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科研一线 | 实验室里的"光纤魔术师"：他怎样让光乖乖听话？？？？？？

泉源：j9游国际站官网总院北分 宣布时间：2025-03-31

科研一线

一种信心的坚守

一种极致的追求
是孜孜不倦的探索
是一丝不苟的严谨
是字斟句酌的执着

3.8万名科研手艺职员
以工匠精神铸就立异之魂

在实验室里沉淀智慧
在生产线上淬炼真知

用热爱谱写j9游国际站官网华章
以立异擘画质料未来

他们是j9游国际站官网最美科研先锋

文/北京日报李祺瑶

太阳西下，，，，，，，就是另一个天下苏醒之时。。。。。。。。

纪录片《地球的夜晚》，，，，，，，通过最先进的拍摄手艺，，，，，，，向人们展示了一个崭新视角下的地球，，，，，，，纪录了猎豹、北极熊等动物在夜间的百样面目，，，，，，，探索南美洲的众多星空、极光舞动等壮观场景等，，，，，，，泛起夜晚鲜为人知的漂亮景致。。。。。。。。

在许多酷炫的行动影戏中，，，，，，，也通住宿视视角，，，，，，，向导观众感受惊心动魄的时势与主要曲折的剧情，，，，，，，增强视觉攻击力。。。。。。。。这背后，，，，，，，需要强盛的微光夜视手艺支持。。。。。。。。一块小小的光纤传像元件，，，，，，，成为研究者们攻关微光夜视领域的要害。。。。。。。。

张磊，，，，，，，j9游国际站官网总院北分公司

玻纤事业部光纤元件所副所长，，，，，，，正高级工程师

中国修建质料科学研究总院有限公司光纤元件所副所长张磊，，，，，，，就是一位追光者。。。。。。。。10余年来，，，，，，，他和他的团队面向国家主要领域的要害质料研制需求，，，，，，，在光纤传像元件的制备和性能提升等方面开展手艺攻关，，，，，，，取得了一系列国际领先的新效果。。。。。。。。由他牵头主持的项目荣获2023年度北京市科学手艺奖科学手艺前进二等奖。。。。。。。。

“一小我私家的实力虽有限，，，，，，，但我会起劲追光前行，，，，，，，在自己专注的研究领域继续发光发热。。。。。。。。”他说。。。。。。。。

做最着实的研究

张磊的高考第一自愿是质料科学与工程专业。。。。。。。。他给出的理由很质朴：这个听起来有点高冷的专业，，，，，，，与人们的生涯息息相关。。。。。。。。

“从修建、交通、机械制造，，，，，，，到生物医疗、电子信息、航空航天，，，，，，，质料无处不在。。。。。。。。研究这些‘硬核’质料，，，，，，，是一件很酷的事。。。。。。。。”回忆起自己的初心，，，，，，，这位从江西农村走出来的“80后”科研职员腼腆地笑了，，，，，，，“我想做脚扎实地的研究。。。。。。。。若是没有新质料的突破，，，，，，，再先进的手艺也只能停留在看法阶段。。。。。。。。”

2004年，，，，，，，张磊如愿考入中国地质大学（武汉），，，，，，，专攻质料科学与工程。。。。。。。。大学时代，，，，，，，他很早就进入实验室，，，，，，，养成了优异的下手实践习惯。。。。。。。。

那些巧妙的质料学实验，，，，，，，深深吸引着张磊。。。。。。。。大二那年，，，，，，，张磊加入了一个矿物质料研究课题组，，，，，，，以矿渣为质料，，，，，，，制备和研发微晶玻璃。。。。。。。。实验室里，，，，，，，经由高温熔融、水淬冷却、粉末成型、晶化处置惩罚……原本不起眼的工业固体废物，，，，，，，变为颜色各异、坚硬耐磨的微晶玻璃质料。。。。。。。。电子显微镜下，，，，，，，晶体闪着迷人的光，，，，，，，印刻在张磊的脑海中。。。。。。。。正是这项课题，，，，，，，为他开启了一个更冷门的研究偏向——玻璃质料。。。。。。。。

