从无到有,从模仿到自主创新,从完全进口到达到世界顶级水平,中国的光学光辉的发展史,阐述的不仅是大国昌盛,更是一群追赶世界之光的人!
相信大家都知道,在建国初期,我国的光学研究可谓一穷二白,也就在云南昆明有个很简单的光学镜片加工厂,兵工署第二十二兵工厂,也就是后来的国营厂。这个厂是当时国内能制作一些简单军用光学仪器的唯一一家。
但是,就是在这个简陋的山洞中,从战火中诞生的国产望远镜诞生了,它不仅标志着中国光学器材的起源,也揭开了中国光学产品从无到有,从完全进口到自己制造的历史序幕。其中关键人物就是当时正在德国留学,放弃博士学位回国的龚祖同。
一、全球第一位发现反物质的人
年,龚祖同以优异成绩毕业清华大学物理系后,留校任教。这期间,龚祖同成为在人类历史上,第一次观测到正电子的人,随后的实验证明了龚祖同成为了世界上首次发现反物质的物理学家,赵忠尧完成实验的结论震惊了当时的整个物理界。
年,龚祖同进清华大学研究生院,师从我国实验核物理先驱赵忠尧,并硕果累累。“九一八”事变后,清华大学物理系主任的叶企孙,看到对军事极为重要的应用光学国内尚属一片空白,十分焦急。于是,他找到了龚祖同,叶企孙这么说:“应用光学在国防上很重要,我国还是空白,留美公费考试中有一个应用光学名额,望能报考。”
说实话,从自己已经崭露头角的核物理转向一无所知的应用光学,确实很纠结!但龚祖同没有多想!毅然接受了这个提议,很快,他被录取为美国罗彻斯特大学应用光学直读博士学位的公费生。
但导师赵忠尧指出,德国光学在世界上领先,不一定去美国。于是龚祖同在年的夏天,经西伯利亚去德国柏林技术大学,开始了他研究应用光学的学术生涯。年从德国柏林技术大学毕业后,龚祖同继续攻读该校工程博士学位。年底,他博士论文完成,正在准备参加答辩之时抗日战争全面爆发,国内要他尽快回国筹建军用光学仪器工厂。
年初,龚祖同放弃了即将获得的博士学位,毅然回国,投身抗战之中。
二、从无到有
回到国内的龚祖同,仅用了半年多时间就制造出了中国第一批军用双目望远镜,随后又与迁到昆明的北平研究院物理研究所严济慈、钱临照等担任试制了中国第一批显微镜的工作,开创了中国近代光学设计与光学仪器制造的历史。
年,经过七年时间,龚祖同终于研发出我国第一批光学玻璃,从此结束了只能凭借进口光学玻璃的历史。这年的除夕,他第一次在中国炼制出了升的K8光学玻璃。
随后,龚祖同开启了无数个中国光学界的第一,年,龚祖同指导学生王乃弘,试制成功我国第一只红外变像管,随即制造了我国第一架红外夜视仪,年,又试制被动式微光夜视仪。期间,龚祖同主持研制成我国第一台透射式电子显微镜。
年3月,龚祖同受命为西光所所长,开始筹建西光所,在西安边家村一栋老楼的14平方米的房间里,龚祖同带领当时西光所年轻的队伍,创造了无数个中国第一。
龚祖同在新成立西光所时,即设立了中国第一个纤维光学研究室,组织、指导年轻的科技人员开始研发光纤技术,年,西光所成功地拉出了中国第一根导光纤维,制成了第一根传光束和第一根传像束,为我国的光纤事业开创了先河。
年6月,龚祖同带领西光所的同事们,研制出我国第一台单片克尔盒高速摄影机和每秒20万次高速摄影机,年11月,他们又研制出每秒万次高速摄影机,并多次圆满完成原子弹、氢弹的光测任务。
