2025年春運即將接近尾聲。每年春節前后,數以億計的人們會踏上返鄉或返程的旅途,高鐵、飛機等則成為人們出行不可或缺的交通工具。無論是走進高鐵列車組車廂,還是登上飛機機艙,清新明亮的內部環境讓歸途的人們倍感舒心,這一效果的營造離不開兩側通透的玻璃。而在上海光機所實驗室內,存在著一種應用于高功率激光裝置中的大尺寸釹玻璃,它的批量生產,背后離不開科學家們在實驗室里夜以繼日地研究,靠著頑強的毅力與堅定的信念翻越了科研征途上一座又一座高山,上海光機所學術委員會副主任、先進激光與光電功能材料部研究員胡麗麗便是其中的代表。她不僅以累累碩果成為科研征途上的“追光者”,更助力青年,傳承科研精神,成為奮進路上的“秉燭者”。日前,胡麗麗接受記者采訪,介紹了相關科研歷程。
胡麗麗檢視連熔激光釹玻璃。
據了解,自1987年以來,胡麗麗長期致力于特種玻璃構效關系基礎研究、激光玻璃與激光光纖的基礎研究及其制備技術研發,在我國高功率激光聚變裝置用大尺寸釹玻璃核心材料研發與高功率光纖激光國產化方面作出卓越貢獻,是我國激光玻璃領域的學術帶頭人。
提出玻璃析晶動力學新判據、發明了激光玻璃動態除羥基和除過渡金屬雜質的新方法、主持研發多個品種新型高增益激光玻璃……在胡麗麗的科研履歷上,一項項成果驚艷眾人。此外,在她的帶領下,相關團隊歷經十年攻關,成功挑戰光學玻璃制造極限,自主研發出大尺寸激光釹玻璃批量生產關鍵技術和核心裝備,使我國成為國際上獨立擁有批量制備大尺寸激光釹玻璃能力的國家。
隨著人工智能及量子計算時代來臨,長距離光纖通信和數據中心的光互連對數據傳輸容量、密度和速率的需求與日俱增,在過去40年里,全球數據傳輸容量每隔4年約增長10倍,預計到2037年光纖傳輸速率將達到50-100 Pb/s,這對現有通信材料和通信技術提出了嚴峻挑戰。由于通信光纖材料存在背景損耗,光信號傳輸一段距離后信號功率開始衰減,需要光纖放大器對光信號功率進行中繼放大,從而增加傳輸距離。現有光纖放大器的增益介質以稀土離子摻雜光纖為主,尤其是商用C波段放大用摻鉺石英光纖。然而,稀土離子的發光來自內殼層4f電子躍遷,受到禁階躍遷的限制,發光帶寬很窄,這限制了光纖放大器帶寬的提高。因此,亟需發展新型寬帶光增益材料,實現超寬帶放大。
2020年,胡麗麗帶領團隊承擔科技部重點研發課題任務,借助已有激光光纖的研發平臺和積累,不到一年時間內,在國內率先研制出低損耗摻鉍高磷石英基光纖,采用該摻鉍光纖實現了近紅外波段的凈增益放大和激光輸出,實現了國內該領域0到1的技術突破。隨后,課題組聚焦“鉍活性中心形成機理”和“非飽和損耗抑制機理”兩大科學問題,在國內率先攻克了高增益系數摻鉍硅基光纖關鍵制備技術,先后開發出增益范圍覆蓋O+E+S+U波段的三款寬帶摻鉍硅基光纖,極大推動了國內摻鉍光纖的研究進程,滿足我國光通信領域對新型寬帶增益光纖材料國產化的亟需。
胡麗麗還非常重視培養青年人才,傳承科研精神,因而成為了青年科研征途上的“秉燭者”。自1997年以來,她先后指導了87名研究生,被評選為中國科學院朱李月華優秀導師。
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