用激光“穿針引線”的航天計(jì)量人

吳巍

近年來，激光時(shí)頻傳遞和精密測(cè)量在未來國(guó)家建設(shè)與發(fā)展中作用發(fā)揮愈發(fā)重要。如，在衛(wèi)星導(dǎo)航定位應(yīng)用中，時(shí)間傳遞的精度影響著衛(wèi)星定位導(dǎo)航的精度；如果北斗衛(wèi)星之間的時(shí)頻比對(duì)精度提升，那么衛(wèi)星定位導(dǎo)航的精度便可以獲得提升。此外，在國(guó)際單位制秒定義的修訂也有重要的應(yīng)用價(jià)值。當(dāng)前，世界范圍內(nèi)的守時(shí)實(shí)驗(yàn)室采用遠(yuǎn)程時(shí)頻傳遞和比對(duì)，最終生成綜合原子時(shí)；未來進(jìn)入光學(xué)守時(shí)時(shí)代，激光時(shí)頻傳遞和精密測(cè)量將是不可缺少的重要組成部分。

一、高質(zhì)量發(fā)展必須要科技創(chuàng)新

時(shí)間追溯到兩年前，在一次團(tuán)隊(duì)討論中，大家拋出一個(gè)大膽的設(shè)想，是否有可能將超穩(wěn)激光與衛(wèi)星雙向時(shí)頻比對(duì)結(jié)合實(shí)現(xiàn)超高精度時(shí)頻傳遞？針對(duì)這一創(chuàng)新想法，團(tuán)隊(duì)當(dāng)中的每個(gè)人都沉默了，不知道如何實(shí)現(xiàn)。后來，經(jīng)過深入調(diào)研，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)研究出了細(xì)致完善的實(shí)施方案，并且齊心協(xié)力完成方案論證材料撰寫。依稀記得論證報(bào)告提交節(jié)點(diǎn)之前的通宵達(dá)旦，大家全天呆在辦公室，雖然身心勞累，但是有一種精神在支撐，累了就趴在桌子上歇歇，困了就用涼水洗洗臉，喝杯咖啡提提神。經(jīng)過大家的共同努力，最終順利完成了論證任務(wù)。

二、迎難而上，在挑戰(zhàn)中收獲

作為團(tuán)隊(duì)唯一一名女同志，趙博士在飛秒激光時(shí)頻傳遞技術(shù)研究最艱苦的階段，日夜思索，愁得直掉頭發(fā)。“這個(gè)項(xiàng)目實(shí)在是太難了！”她如是說道，“本來就很清瘦的我，變得更苗條了。從來沒有做過的課題，細(xì)節(jié)不知道，指標(biāo)達(dá)不到，只能一點(diǎn)點(diǎn)嘗試。”雖說挑戰(zhàn)巨大，但趙博士以身作則，從圖紙、財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)，到文檔、匯報(bào)，按時(shí)完成各個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)任務(wù)，遇到各種問題毫不退縮，為團(tuán)隊(duì)中的年輕人樹立了榜樣。

三、不斷創(chuàng)新是不斷超越的動(dòng)力

大家依稀記得2021年的冬春夏秋，共計(jì)240余天。按照系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，激光光束往須返傳播于相距500米的兩棟高樓樓頂。在這個(gè)距離上，厘米級(jí)直徑的激光光束須經(jīng)過室外大氣鏈路匯聚至微米量級(jí)直徑的光纖纖芯中，并且保持長(zhǎng)期穩(wěn)定，這好比在千米距離的高空向地面穿針引線。此外，風(fēng)和氣溫變化也會(huì)造成激光光束傳播擾動(dòng)，使激光對(duì)準(zhǔn)更加困難，原來光學(xué)實(shí)驗(yàn)普遍在超凈間進(jìn)行，從未在室外環(huán)境下嘗試，大家心里都沒底。

試驗(yàn)始于冬天，在那個(gè)寒冷的季節(jié)里，楊主任和文哲博士一馬當(dāng)先，夜以繼日地做試驗(yàn)。在室外自由空間激光傳輸試驗(yàn)中，陽光嚴(yán)重影響實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)調(diào)試，只能就從天黑開始試驗(yàn)，因?yàn)橹挥性谄岷诘囊雇恚拍芸吹綐?biāo)定光路所用的可見激光。在那段難忘的日子里，白天處理各種事務(wù)，晚上還要冒著嚴(yán)寒作試驗(yàn)。當(dāng)時(shí)正是寒冬臘月。晚上在室外作試驗(yàn)，不一會(huì)兒手就凍得生疼，我們就兩個(gè)人輪換著，堅(jiān)持不住了就回辦公室取取暖。