年,我国第一部大型基础光学教材《光学手册》问世,其分科之全、内容之新、均居世界同类书首位。而这套书就是在龚祖同支持和指导下完成的。
龚祖同院士在晚年回顾时,这么说道:“没有新中国,就没有中国的光学事业,只有在中国共产党领导下的新中国才让自己的科学抱负得以实现。”
而同一时期还有一位我国光学界的泰斗级人物不得不提,那就是被称为“中国光学之父”的中国科学院院士,中国工程院院士王大珩。如果说龚祖同院士是科学届的实干家,那么从国家战略层面指挥布局,光学界当之无愧的领军人物,王大珩则是一位功勋卓著的‘战略科学家’。
可以这么说,如果没有王大珩的统筹安排,中国的光学界是不可能成长到今天如此高的水平。
三、年少有为的王大珩
年,17岁的王大珩因成绩优秀被清华大学物理系录取。在拍毕业照时,他身边的同学有于光远、何泽慧、钱三强等人。
年,清华毕业后他和彭桓武同时考上了留英的物理专业,随后,王大珩在伦敦大学帝国学院物理系学习,主攻技术光学专业,2年后,以优异成绩获得了硕士学位,年,王大珩在英国谢菲尔德大学攻读博士学位,这次他选择了玻璃制造技术系,但是在年,他放弃了即将到手的博士学位,到英国伯明翰的昌司公司当上了一名助理研究员,以自身的学识进入光学玻璃制造技术研究领域。
他和另一同事研究出来的稀土光学玻璃获得一项专利。这项写着中国人名字的专利,是他到昌司公司后的第一项科研成果。它不仅使昌司玻璃公司成为英国最早进入稀土光学领域的厂家,使王大珩成为英国最早研究稀土光学玻璃的人。
年,王大珩回到祖国,被任命为大连大学物理系主任。年1月24日,经钱三强推荐,中国科学院决定任命王大珩为中国科学院仪器馆筹备委员会副馆长,负责筹备工作。
年1月23日,中国科学院仪器馆正式成立。王大珩代理馆长主持仪器馆工作,看到了当时国内精密科学仪器制造的瓶颈,缺少自己的光学玻璃后。于是,将龚祖同调到了长春从事光学玻璃研制工作。当年12月,中国科学院仪器馆终于熔炼出了中国第一炉光学玻璃。
随着光学玻璃的诞生,我们中国各种采用光学玻璃的仪器也雨后春笋一般相继问世,它为光学工艺、光学镀膜、光学设计、光学检验、光学计量测试等精密技术初步打下基础。年,作为主要创始人、第一任院长的王大珩创办了长春光学精密机械学院,也就是后来的长春理工大学。
年4月,中国科学院仪器馆更名为“中国科学院光学精密机械研究所”(“光机所”),也就是如今的长光所。
长光所很快就展现了骄人的战斗力,在三个多月时间内,它拿下了电子显微镜、高温金相显微镜、多臂投影仪、高精度经纬仪、大型光谱仪、万能工具显微镜、晶体谱仪和光电测距仪“八大件”的科研项目。
长光所大家都知道,它是中国所有光电所的一个母校,创造了十几项“中国第一”;先后参与了包括“两弹一星”、“载人航天工程”等多项国家重大工程项目,后来的成都光电所、安徽光电所、上海光电所等等,都是从长光所诞生而来。而在长光所,王大珩一干就是30多年,直到年7月,他被调任到中国科学院技术科学部主任。
当我们今天再看这些老一辈科学家孕育的长光所时,它已经阔步走在了世界光学届的最前端,另外告诉大家一个好消息,即荷兰ASML公司之后,长光所在极紫外光刻方面已经取得突破性进展,在国内首次获得EUV投影光刻32nm曝光图形,在该方面迈出国内第一步,为未来我们自己的光刻机打下了良好的基础。
让我们感谢这些为了国家科技发展而贡献一生的科学家们吧!请记住他们每一个人的名字。