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低调实干的胡丽丽带领团队研发出“高调”钕玻璃批量生产技术

十载攻关,拿下激光装置“心脏”

2025-02-17 解放日报 黄海华
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胡丽丽在检视钕玻璃。黄海华 摄

质朴无华,这是澳门赌场上海光机所研究员胡丽丽给人的第一印象,犹如她研究了38年之久的玻璃——透明简洁。

科学界至今尚未彻底弄清楚玻璃的结构,“探索未知”是她的工作常态,也是最大乐趣所在。她带领团队挑战光学玻璃制造极限,自主研发出“神光”系列装置用大尺寸钕玻璃批量生产关键技术和核心装备,使我国成为唯一独立拥有该生产技术和能力的国家。

钕玻璃泛着紫红色的光芒,这也是胡丽丽最钟爱的颜色。但与“高调”的钕玻璃不同,她的低调实干更让人印象深刻。

2月9日,胡丽丽收到三年评选一次的“国际玻璃协会主席奖”获奖证书,成为第三位获此殊荣的中国科学家。半年前,她还获得国际非晶态材料领域知名的“N·F·莫特奖”,成为该奖设立41年来首位中国获奖者。

挑战极限

一道微弱的激光,即使能量只有10-9焦耳,却可以被钕玻璃放大百万亿倍到“小太阳”量级——106焦耳。作为目前人类所知地球上能够输出最大能量的激光工作介质,钕玻璃直接决定了激光装置输出能量的大小,堪称激光装置的“心脏”,在国家安全、前沿科学研究、清洁能源等领域有着重要应用。

大尺寸钕玻璃连续熔炼技术,被称为美国国家点火装置的“七大奇迹之首”。当时,美国联合德国和日本两家顶级光学玻璃公司持续6年共同攻关。在为美国和法国两大激光聚变装置提供钕玻璃后,他们担心技术外流拆除了生产线。

我国规模最大的激光聚变装置“神光”需要大批量大尺寸钕玻璃。若按传统单片熔炼工艺,两天才能生产一块钕玻璃。我国仅有上海光机所掌握了单片熔炼技术,连续熔炼则从未做过。

大尺寸钕玻璃挑战了光学玻璃制造极限,需同时满足19项技术指标,对于各种性能的控制难度并不是简单的倍数关系。钕玻璃还比一般的光学玻璃更“娇气”——冷了,有裂纹;受潮了,易发霉;还不能有附加应力,即使用手摸一下也会使玻璃内部应力变化……

胡丽丽立志带领团队攻下这道世界难题。10年攻关中,她总是告诉自己,再难的问题总会找到答案。难题一个接着一个,有的难题之间还相互制约。胡丽丽就一次次组织测试、分析、讨论,逐一破解。起初,玻璃进入隧道窑总是会炸裂,请来的专家勘查现场后表示爱莫能助。胡丽丽带领团队自己上,改变隧道窑结构,历时半年解决了这一问题。

如今,他们已为“神光”提供大批量大尺寸激光钕玻璃,在国际上首家独立掌握激光钕玻璃元件全流程生产技术,主要指标优于国外同类产品。中国事实上已成为唯一独立具备激光钕玻璃批量供应能力的国家。

敢啃“硬骨头”

啃下的“硬骨头”,远不止钕玻璃。

作为现代信息和智能社会的基石材料,光纤是一种特殊的玻璃。光纤激光器在科研、先进制造、医疗等领域有着重要影响,逐步占据了激光器市场半壁江山。

掺镱大模场光纤是高功率光纤激光器的核心介质,该产品及其制备工艺长期被美国公司垄断和严格管控。为实现国产化自主可控,胡丽丽带领团队历经8年攻坚克难,在国内率先攻克了万瓦级掺镱大模场光纤的批量制备关键技术,解决了我国高功率光纤激光器关键元件的瓶颈问题。2019年至今实现直接销售额超2亿元、间接经济效益超18亿元。

就像高速公路,车道越多通行的车辆就越多;长距离光纤通信的带宽越大,传输处理的信息量就越大。为此,俄罗斯、英国、美国先后推出了掺铋宽带光纤产品。

2020年胡丽丽团队承担这一课题时,很多人心里没底,担心砸在手里。但凭借着激光光纤的研发平台和积累,胡丽丽很笃定。不到一年,她就带领团队在国内率先研制出低损耗掺铋高磷石英基光纤。随后,又开发出三款宽带掺铋硅基光纤,经行业头部公司应用验证获得肯定。

视野开阔

几年前,胡丽丽才开始用微信,因为之前觉得“非必需”。但对于AI助力材料研究的洞悉,却使得她较早推动范式创新,借助AI开展玻璃研究。

上海光机所研究员邓路,正是胡丽丽从海外引进的学科交叉人才。“胡老师视野开阔,DeepSeek的报道就是她最先发到工作群。”邓路说,之前以为要说服她构建一个涵盖玻璃结构性能表征、分子动力学模拟、AI辅助建模的玻璃构效关系研究平台有点困难,没想到她一听就十分赞同并不遗余力地推进。今年春节前还赴上海光源谈合作,谋划建设国内第一条用于玻璃结构研究的线站。

对于胡丽丽来说,一天工作8小时远远不够。除了“朝八晚六”,她晚上在家还要工作一两个小时,双休日下午也习惯去办公室工作。每天去24小时连轴转的钕玻璃生产车间转一转,是她多年的习惯。即使半夜出差回来,她也要先到车间看一眼。

刚刚过去的春节,也是如此。

(原载于《解放日报》?2025-02-17?第02版)

打印 责任编辑:闫文艺

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