yobo体育app

yobo体育app:《光学在复旦》— 我知道的复旦光学学科一些往事

发布时间:2012-04-06 

             《光学在复旦》— 我知道的复旦光学学科一些往事

 

                                                     王文澄
我是19559月进入复旦大学物理系读书的。当时复旦物理系光学学科的教师实力是很强的。早在1954年复旦物理系就建立了光学教研组,主任是周庆教授,他于1955年就当选为中国科学院数理学部的学部委员;教研组包含有叶蕴理教授及章志鸣、周雄豪和毛清献三位讲师。在1955年全系迎新大会上,就是周同庆教授给我们入学新生作了报告。我还记得他说的一件往事:他在美国普林斯顿大学攻读博士学位期间(19291933),了解掌握了高电压电源技术,这为他后来在复旦带领方俊鑫、华中一及蔡祖泉研制x—光管时发挥了作用,并于1953年研制成功中国第一支医用x—光管。他对我们说;“要重视实验,要仔细观察实验室中的各种设备”。1955年之后,复旦物理系光学教研组每年都有校青年教师补充进来,并开始建立专门化实验室。1958年“大跃进”年代,复旦大学党委发动全校师生大搞科研,光学教研组初步形成两个研究方向—周同庆领导的光谱学研究和叶蕴理领导的红外辐射及探测研究。也是在1958年,复旦建立了一个以方俊鑫为主任的直属于校科研处的晶体生长实验室。该实验室经过几年建设后,先后生长出大块的磷酸盐(ADP、KDP)晶体,红宝石晶体、氯化亚铜晶体及钛酸钡晶体等,为后来的晶体光学性能研究和电光调制器研制从材料上作了准备。
1960年夏,我们这一届(复旦第一届五年制)本科生毕业,我被留校分在固体物理教研组当助教,并成为以方俊鑫为首的电介质晶体物理研究组的一员,开始参加晶体光电性能的研究工作。就在我毕业的这一年,国际科技界出现了二十世纪最重要的科技发明之一—第一台红宝石激光器,第二年(1961)国际上又报导了第一台氦—氖气体激光器研制成功。在这样的背景下,我校光学教研组的章志鸣、李富铭、朱昂如等教师从1962年开始进行气体激光器及多层介质高反射率膜的研制工作,于1964年初研制成功我国高校第一台氦—氖气体激光器;其后相研制成功了氦—氙气体激光器、氦—汞气体激光器及氩弧气体激光器等。在这几年中,电介质晶体物理教研组的教师在方俊鑫带领下积极进行KDP电光调制器及氯化亚铜晶体红外光调制器的研制工作,并于1965年校庆之前研制成功两套光通信演示系统:(1)氦—氖激光KDP调制两路信号光通信演示系统;(2)氦—氙激光氯化亚铜晶体红外光通信演示系统。上述这些激光器及光通信演示系统在当时国内处于领先的科研成果,于196510月送往北京在“高教部直属高校科研成果展览会”上展出。送往这一展览会上展出的复旦展品还有以蔡祖泉为首研制成功的各种新型电光源(如大功率高压汞灯、钠灯等)及以华中一为首研制成功的高灵敏度电离真空等产品。在该展览会上复旦的展品有声(光通信演示)有色(各种激光不同颜色),给参观者留下非常深刻的印象,当时有人称赞说“复旦大学是一所光的大学”。在各个高校中复旦的成果是名列前茅的。该展览会至19664月结束,参观者都是全国各部委的科技人员、各级领导及部分国家领导人(如朱德、邓小平等),本来周恩来总理也计划来参观,后因“文革”爆发而未能实现。这次展览会是对各个高校科研成果的检阅,也展示了我们复旦物理系光学学科的实力。遗憾的是“文革”爆发阻止了这一强有力的研究势头。
