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北京空间机电研究所空间激光探测专业总工程师郑永超

谈及专业问题,谈及目前的团队构建和未来的发展设想,北京空间机电研究所空间激光探测专业总工程师郑永超朴实平和的话语中,透露着无比的激情和自信。

近年来,北京空间机电研究所积极开展高端人才的引进工作。2011年,郑永超是北京空间机电研究所重点引进的高端人才之一。

刚进入北京空间机电研究所时,郑永超面对的是5个人的队伍和近乎为零的研究基础。但经过短短2年的发展,现在的团队已经有了相当规模,承担了多项国家重点工程任务,研制成功了多台套空间激光装置,不仅使北京空间机电研究所在空间激光专业实现了跨越式的突破,而且成为国内空间激光专业有重要影响的研究团队,创造了令国内同行惊讶的专业成长速度。

中国全面突破激光关键技术:成功研制大功率激光器

资料图:美国进行大功率激光束发射试验

艰苦中历练与腾飞

郑永超来自河南,1983年7月从成都电讯工程学院(即后来的电子科技大学)毕业后,被分配到当时的电子工业部(即后来的中国电子科技集团)下属中原电子技术研究所工作,长期从事激光技术及其应用、光电整机与系统工程研发工作。

激光是上世纪60年代最伟大的发明。激光因其独特的性能被广泛用于国家的经济、国防、民生、科研建设,发挥着重要的不可替代的作用。这为专注于技术报国的郑永超提供了广阔的发展天地。

刚分配工作时,郑永超所在的单位刚从山沟沟的基地搬迁到河南小城驻马店。当年刚20出头的郑永超意气风发,丝毫不喊苦、不喊累,把艰苦的环境当成了对自己的一种历练。多年后的今天,回忆往事,他对这段珍贵的经历依然记忆犹新,“艰苦是珍贵的人生精神财富”。

激光测距、激光定位、激光跟瞄、激光雷达等是激光技术应用的重要方向。郑永超孜孜以求、奋发努力、不畏艰辛,从最基础的工作做起,逐渐在行业内脱颖而出。在“九五”期间,郑永超主持完成了国内首台机载激光三维成像雷达研制,实现了国内激光雷达重大技术突破,填补了国家空白,被选为中国激光四十年标志性成果,推动了中国激光雷达技术进入快速发展的新时代。其后,他先后主持完成了十余项各应用领域的激光雷达研究研发项目,逐步奠定了其国内激光雷达和光电系统知名专家的学术地位。得益于长期涉足于多领域的高强度的科研工作和早期系统工程的训练,郑永超的专业技术能力、系统设计能力、工程经验、知识架构得到了快速提升,他的研究向更广阔、更前沿的领域拓展。激光技术在天基平台、临近空间、机载平台、机动平台上的应用,目标探测、激光与物质的作用和效应一体化等,都成为他研究的课题,在激光相控阵、合成孔径、相干测风等方面,他也收获了丰硕的研究成果。

同时,郑永超也在思考、探索激光技术的战略层面问题。他在国内较早关注到激光的空间应用问题,提出了建立空间激光专业概念,并主持研制成功了多个型号的空间激光载荷,是国内空间激光专业的倡导者和开拓者之一。他的学术观点和独到见解得到了国内同行的专家的高度认可。他提出的发展中国空间交会对接激光雷达的技术途径、发展策略、研究阶段等观点,成为指导我国空间交会激光雷达研制的重要文件。

多年的工作生涯中,郑永超先后担任了项目组长、专业组长、项目总师、研究部主任、研究所副总工、科技委主任、集团科技委委员等职务。同时,因其在中国光电子技术,特别是激光雷达和空间激光专业等方面的重要贡献,郑永超多次获得国家和省部级科技进步奖、荣获市劳动模范、五一劳动奖章、国务院特殊津贴等荣誉。

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早年间,郑永超就在开展激光雷达等方面的研究,并积累了丰富的经验,在业内已经形成了很好的影响力。与航天结缘,可谓是水到渠成。

国家载人航天工程启动后,专家组了解到国内也有人在做激光雷达研究,就开始考虑是否可将激光技术应用于飞船交会对接。郑永超进入了专家组的视野。为此,郑永超曾多次向工程总师等领导汇报空间交会对接激光测量雷达技术和相关方案。1998年起,郑永超开始了我国空间交会对接激光雷达的任务论证,并主持完成了我国神舟飞船交会对接激光雷达方案论证与设计、关键技术攻关、原理样机和工程样机研制、型号样机研制。在神舟飞船(八号、九号、十号)与天宫一号的交会对接任务中,激光雷达发挥了重要作用。

