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中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)（以下簡稱中國科大 ）國家同步輻射實(shí)驗(yàn)室教授級高級工程師洪義麟，是一位衍射光柵研制專家。但在同事眼中，他可不僅僅是一位工程師，就像大師級的樂手會(huì)親手打造一把小提琴一樣，洪義麟是缺什么設(shè)備就能想辦法造出什么設(shè)備的能工巧匠。

38年來，他始終圍繞國家重大戰(zhàn)略需求，長期從事衍射光柵研究，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)自主研制出多套光柵研制關(guān)鍵工藝設(shè)備，逐步解決了制約我國強(qiáng)激光技術(shù)發(fā)展的大口徑光柵“卡脖子”問題。日前，他獲得了中國科學(xué)院第四屆“科苑名匠”稱號。

洪義麟說，“國家的需求，就是我的目標(biāo)。攻堅(jiān)克難，廢寢忘食，樂在其中?！?/p>

(資料圖片)

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中國科大國家同步輻射實(shí)驗(yàn)室教授級高級工程師洪義麟 受訪者供圖

結(jié)緣光柵

前不久，第十九屆“中國光谷”國際光電子博覽會(huì)在武漢舉行，洪義麟團(tuán)隊(duì)攜帶多項(xiàng)創(chuàng)新成果參會(huì)。

“我們展示的成果有米級口徑脈沖壓縮光柵、反射式寬帶鍍金光柵、高性能光譜合束光柵、高精度計(jì)算全息、AR衍射光波導(dǎo)光柵、高衍射效率透射光柵……”洪義麟向《中國科學(xué)報(bào)》介紹這些成果時(shí)，如數(shù)家珍。

何為光柵？“光柵是一種具有納米精度周期性微結(jié)構(gòu)的精密光學(xué)元件，因形如柵欄，故名光柵?！焙榱x麟作了一個(gè)科普，表面上看像是一塊玻璃或鏡子，但在電子顯微鏡下看，光柵表面均勻分布著無數(shù)根平行的線條。由于衍射作用，光柵可以把射入的白光給色散開，形成光譜。光柵是光譜儀器的“心臟”，不同的物質(zhì)，光譜特征不同，由此分析出構(gòu)成物體的“成分”。

一般來說，光柵線條數(shù)量越多、精度越高，分析“本領(lǐng)”越強(qiáng)，光譜分析結(jié)果越精確。但無論將光柵“做大”還是“做精”都很困難，同時(shí)將兩個(gè)都做到，那是難上加難。

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洪義麟（站）與同事們在討論問題 受訪者供圖

時(shí)間拉回到1991年，我國第一個(gè)國家級實(shí)驗(yàn)室——國家同步輻射實(shí)驗(yàn)室一期工程建設(shè)接近尾聲，即將接受國家驗(yàn)收。但從國外定制的光柵到貨時(shí)間卻還是遙遙無期，也曾嘗試聯(lián)系國內(nèi)多家光學(xué)元件研制單位，都無法解決這一棘手難題。

情急之下，時(shí)任中國科大副校長、國家同步輻射實(shí)驗(yàn)室工程總經(jīng)理包忠謀，找到洪義麟所在的衍射波帶片研制攻關(guān)小組，要求團(tuán)隊(duì)“一定要研制出光電子能譜光束線的光柵，需要的條件，只要有可能，一律滿足”。

然而，此時(shí)小組共4個(gè)人，都不知道如何制作光柵?！拔覀冎荒馨凑諘局R(shí)，從頭開始摸索工藝，幸運(yùn)的是實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)配備了國產(chǎn)的激光器、光學(xué)平臺(tái)、離子束刻蝕機(jī)等基本研制設(shè)備。”洪義麟回憶起當(dāng)時(shí)的情景。

全息曝光實(shí)驗(yàn)室靠近馬路，白天汽車一經(jīng)過，產(chǎn)生震動(dòng)就會(huì)使線條“模糊”，他們就下半夜去做全息曝光實(shí)驗(yàn)；刻蝕機(jī)口徑不夠大，自己動(dòng)手改造；全息掩模做好了，裝到刻蝕機(jī)里，抽上真空，他們就抓緊時(shí)間睡一會(huì)，醒來再繼續(xù)做刻蝕和電鏡實(shí)驗(yàn)……