1966年,“文革”爆发后,复旦各系科全面停课搞运动,原有的教学与科研工作都停止下来。196610月下旬,原物理系党总支曾组织少数教师搞一些军工部门下科研任务,如“30公里大气传输光通信”项目等。后来军宣队和工宣队先后进驻复旦,全系教师按班排连编队,就成立了“科研排”。我本人曾在“科研排”内工作一段时间,参加“红外电光调制器”的研制工作,但不久之后就被调离了“科研排”。提出“复课闹革命”口号之后,工、军宣队把物理系部分教师编入“光学排”,主要进行若干激光器(如小型HeNe激光器、CO2激光器及GaAs半导体激光器等)的研制和小批量生产工作。到1970年间又把“光学排”改为“光学工厂”,并成立了光学系,属一个单位两块牌子。与此同时,1970年由物理系、物理二系及化学系抽调部分教师成立了“7051科研组,分成三个小组从事包括液体激光器,气体激光器和核激光器在内的大功率激光器的研制工作。“7051科研组的成立大大加强了复旦从事激光研究的实力,他们于1974年研制成功中国第一台染料激光器,只比国际上第一台染料激光器晚了约两年时间。“7051科研组于1976年并入光学系,这时光学系激光组的教师和职工人数曾达五、六十人,他们来自原物理系的光学、固体物理、真空物理、理论物理等专业及化学系和物理二系的教师,形成为一支有一定规模的研制激光器和相关单元器件及其应用的科技队伍。到“文革”后期,上海市科委也下达了一些科研项目,如“测量空气中污染物的激光雷达”,“激光全息汉字发生器”等。我本人就参加了“激光全息汉字发生器”项目中“声光偏转器”的研制工作,这个项目的演示系统曾于1975年在上海市电子展览会上展出过。
1976年,“四人帮”被打倒,“文革”动乱结束。1978年我国开始实行改革开放政策,我们复旦光学学科与全校其它学科一样迎来了新发展的春天。就在这一年光学系撤销,光学学科全体教工回到物理系;也是在这一年,我校成立了以谢希德教授为所长的复旦大学现代物理研究所,所内设有章志鸣为主任的激光物理研究室和以方俊鑫为主任的固体光学研究室(1980年方俊调离复旦到上海交大,该室并入激光物理研究室)。这一年开始,复旦物理系激光物理研究室的研究方向作了调整,从以研制激光器及有关单元器件为主转向以激光为手段去研究光与物质相互作用各种光物理问题等基础研究为主。在研究经费上,1978年之前经费很少,最困难时整个研究室一年内只有约两万元人民币的研究经费。1978年后经费逐步增加,八十年代开始整个研究室从国家自然科学基金、863计划、各部委及上海市科委申请的经费也逐步增加。也是在1978年,我们激光物理研究室开始招收研究生(78级招8名硕士生,79级招12名硕士生),这些研究生及以后各届招收的研究生为光学学科发展做出了重要贡献。研究生们与教师一起日夜工作在实验室,使学科的科研水平有较大提升,复旦光学学科在国内的学术地位明显上升。复旦光学学科的两位老教授(周同庆和叶蕴理)由于身体原因较早停止了学术上活动,因此在1981年全国评第一批博士点的时候复旦光学学科不是博士点,只评上了硕士点。19839月间国际激光会议在我国广州市举行,参加这次国际激光会议的外籍学者有100多人。复旦激光物理研究室有十几位教师参加了这次会议,在会上复旦有十位教师作了口头报告(用英语),给国内外同行留下了深刻的印象。在这次广州国际激光会议背景下,1984年我们复旦光学学科顺利地被批准为博士点,章志鸣教授被批准为复旦光学学科点的第一位博士生导师。到了上世纪八十年代后期的1988年,复旦物理系的光学学科与凝聚态物理、理论物理和物理二系的核物理同时被评定为国家重点学科。也是在1988年,由复旦大学与大连理工大学联合组建“三束材料改性国家重点实验室”。激光物理实验室是该国家重点实验室一部分,这又为复旦光学学科的发展创造了更好的条件。