2001年,郑永超承担了我国实践七号卫星主载荷即卫星激光探测系统的研制任务。郑永超肩负使命,勇于担当,迎难而上,组织了近百人的队伍进行攻关。

“航天型号产品的研制,对细节的追求、对技术深层次的要求都非常高,对可靠性的要求近乎完美。需要每个人员都怀揣奉献、协作、包容的心,没有特别能吃苦、特别能奉献、特别能攻关、特别能战斗的精神,是干不出来的。”郑永超说,这次任务给了他自己学习、练兵的机会。

任务研制刚开始时,郑永超所负责的部分总是落后。但郑永超不气馁,而是咬牙扛着。这种拼搏精神感染了整个团队,也感动了机关领导和总体单位。在卫星总体单位的指导帮助下,到任务后期,郑永超已经后来居上,保证了型号研制任务的圆满成功。一位高层首长在庆功会上用“一步登天”评价这一壮举。实践七号卫星虽然设计的寿命要求是3年,但事实上,目前这个卫星还在天上服役,远远超出了设计寿命期限。

为了“光泽天地”

2011年5月,郑永超作为高端人才之一,被引进到北京空间机电研究所。

北京空间机电研究所是我国最早从事空间技术的研究单位之一,也是我国空间光学载荷的专业和主导力量。研究所集设计、制造、总装、试验、测试于一体,致力于航天器回收着陆技术、空间光学遥感技术、火工装置技术、空间激光探测技术、航空光学遥感技术、复合材料结构成型技术的探索与研究,为国民经济建设、国防建设,以及为实现中华民族腾飞的梦想都作出了重大贡献。

激光技术从出现以来,将其应用于空间活动就成为发展的重点方向。“中国也应该尽快发展这项技术。”郑永超意识到,随着我国航天事业的深入发展,航天激光技术必将担当不可或缺的重要角色,在许多科研和工程任务中,空间激光技术是唯一手段,空间是激光发挥威力的最佳场合。开展这方面的研究,是航天人绕不开去的一个问题。“激越梦想,光泽天下”,这是郑永超和他的团队对中国航天激光事业发展的愿景。

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事实上,北京空间机电研究所也是国内最早开展空间激光专业探索研究的单位。“八五”期间,研究所率先在国内开展了星载激光应用效应研究,建立了相应的试验系统,取得重要阶段成果。“九五”期间,开展了星载激光雷达技术研究。“十五”期间,由研究所与外方合作研发的卫星测绘系统激光测高仪实现了中国星载激光测高零的突破,开创了中国星载激光测距的先河。“十一五”期间,研究所承研了国内下一代星载激光测距系统。激光主动探测与可见光、红外图像探测融合处理,极大地拓展了空间光学遥感的能力,使空间光学遥感如虎添翼,是空间光学遥感技术重要的发展方向。如今,郑永超的到来,使得北京空间机电研究所在航天激光研究方面实现了新的提升。

“北京空间机电研究所已形成一个完整的体系,高效协作,保障了各个型号的成功研制。同时,研究所多年来在空间光学技术的雄厚基础和工程经验,是我们发展空间激光的最有力支持”。郑永超深有感触。

如今,研究所空间激光专业呈现突飞猛进的发展势头,研制的激光辐射器将随月球车登陆月球,在我国首次月球之旅中担当重任;承研的星载激光测绘系统等将在国家经济建设、环境保护、国防安全等领域发挥重要作用。预计在接下来的三年里,研究所每年都会有相关激光载荷上天。

短短的两年时间,郑永超的团队已经成为国内空间激光行业最有竞争力的强手——他们全面突破掌握了空间激光系统的关键技术,成功研制星载高可靠长寿命大功率激光器,大口径激光光学技术、力学热学分析与管理技术国内领先,微弱激光信号检测技术指标达到国际同类产品先进水平,空间激光信息处理能力国内先进。“我们现在所承担的任务量,运行课题的经济规模,承担的任务的水平都是一流的。”郑永超信心满怀。依托中国空间技术研究院“激光信息感知技术”开放实验室,联合国内外高校和研究机构,他已经带领团队在合成孔径激光雷达、基于光子探测的阵列激光雷达等前沿技术方面开展了研究。