就這樣，經(jīng)過全組人員3個(gè)月的晝夜奮戰(zhàn)，終于研制出我國第一塊技術(shù)指標(biāo)合格的同步輻射光柵，保障了國家同步輻射實(shí)驗(yàn)室一期工程的順利驗(yàn)收。

從那時(shí)起，洪義麟與光柵結(jié)緣，一直到如今。

向高精密光柵“進(jìn)軍”

走進(jìn)衍射光學(xué)元件精密加工實(shí)驗(yàn)室，十多臺(tái)儀器設(shè)備都在有序工作?！斑@是涂膠機(jī)、離子束刻蝕機(jī)、清洗機(jī)、衍射效率測量系統(tǒng)……”洪義麟按照光柵制作的步驟，依次介紹了他們自主研發(fā)的一系列國內(nèi)大光柵研制關(guān)鍵工藝設(shè)備。

正是憑借這些“金剛鉆”，他們研制出多種大口徑脈沖壓縮光柵。比如，目前國際上最大口徑1400毫米的介質(zhì)膜高閾值脈沖壓縮光柵。這些成果不僅打破了國外禁運(yùn)，并且已應(yīng)用在國內(nèi)主要強(qiáng)激光裝置上，助力我國高能激光系統(tǒng)達(dá)到世界先進(jìn)水平。

很難想象，上世紀(jì)末，我國大口徑光柵制作還是一片空白，成為制約我國強(qiáng)激光聚變技術(shù)發(fā)展的“卡脖子”問題。

洪義麟介紹，作為高性能激光的核心元件，不同于普通光柵，這類大口徑光柵的主要特點(diǎn)是“一大三高”：米量級大口徑（達(dá)到1米以上）、高衍射效率（達(dá)到95%以上）、高精度衍射波前（線條均勻性好和光柵基片面型精度高）、高抗激光損傷閾值（耐強(qiáng)激光照射能力強(qiáng)）。

“將這么多難點(diǎn)匯集在一塊光柵上，制作難度之大，工藝之復(fù)雜，不言而喻。”洪義麟直言，當(dāng)時(shí)，國際上也僅有法國和美國各一家公司可以制作，且最大口徑僅有900毫米左右。即使沒有禁運(yùn)，進(jìn)口光柵的尺寸和性能也難以滿足國內(nèi)要求。

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洪義麟（右）與同事在實(shí)驗(yàn)室測試結(jié)果 受訪者供圖

為了打破困局，2002年，國家863計(jì)劃攻關(guān)項(xiàng)目“大口徑衍射光學(xué)元件研制”開始實(shí)施。由中國科大牽頭聯(lián)合清華大學(xué)、蘇州大學(xué)、四川大學(xué)、上海光機(jī)所組成大光柵團(tuán)隊(duì)進(jìn)行攻關(guān)，目標(biāo)是研發(fā)半米量級的脈沖壓縮光柵。

工欲善其事，必先利其器。洪義麟牽頭開始研制中等口徑旋轉(zhuǎn)涂膠機(jī)、中等口徑離子束刻蝕機(jī)、等離子灰化機(jī)等關(guān)鍵工藝設(shè)備。

有了設(shè)備，團(tuán)隊(duì)很快研制出第一塊100毫米口徑的介質(zhì)膜脈沖壓縮光柵，實(shí)現(xiàn)了國內(nèi)脈沖壓縮光柵從無到有的跨越。2009年，團(tuán)隊(duì)研制出430毫米口徑的光柵，圓滿完成了863計(jì)劃攻關(guān)任務(wù)。

有了信心，團(tuán)隊(duì)開始向更高目標(biāo)“進(jìn)軍”——承擔(dān)國家重大專項(xiàng)“衍射光學(xué)元件中試驗(yàn)證與關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)”項(xiàng)目，制作米量級（1400毫米）口徑脈沖壓縮光柵，并實(shí)現(xiàn)批量供貨。