1978年改革开放后,来复旦进行学术访问的国外学者逐年增多,每年都有许多国外学者来我所在的激光物理实验室参观访问。在这里我想一下诺贝尔物理学奖获得者美国哈佛大学物理系布洛姆伯根(N. Bloembergen)教授对我们实验室的三次访问的情况。他作为美国科学代表团成员之一于1978年第一次访问了我校物理系和物理二系,参观了若干实验室。回美国后这个代表团于1980年出版一本书“现代中国的科学”。他在这本书中到“复旦大学于1974年研制成功中国第一台染料激光器”。19875月布洛姆伯根教授第二次访问复旦,这次他仔细参观了位于光学楼的激光物理实验室,当时每个参观房间内都是由研究生用英语给他做介绍,给他留下深刻的印象,回国后他在一份面总结中说:“复旦大学的光学专业组是中国最好的大学专业组”。就是在这次访问中,当时复旦大学华中一校长授予他复旦大学名誉教授称号。19948月间,布洛姆伯根教授在香港参加了学术活动后,第三次访问复旦大学,在我校作了题为“激光与材料相互作用”的学术报告,当时校长杨福家教授设宴招待。这里我还想一下198211月间以康乃尔(Cornell)大学的汤仲良(C.L.Tang)教授为团长的美国量子电子学代表团对我们激光物理实验室的参观访问,我记忆中,这次参观很仔细,当时我们每个房间都用英语张贴实验装置和结果,他们看了每个实验室,还作了笔记。回美国后汤仲良教授在一份书面报告中称:“对复旦大学激光物理实验室所进行的工作留下了深刻的印象,其研究气氛与美国同类实验室相当,一些研究已达到相当水准”。
    改革开放之后,我们激光物理研究室在复旦举办了三次全国性的激光物理专题讨论班。197911月至12月间,我们学科受国家教委的委托,在我校举办了为期四周的“全国激光物理讨论班”,我室的李富铭、王兆永、陈叔琦及陈凌冰四位老师担任主讲,全国各主要从事激光工作的单位都派人参加。19846月至7月,在复旦校园内举办了“非线性光学专题讲习班”,由美国伯克利加州大学的沈元壤(Y.R.Shen)教授主讲他刚编写好“The principle of Nonlinear Optics”一书的主要内容,上午由沈教授讲课,下午听课者分头讨论,全国来听课者多达近300人。也是在这一年的10291110,在我校举办了“中法联合激光及其应用”研究讨论班。出席讨论班的法国学者有以法国综合技术学院的C.Flytzanis为团长,包括法国居里大学、固体物理研究所、国立电信中心等单位多位知名学者,我国各主要从事激光研究的单位代表90余人参加了讨论班。这三次在复旦举办的讨论班为提高我国从事激光领域的科技人员的学术水平发挥了很好作用,也提高了复旦光学学科在全国同行里的知名度和影响力。这三次讨论班的主要组织者是时任复旦大学物理系激光物理研究室主任,并担任中国光学学会常务理事及副秘书长的章志鸣教授。
    1978年开始,复旦的光学学科所在的实验室名称为“激光物理实验室”,对外名称为“Lab of Laser Physics and Optics”。1988年之后,这个实验室就成为“三束材料改性联合国家重点实验室”的一部分。改革开放初期,实验室的绝大部分实验设备都是国产的,相当部分是由教师和研究生自己动手建立起来的。后来国家的投入加大,实验室也开始进口国外的设备。我记得国家对我们这个实验室有三次较大力度的投入,使实验室设备水平有三次飞跃。第一次投入是在1983年,本学科争取到世界银行贷款30万美元,利用这笔贷款,首次进口了两台国外激光器(YAG染料脉冲激光器和YAG膜皮秒激光器)以及相关测量弱光信号的电子仪器,这些设备为培养研究生和发表高水平论文成果起了很大作用。当时每台激光器周围都有三个以上课题组做实验,日夜轮流使用激光器,使用效率很高。第二次大投入是在1988年,作为“三束改性国家重点实验室”的一部分得到实验室建设费350万元人民币(外汇额度为65万美元),用这笔钱实验室购买若干新的大型设备(包括材料制备设备,激光器及测试仪器)。第三次大投入是在1997年至2000年间,本学科作为“211工程”建设的一个重点学科,得到国家计委的建设经费550万元人民币和上海市建设费128万元人民币。这次投入主要用于进口一批关键设备(如德国光刻机、飞秒激光器等)。同时把光学楼实验室进行了改建,建立100m2的超净实验室作为光波导及光子学器件制备实验室,拓宽了学科的研究方向。