团队发展要广纳贤才

2011年刚进入北京空间机电研究所时,郑永超的团队仅有5个人,可以说几乎一切都是从零开始的。但如今,团队已经发展到了一百多人。而郑永超希望未来能够达到更大的规模。

“我们是广纳贤才,既有社会招聘的人才,也有学校刚毕业的学生。目前团队的平均年龄30岁左右,一半以上是博士生。”郑永超的团队建设思路,与北京空间机电研究所整体的人才发展战略不谋而合。近年来,该所人才引进不断进取得成绩,人才储备总量大幅提升,整体素质明显提高,年龄结构普遍优化,学科建设进展良好,学术梯队建设逐步完善,科研创新能力普遍增强,为我国航天事业发展提供了巨大的动力。

在高校毕业生人才引进方面,研究所以学生的全方位综合素质及未来发展潜力为最主要衡量指标,通过所人力资源部门大范围面试甄选,以及提前联系目标学校的目标院系里的优秀学生,有针对性地选择适合所未来发展的新生力量。

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在社会成熟人才引进方面,研究所积极扩展人才信息获取渠道,通过社会网络、与高校在专业领域合作,积极调研相关领域人才结构和人才能力,引进成熟人才为所服务。在高端人才引进方面,研究所积极开拓渠道,主要依托于国家和上级单位的一些人才引进政策,例如千人计划等有针对性地引进相关领域高端科技人才。

人才是企业发展的基础与根本。随着成熟人才的引进工作的开展,一批业务能力强、工作经验丰富的人才走上了研究所各相关岗位。在激光、光学加工等领域引进副高级以上人才多名,这些高端人才担任了主任、副主任、设计师等技术骨干职位,为研究所在这些领域工作的开展起到了先锋带头甚至中流砥柱的作用。

“我们的团队成长很快。”郑永超说,“我的希望是在团队中能真正培养出一批专家来,这些专家要在各个层面,尤其是在行业的顶层发出具有战略性的声音。”美俄震惊:中国军方新激光器 全球仅中国能造

由中科院承担的深紫外固态激光源系列前沿装备日前通过验收,我国成为世界上唯一能够制造实用化深紫外全固态激光器的国家。

“这是我国自主研发高精尖仪器的一个成功范例。”9月6日,由中科院承担的国家重大科研装备研制项目——“深紫外固态激光源前沿装备研制项目”通过验收,验收委员会给出了如是评价。

该系列前沿装备中的深紫外非线性光学晶体与器件平台、深紫外全固态激光源平台,以及基于这两个平台研制的8台新型深紫外激光科研装备各项既定目标全面完成,使我国成为世界上唯一能够制造实用化深紫外全固态激光器的国家。

中科院院长白春礼表示,该项目是中科院相关研究所和科学家在长期科研工作积累的基础上,协同攻关、自主创新取得的重要成果,也是中科院近年来“致力重大创新突破、服务创新驱动发展”的具体体现。

开启深紫外时代

项目从一个晶体开始。

这是一种名为氟硼铍酸钾(KBBF)的晶体。上世纪90年代初,在发现硼酸盐系列非线性光学晶体后,中科院院士陈创天的研究团队经过10余年努力,在国际上首先生长出大尺寸KBBF晶体。

KBBF晶体是目前唯一可直接倍频产生深紫外激光的非线性光学晶体,是在非线性光学晶体研究领域中,继硼酸钡、三硼酸锂晶体后的第三个“中国产”非线性光学晶体。

深紫外非线性光学晶体问世后,如何将其研制成实用化、精密化激光源,则成为一个棘手的问题。

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KBBF晶体是层状结构,难以切割,而要做到深紫外倍频又必须切割。为此,陈创天携手激光技术专家、中国工程院院士许祖彦,开始摸索解决办法。

“当时中国大陆还没有这方面的实验装置,我们不得不跑到香港科技大学,借用他们的实验室。”许祖彦回忆说,两个人窝在实验室里,每天工作到深夜一两点,终于搞出了KBBF棱镜耦合器件。

该器件在国际上首次实现了1064nm激光的6倍频输出,将全固态激光波长缩短至177.3nm,首次将深紫外激光技术实用化、精密化,并已获中、日、美专利。 之后两人密切配合,在国际上首次实现KBBF晶体倍频输出深紫外激光,并最终发展出实用化的深紫外固态激光源(DUV-DPL)。

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