在巨大的體力消耗下，身體一向硬朗的楊主任，突然有一天吃飯的時(shí)候，豆大的汗珠冒出來，捂著肚子，他的健康亮起了警燈。大家趕忙給他送進(jìn)了醫(yī)院，原來是急性闌尾炎，做了手術(shù)。工作節(jié)奏太強(qiáng)了，大夫讓他好好臥床休息，他即使在病床上，放心不下的還是試驗(yàn)，楊主任還遠(yuǎn)程指揮。文哲博士由衷地說道：楊主任讓我看到了清華博士應(yīng)有的樣子，我真是打心眼里佩服。

四、歷經(jīng)無數(shù)次試驗(yàn)，終將獲得豐碩成果

吳博士和付博士，這兩個(gè)初出茅廬的小伙子迎難而上，他們每天時(shí)刻關(guān)注天氣變化，確保實(shí)驗(yàn)過程中天氣正常平穩(wěn)。“在實(shí)際操作過程中，意想不到問題層出不窮，任何一個(gè)細(xì)小的環(huán)節(jié)都對(duì)試驗(yàn)結(jié)果造成顯著的影響，”吳博士說道，“比如電梯運(yùn)行也會(huì)對(duì)試驗(yàn)產(chǎn)生影響，當(dāng)電梯啟動(dòng)之時(shí)光束就無法對(duì)準(zhǔn)保持?！毙』镒觽儾粩鄧L試，不斷調(diào)整，逐步找到問題關(guān)鍵所在，一個(gè)個(gè)地解決，最終試驗(yàn)獲得了成功。

難度最大的是找到紅外激光照射的位置，這可是個(gè)巧活兒。兩位小伙兒可是下了功夫，至少練了幾百次才找到手感。他們每天用對(duì)講機(jī)同步實(shí)施操作，在遠(yuǎn)端放置反射鏡，通過調(diào)整反射鏡的角度，大致找到激光光斑的位置。隨后，在進(jìn)行反射鏡精細(xì)調(diào)節(jié)時(shí)，吳博士與付博士拿著手機(jī)，打開視頻通話，通過拍攝500米外的激光光斑位置影像，調(diào)節(jié)反射鏡的角度。由于激光光束傳輸距離遠(yuǎn)，微小的反射鏡偏轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)都會(huì)引起激光光斑的顯著橫向移動(dòng)，因此反射鏡調(diào)節(jié)時(shí)施加的力道須要精確控制?！拔乙灿洸磺宓降鬃隽硕嗌俅卧囼?yàn)，不過最終掌握這個(gè)技巧，”付博士介紹道。

談到試驗(yàn)的艱苦歲月，吳博士和付博士由衷地說道：“那段日子雖然很辛苦，但是我接觸到了全新的學(xué)科領(lǐng)域，學(xué)到了很多書本上沒有的知識(shí)，收獲非常大。在實(shí)驗(yàn)成功的那一刻，我們都異口同聲地喊道：成了！成了！所有的努力沒白費(fèi)?！?/p>

這個(gè)團(tuán)隊(duì)年輕富有朝氣，有濃厚的學(xué)術(shù)氛圍。遇到不懂的技術(shù)難題，就不斷地查閱各種資料，互相討論。作為組長(zhǎng)的楊主任，當(dāng)組員遇到難題時(shí)候，他總是第一時(shí)間幫助解決，跟大家一起應(yīng)對(duì)。在大家心中，楊主任作為團(tuán)隊(duì)的領(lǐng)頭羊，無論是光學(xué)、電學(xué)還是機(jī)械，樣樣都是大拿，總是能將復(fù)雜問題解決。文哲博士說：“當(dāng)遇到瓶頸問題、思路不清晰時(shí)，他經(jīng)常給團(tuán)隊(duì)提出指導(dǎo)意見，鼓勵(lì)大家肯定能搞定。在他的指點(diǎn)下，很快就找到了解決方案?！?/p>

“每當(dāng)看到央視對(duì)我們所自研的星載原子鐘搭載在北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的專題報(bào)道，那種對(duì)前輩打破國(guó)外先進(jìn)技術(shù)封鎖，實(shí)現(xiàn)科技自立自強(qiáng)的“大國(guó)工匠”精神的敬佩之情，與身為203人的自豪感油然而生，更加堅(jiān)定了為航天科技努力奮斗的理想?！睏钪魅握f道 “他始終強(qiáng)調(diào)：核心關(guān)鍵技術(shù)必須要掌握在自己手里。我們看準(zhǔn)了超穩(wěn)激光、光頻梳、激光時(shí)頻傳遞方向，將在這些方向上持續(xù)深耕，以‘技術(shù)突破始于203所、發(fā)展于203所、成于203所’的信念，孜孜不倦、篤行致遠(yuǎn)，為建設(shè)世界一流軍工計(jì)量測(cè)試研究所貢獻(xiàn)自己的力量?！?/p>

（作者單位：航空科工二院203所）