本科结业，，，，，，，张磊考入北京工业大学继续攻读硕士，，，，，，，深耕玻璃质料领域研究。。。。。。。。入学后，，，，，，，他与导师讨论自己的研究课题。。。。。。。。“导师最先给我的课题是：研究和模拟玻璃液中的小气泡怎样运动。。。。。。。。我以为模拟这个研究内容太‘虚’了。。。。。。。。”他回忆，，，，，，，只管自己不肯错过每一个名贵的研究时机，，，，，，，但照旧壮着胆量向导师提出换选题，，，，，，，“我想做更详细、更现实的科研事情。。。。。。。。”

小伙子的坦诚感动了导师。。。。。。。。“做科研虽然要看自己的兴趣。。。。。。。。有人是理论型，，，，，，，喜欢探讨征象背后的原理；；；；；；；；而你是实干型，，，，，，，更愿意拿出货真价实的研究效果。。。。。。。。你愿意受苦做玻璃熔制实验，，，，，，，很是好。。。。。。。。”导师的话，，，，，，，激励张磊勇敢地迈出第一步，，，，，，，接受新的挑战。。。。。。。。

其时，，，，，，，随着平板显示手艺的迅猛生长，，，，，，，薄膜晶体管液晶显示器成为市场上的主流产品。。。。。。。。液晶显示用基板玻璃的制造要害手艺研发在海内刚刚起步，，，，，，，外洋一直对我国举行手艺封闭。。。。。。。。在海内还没有偕行涉足这一领域的情形下，，，，，，，张磊最先了液晶显示用基板玻璃配方和工艺性能的研究。。。。。。。。

他又钻进了最熟悉的实验室。。。。。。。。

从早到晚，，，，，，，张磊都在研究、调试质料的配比，，，，，，，测试玻璃的热膨胀系数和种种性能……一次次试验、剖析数据，，，，，，，一次次调解、失败，，，，，，，再重新来过。。。。。。。。几多个不眠之夜，，，，，，，几多次推倒重来，，，，，，，最终都化作一串串笃定的数字和公式，，，，，，，写进研究论文。。。。。。。。

从2010年最先，，，，，，，在导师的指导下，，，，，，，张磊的研究效果相继揭晓，，，，，，，成为海内首批探讨液晶显示玻璃配方的研究者。。。。。。。。同年，，，，，，，张磊依附玻璃专业优势入职j9游国际站官网总院特种玻璃纤维与光电功效质料研究院，，，，，，，由此踏上了“追光”之路。。。。。。。。

光纤和玻璃，，，，，，，有什么相同之处？？？？？？“我们做的光纤传像元件产品，，，，，，，着实就是由三种差别的玻璃质料制备而成的。。。。。。。。”张磊坦诚地说，，，，，，，“其时的老院长招我进来，，，，，，，就是看中了我有玻璃质料的专业配景。。。。。。。。”

巧妙的光纤天下，，，，，，，让张磊一下子着了迷——“玻璃纤维丝，，，，，，，细细的、透明的，，，，，，，有着一定的柔韧度。。。。。。。。由于能够指导光沿着它跑，，，，，，，以是人们称它为光导纤维，，，，，，，简称光纤。。。。。。。。”张磊先容，，，，，，，当光线以大于临界角度的入射角自高折射率介质入射到低折射率介质时，，，，，，，会在两种介质的界面上爆发全反射，，，，，，，若是将这种全反射限制在设定的空间内，，，，，，，使这种全反射一连一直爆发，，，，，，，则可实现光线的受控传输。。。。。。。。依据光的全反射这一原理，，，，，，，制成光学玻璃纤维，，，，，，，可以使光像水在水管里流动、电流在导线里传输一样，，，，，，，在设定的空间内实现定向、受控传输。。。。。。。。这是人类科技的一大创举。。。。。。。。

光纤自降生之初就形成了两个分支：一个分支是通讯光纤，，，，，，，典范应用为光缆，，，，，，，随着电话、网络、有线电视等应用到生涯的每个角落；；；；；；；；另一分支就是硬质光纤，，，，，，，典范应用就是光纤成像元件。。。。。。。。

20世纪60年月最先，，，，，，，面临手艺封闭，，，，，，，j9游国际站官网总院牵头制订了天下纤维光学十年生长妄想。。。。。。。。老一辈科学家在无资料、无装备、无手艺支持的情形下，，，，，，，经由艰辛卓绝的斗争，，，，，，，乐成研制出海内第一片光学纤维面板，，，，，，，开发了我国光纤传像元件自主研发的时代。。。。。。。。