    俗话说:“有投入就有产出”,作为一个学科,它的产出就是培养一批又一批的本科生和研究生,同时也取得了相当数目的科研成果。据我知道,我们光学学科从1977年至2000年获得上海市、国家教委及国家级科技奖励共有33项。在这里我想介绍以下几项成果: (1)李郁芬教授领导的科研组早在1974年研制出中国第一台染料激光器,这比国际第一台染料激光器只晚了约两年的时间,这项成果于1977年获得上海市重大科技成果奖;(2)以陈良尧为第一完成人的项目—波长扫描和入射角可变全自动椭圆偏振光谱仪于1994年获得上海市科技进步一等奖,并于1995年获得国家级科技进步三等奖;(3)以叶衍铭为第一完成人的项目—染料激光眼科治疗仪于1996年获得国家级技术发明三等奖。除了获奖的个人项目外,我所在的激光物理研究室自1977年至1990年在科研上有突出表现,曾先后十七次获得上海市和国家教委的科技奖励,经学校推荐上报,于199012月获得国家教委和国家科委联合颁发的“全国高校科技工作先进集体”称号。
 在我退休之前,我所在的光学学科点经历了三次全国性的学科评估。1988年全国高校第一次评选国家重点学科,复旦物理系的光学、凝聚态物理、理论物理和物理二系的核物理一道被评为国家重点学科,这是复旦物理学科实力的一次检阅。1992年国家教委组织对全国博士点进行评估,复旦光学博士点的评估结果位居全国第三名(第一名为中科院上海光机所,第二名为中科院物理所),实际上复旦光学学科位居全国高校第一名。第三次评估是在2002年国家教委对全国高校的重点学科再次进行评。峁砻鞲吹┕灿40个学科榜上有名,物理类的光学、凝聚态物理和理论物理一起再次入选国家重点学科,复旦光学学科在这次评选中仍位居全国高校前列。
上世纪九十年代初开始,世界上许多工业先进的发达国家纷纷提出发展信息高速公路计划,大力发展光纤通信技术和互联网技术,预示着全球性信息技术革命的到来。有人预测二十一世纪将是信息化世纪,在这种国际性大背景下,复旦大学早在1994年制定的“211工程”学科建设规划中,就提出了建设“信息科学与工程学科群”的规划。在这一学科群中包含了光学学科。为了适应我国国民经济与社会发展对人才培养的需要,复旦校领导于2000年决定成立yobo体育app,在这个学院内设立了光科学与工程系。我们激光物理研究室的大部分教师,于200010月开始从编制上划归光科学与工程系,但还是属于物理一级学科的光学学科。与此同时,国家教委允许有条件高校可以设立“光信息科学与技术”专业,为国家培养高层次光信息科学与技术人才。第二年光科学与工程系就申请设立这一新专业并获得批准。光学是一门面很广的学科,除了属于物理学科中的光学外,还有与各种高新技术紧密关联的光学工程(一级)学科。光科学与工程系的成立为复旦光学学科发展提供新的机会。我希望复旦大学领导能继续给予复旦光学学科以关心和支持;我也希望仍在物理系的光学学科和yobo体育app光科学与工程系的同事们,继续发扬奋发图强和百折不挠的精神,为复旦大学光学学科的高水平发展做出更大成绩,培养出更多优秀的人才。
2012年是复旦物理系建系60周年,我本人在复旦物理系读书五年、工作了四十年(19602000),也想以此文来纪念复旦物理系建系60周年。
 
                             作者:王文澄 光科学与工程系教授(退休)
                                        1955级系友 原物理系系主任
yobo体育app-yobo手机下载app