰出成就奖”。研究所获“全国五一劳动奖状”、陕西省精神文明单位。

奋进新时代新征程的西光所

回首六秩荣耀,更觉使命在肩。

西光人为走过的峥嵘道路、创造的辉煌成就倍感荣耀和自豪。以龚祖同为代表的一代代西光人,不辱担负的历史使命,向党和国家交出了一份优异答卷,为西光所的未来发展奠定了学科特色优势与技术积累基础、做出了示范。处于新时代的西光所和西光人,永远不能忘记他们的卓越贡献,永远牢记建所的初心与使命。

踏上新征程,建功新时代。本届领导班子与全体西光人,共同见证了新中国成立70周年、建党一百周年和实现中华民族第一个百年奋斗目标的重大历史节点。在第二个百年奋斗征程中,向着“四个率先”“两加快一努力”的目标奋进,是西光人的努力方向,是增强“四个意识”、坚定“四个自信”、做到“两个维护”应有的担当与作为。西光人必须牢记习近平总书记亲临视察时的嘱托与要求,以建所60周年为契机,努力为加快实现高水平科技自立自强、加快建成世界科技强国作出更大贡献。

聚焦国家需求,强化使命担当。在中科院党组、西安分院分党组领导和指导下,全体西光人在所党政班子团结带领下,坚定践行建所初心使命,面向空天科技、网络通信、智能制造等战略必争领域,以实施“十四五”规划为主线,坚定擎起超快光学与光子技术的学科旗帜。加强应用基础研究,聚焦国家燃眉之急、心腹之患和面向未来的技术,集中精锐力量、统筹资源保障,抢占光子科技制高点;贯彻国家重点实验室重组要求,推进阿秒科学装置建设,打造超快光学原始创新策源地。统筹推进攻关重点和重大任务实施,建立“权责明晰、协调高效、保障有力”的“首席科学家+总师”的新型重大任务组织模式,将科学原理创新与技术攻关突破衔接贯通,促进重大成果产出。

提升人才强所战略,打造创新人才高地。分类实施引才聚才政策,打造更优硬条件软环境,广纳帅才、将才与关键紧缺人才;坚持“师徒制”“青促会”“科研之星”等系统性育才举措,厚植育才沃土、造就韶华青年;改革岗位聘任,破除“四唯”,实行“代表作”评审,让优秀人才脱颖而出;改革薪酬制度,依据研究属性优化基础绩效和奖励绩效构成,保障基础研究人员潜心致研,激励高技术研究人员攻坚克难。

追光逐梦,接力奋斗。全体西光人将牢记习近平总书记的嘱托,把握“国家责”“国家事”的深刻内涵与要求,坚决担负起“把高水平科技自立自强作为国家发展的战略支撑”的使命任务,大力弘扬科学家精神,传承“西光精神”,以“四个率先”“两加快一努力”为目标,坚定创新决心、创新自信,踔厉奋发,奋楫笃行,为建设世界科技强国作出新贡献。

(作者分别为西光所所长、西光所党委书记)

西光所信息大道园区鸟瞰 西光所供图

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