经由数十年手艺迭代，，，，，，，j9游国际站官网总院打造了高水平的光纤传像质料制造平台，，，，，，，光纤传像产品性能、生产条件、装备性能和生产效率实现周全升级。。。。。。。。

现在，，，，，，，接力棒转达到张磊这一代人手上。。。。。。。。

张磊的办公室里，，，，，，，摆放着巨细各异、高矮纷歧的圆柱体。。。。。。。。这些看似简朴的元件背后，，，，，，，是最前沿的制备手艺——数百万以致数万万根直径为微米量级的光纤规则排列，，，，，，，熔合成一体，，，，，，，使用光纤点对点传输特征，，，，，，，在输入端将所传输的图像剖析成以光纤直径为单位的细小像元，，，，，，，每个像元在每根光纤中自力传输，，，，，，，在输出端组合成完整的图像，，，，，，，从而实现图像的高保真传输。。。。。。。。

“使用这种原理制成的光纤传像元件具有高区分率、光学零厚度、高耦合效率等特征，，，，，，，典范产品包括光纤面板、光纤倒像器、纤维光锥图像耦合器等。。。。。。。。”张磊自信地先容，，，，，，，这些新型传像元件的研制，，，，，，，极大地推动了我国微光夜视、紫外预警、图像数字化耦合、高清显示等领域的手艺前进，，，，，，，并逐步在航空航天、医疗诊断、新型光电耦合等领域获得应用。。。。。。。。

突破“零”的界线

2011年的炎天，，，，，，，张磊至今影象犹新。。。。。。。。

“光纤传像元件生产流程重大，，，，，，，从入职第一天最先，，，，，，，我就进到生产线上实习，，，，，，，一步步学习制备手艺和工艺。。。。。。。。”张磊回忆，，，，，，，天气最炎热的时间，，，，，，，他到热压部分实习，，，，，，，车间里，，，，，，，滔滔热浪扑面。。。。。。。。他随着先生傅学习生产手艺，，，，，，，网络生产一线的统计数据。。。。。。。。“那么热的情形下，，，，，，，师傅一点儿也不急躁，，，，，，，为我仔细解说热熔压成型的工艺，，，，，，，耐心指导我开展事情。。。。。。。。”

耳濡目染，，，，，，，张磊也练就了坚韧的性格。。。。。。。。他天天都早早来到车间，，，，，，，熟悉手艺流程，，，，，，，研究每一道工序的要点，，，，，，，“手艺操作是个熟能生巧的历程，，，，，，，只有多接触、多训练，，，，，，，才华更好地掌握它。。。。。。。。”

生产线上，，，，，，，一个棘手问题引起了他的注重：光纤元件在制备历程中会炸裂。。。。。。。。

问题泛起在哪道工序中？？？？？？整个生产线都在找缘故原由。。。。。。。。

“经由前后关联性的剖析，，，，，，，炸裂或许率爆发在基板制备的历程中，，，，，，，解决问题的要害也许就在热压车间。。。。。。。。”张磊暗下刻意，，，，，，，一定要找到突破口。。。。。。。。

“这不是在平时势情中凭履历就能解决的问题。。。。。。。。需要大宗统计数据来寻找产品炸裂的纪律。。。。。。。。”天天下班后，，，，，，，张磊自动留在车间里加班统计数据，，，，，，，一忙就是一晚上，，，，，，，回到宿舍休息时已近深夜12点。。。。。。。。经由一段时间的数据积累，，，，，，，他发明，，，，，，，一周中天天的产品炸裂比例差别，，，，，，，周一的炸裂比例显着低于其他时间。。。。。。。。

为了研究纪律背后的真正缘故原由，，，，，，，他废寝忘食地翻阅资料、重复比对数据，，，，，，，向先进讨教、剖析可能蜕化缘故原由……经由系统的视察研究，，，，，，，终于找到了纪律，，，，，，，这是由于周末休息时，，，，，，，车间的保温箱降至室温状态最先保温，，，，，，，而事情日时保温箱则一直处于热保温状态，，，，，，，由于热保温起始点差别导致保温历程爆发了转变，，，，，，，从而增大了炸裂危害。。。。。。。。