“光柵口徑一下從430毫米增長到1400毫米，將近增大了三倍，對應(yīng)到設(shè)備上，幾乎所有關(guān)鍵工藝設(shè)備都需要重新研制，甚至有些設(shè)備的技術(shù)路線都要作出改變。”洪義麟說，從口徑上來看，這些設(shè)備幾乎都是國際上最大的。

時(shí)間緊，任務(wù)重，難度大。洪義麟再次帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)，從技術(shù)方案到關(guān)鍵器件，從機(jī)械設(shè)計(jì)到加工工藝，從安裝調(diào)試到實(shí)驗(yàn)工藝，進(jìn)行了一系列的創(chuàng)新和關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)。最終，歷經(jīng)7年時(shí)間，啃下這塊“硬骨頭”，完成了關(guān)鍵大口徑光柵工藝設(shè)備的自主研制。

除了研制設(shè)備，洪義麟帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新工藝技術(shù)——首創(chuàng)等離子掩模修正技術(shù)，實(shí)現(xiàn)光刻膠光柵線條的高精度修正。同時(shí)，研制出一批關(guān)鍵工藝在線監(jiān)測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了光柵工藝控制從憑“經(jīng)驗(yàn)”到科學(xué)“定量”控制。

在洪義麟看來，強(qiáng)國之夢，需要高新技術(shù)來支撐。高新技術(shù)買不來，很多用于高技術(shù)研發(fā)的工藝裝備、檢測儀器同樣買不來。要想趕上國際先進(jìn)水平，沒有捷徑，只有付出更多地努力。

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大光柵團(tuán)隊(duì)部分成員合影 受訪者供圖

“要堅(jiān)信我們不比別人差”

可能是“骨子里的遺傳”，洪義麟從小就喜歡動(dòng)手鼓搗各種小東西。“我的父親很早就評上了7級鉗工。小時(shí)候，父親經(jīng)常帶著我在家里做一些玩具、桌椅板凳等生活用品，這為我的童年帶來了很多樂趣，也培養(yǎng)了我的動(dòng)手能力。”洪義麟自豪地說。

1981年，洪義麟考入了浙江大學(xué)光學(xué)儀器專業(yè)。浙江大學(xué)光儀系是我國光學(xué)工程里的頂尖學(xué)科。“當(dāng)時(shí)，我對照相機(jī)、電影放映機(jī)等特別好奇，夢想以后能親手接觸這些高大上的儀器，覺得那就是最好的工作了。”洪義麟笑著說青年時(shí)期的理想。

1985年，洪義麟加入國家同步輻射實(shí)驗(yàn)室。回首38年科研生涯，洪義麟感概到：“干事情要有信心，要堅(jiān)信我們不比別人差。但凡國際上有人可以做出來的東西，我們一定也能做出來，甚至能比別人做的更好?！?/p>

付紹軍教授是1977年中國科大物理系畢業(yè)生，1984年初從物理系調(diào)入國家同步輻射實(shí)驗(yàn)室。38年來，他一直與洪義麟并肩作戰(zhàn)，是洪義麟的“老領(lǐng)導(dǎo)”，也是最好的“搭檔”。

“洪義麟既聰明又能干，而且這么多年如一日，踏踏實(shí)實(shí)、認(rèn)認(rèn)真真做事情，這是非常難得的?！闭勂鸷榱x麟，付紹軍連連贊賞。

作為大光柵團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人，洪義麟經(jīng)常勉勵(lì)學(xué)生，動(dòng)手是工程師的基本技能，只有親自做過了，才能更好、更快的找到解決難題的方法；要重視理論的指導(dǎo)作用，在理論上多花時(shí)間，做實(shí)驗(yàn)就會(huì)事半功倍；同時(shí)，還要具備很強(qiáng)的持續(xù)學(xué)習(xí)能力和良好的團(tuán)隊(duì)合作精神。

洪義麟表示，“我們趕上了一個(gè)偉大的時(shí)代，也是光柵廣泛應(yīng)用的時(shí)代。我將繼續(xù)帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)順應(yīng)國家需求、順應(yīng)市場需求，攻堅(jiān)克難，不斷提升光柵性能，為中國制造、中國創(chuàng)造貢獻(xiàn)自己的力量?！?/p>