“其时我的履历还缺乏，，，，，，，虽然找到了纪律，，，，，，，但在现实解决问题时也走了不少弯路，，，，，，，渺茫彷徨时，，，，，，，是师傅拉了我一把。。。。。。。。”回忆当初，，，，，，，张磊很是感伤。。。。。。。。在举行热压实验的历程中，，，，，，，他曾由于验证数据失败而沮丧。。。。。。。。

“不要原地踏步。。。。。。。。乐成是在失败的基础上，，，，，，，反偏向前进一步。。。。。。。。”先生傅的话，，，，，，，就像一道光，，，，，，，让张磊豁然爽朗。。。。。。。。他随即调解实验偏向，，，，，，，经由重复验证，，，，，，，最终拿出效果。。。。。。。。不经意间发明的纪律，，，，，，，解决了生产质量的问题，，，，，，，更好地规避了产品的炸裂危害。。。。。。。。

依附精彩的体现，，，，，，，张磊在热压部分实习两个月后就被调到光纤传像元件最焦点的手艺部分——扭转成型部，，，，，，，作为项目认真人自力肩负光纤传像元件的自主研发使命。。。。。。。。

之后的10余年间，，，，，，，他和光纤传像研发团队将国家需求视为己任，，，，，，，一直攻克种种手艺难题，，，，，，，实现了多个“零”的突破。。。。。。。。

光纤倒像器，，，，，，，是夜视手艺中微光像增强器的焦点要害质料。。。。。。。。

团队先后乐成研发出具有自主知识产权的大尺寸光纤倒像器、高比照度光纤倒像器、超短光纤倒像器等多个高性能光纤倒像器产品，，，，，，，并实现了产品批量化、系列化，，，，，，，突破了外洋手艺垄断，，，，，，，填补了海内空缺，，，，，，，解决了国家应用急需，，，，，，，为微光夜视成像、粒子探测识别等领域提供了要害质料支持。。。。。。。。

拓展“追光”新偏向

把科研论文写在生产一线上，，，，，，，善于思索的张磊又发明了新问题。。。。。。。。

“在扭转成型部，，，，，，，所有的工序都是纯手工操作，，，，，，，每个工人的手艺熟练度、仔细水平都纷歧样，，，，，，，会使产品质量爆发一些细小误差。。。。。。。。”张磊说，，，，，，，j9游国际站官网产品面向的是国家重大需求，，，，，，，容不得毫厘损失，，，，，，，“生产历程坚持一致性和稳固性是要害，，，，，，，若是焦点的生产手艺和工艺实现自动化，，，，，，，生产效率和生产质量会大大提升。。。。。。。。”

“为了让这些‘突发奇想’变为现实，，，，，，，我愿意支付更多时间和精神。。。。。。。。”张磊全身心投入到生产线上。。。。。。。。从坯板制备到扭转成型，，，，，，，再到制品加工工艺，，，，，，，整条生产流程中的每个细节，，，，，，，他都亲自去探索，，，，，，，希望找到手艺刷新的突破口。。。。。。。。

面临新的手艺难题，，，，，，，张磊笃志苦干，，，，，，，堆出了齐人高的实验纪录手册，，，，，，，每一页都是探索和思索的印记。。。。。。。。

“我喜欢夜深人静的时间，，，，，，，沉下心来专注于探讨手艺问题。。。。。。。。昔时师傅的那句话，，，，，，，一直激励着我，，，，，，，勇于试错，，，，，，，一步一个脚印，，，，，，，向着失败的反偏向更进一步。。。。。。。。”生产车间的灯光下，，，，，，，他全神贯注地调试着装备。。。。。。。。轻描淡写的话语，，，，，，，从没透露出一次次实验、一串串校准数据中的“苦”，，，，，，，反而透出一股一丝不苟、追求极致的劲头。。。。。。。。

功夫不负有心人。。。。。。。。

经由近10年的攻坚，，，，，，，张磊和他的团队，，，，，，，交出亮眼“效果单”——他和团队提出了接纳双向差速旋转扭转成型细密控制手艺来制备光纤倒像器的要领，，，，，，，推动了光纤传像元件效果工业化及立异手艺领域的生长，，，，，，，发动相关工业的升级；；；；；；；；建设了高性能光纤倒像器用玻璃质料系统，，，，，，，攻克了光纤传像元件用芯料、皮料、光吸收料的匹配性和生产工艺手艺等要害难题；；；；；；；；开发了全自动高精度无损拉丝手艺及成套装备，，，，，，，将原有的轮拉和抱拉手艺举行手艺刷新，，，，，，，提高了生产效率和生产的自动化水平，，，，，，，解决了光纤传像元件高区分率、高比照度、低缺陷、低畸变等手艺问题。。。。。。。。他和团队在光纤传像元件领域结构相关发明专利百余项，，，，，，，已经授权国家发明专利60余项，，，，，，，其中授权国际专利4项。。。。。。。。

十几年如一日的攻坚，，，，，，，少不了家人的支持。。。。。。。。“忙项目时，，，，，，，我先去接女儿下学回家、做好饭，，，，，，，等媳妇来接班，，，，，，，然后再回单位继续事情。。。。。。。。”张磊的语气中有谢谢、有歉意，，，，，，，也有甜蜜，，，，，，，“她们都很明确我，，，，，，，也很支持我。。。。。。。。”

有的时间着实忙不过来，，，，，，，张磊会带刚上小学的女儿到单位。。。。。。。�？？？？？？醋虐职秩险媸虑榈纳碛�，，，，，，，小女人也会安平悄悄地在办公室里自己学习。。。。。。。。虽然并不知道爸爸详细是做什么项目，，，，，，，她会自豪地向小同伴先容：“我的爸爸是工程师！他做的事情可有意思了！”通常听到这样的赞美，，，，，，，这位“理工男”的心似乎融化了一样平常，，，，，，，“这是对我最大的褒奖。。。。。。。。”

带着家人的勉励，，，，，，，他继续向前。。。。。。。。

最近两年，，，，，，，团队中一直注入新鲜血液，，，，，，，张磊似乎看到了昔时的自己。。。。。。。。“这些年轻人都很有闯劲儿，，，，，，，也很能受苦。。。。。。。。”他牵头建设了“一根筋QC小组”，，，，，，，向导团队里的年轻人开展手艺攻关。。。。。。。。“学历仅代表已往，，，，，，，学习才华掌握未来。。。。。。。。”他诠释，，，，，，，“QC”就是“quality control（质量控制）”的缩写，，，，，，，“我们在生产一线睁开科研，，，，，，，对光纤传像元件的自动化生产手艺举行了刷新和优化。。。。。。。。希望这些年轻人也能够发挥坚韧不拔的精神，，，，，，，起劲攻克手艺难题。。。。。。。。”

面向未来，，，，，，，张磊尚有许多期待。。。。。。。。现在，，，，，，，团队正在拓展研究领域，，，，，，，以航天、电子、医疗等领域的高手艺生长需求为目的，，，，，，，起劲研发新产品，，，，，，，引领我国纤维光电成像元件的新生长。。。。。。。。好比，，，，，，，空间手艺用光纤传像元件，，，，，，，可以提升航天器导航系统的丈量、控制精度，，，，，，，为拓展空间视觉丈量的视野提供要害功效质料；；；；；；；；图像转移、倒转及图像合成手艺，，，，，，，通过固态质料在小空间内实现图像的平移、转向、倒像和放大，，，，，，，能够助推医疗装备的小型化。。。。。。。。

胸怀祖国的大我精神、敢为人先的攻坚精神、守正立异的探索精神、勇担使命的贡献精神——这是张磊奋力追光的精神动力。。。。。。。�？？？？？？蒲惺虑檎叩男睦�，，，，，，，始终装着国家，，，，，，，张磊的梦想就是“推动我国光纤成像手艺尽快站上国际制高点”。。。。。。。。

岁月无声。。。。。。。。

那些斗争的日子，，，，，，，张磊不以为苦。。。。。。。。“唯有一直前行、起劲提升自己，，，，，，，才华不辜负这个伟大的时代。。。。。。。。”面临挑战，，，，，，，张磊充满信心。。。。。。。。他和团队正起劲追着光、散发光。。。。。。。。