加快打造原始創(chuàng)新策源地,加快突破關(guān)鍵核心技術(shù),努力搶占科技制高點(diǎn),為把我國(guó)建設(shè)成為世界科技強(qiáng)國(guó)作出新的更大的貢獻(xiàn)。

——習(xí)近平總書(shū)記在致中國(guó)科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng)、面向國(guó)家重大需求、面向人民生命健康,率先實(shí)現(xiàn)科學(xué)技術(shù)跨越發(fā)展,率先建成國(guó)家創(chuàng)新人才高地,率先建成國(guó)家高水平科技智庫(kù),率先建設(shè)國(guó)際一流科研機(jī)構(gòu)。

——中國(guó)科學(xué)院辦院方針

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【中國(guó)科學(xué)報(bào)】于海利:以真功夫挑戰(zhàn)高精尖極限

2017-10-16 中國(guó)科學(xué)報(bào) 沈春蕾
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語(yǔ)音播報(bào)

光柵團(tuán)隊(duì)部分成員合影。

  “青年之字典,無(wú)‘困難’二字,青年之口頭,無(wú)‘障礙’一詞。”中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所(以下簡(jiǎn)稱長(zhǎng)春光機(jī)所)副研究員于海利一直以此警句激勵(lì)自己。

  2006年,于海利大學(xué)畢業(yè)后來(lái)到被譽(yù)為“中國(guó)光學(xué)搖籃”的中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光機(jī)所攻讀博士研究生。從此,他的人生和一種極其精密的科研設(shè)備——光柵刻劃?rùn)C(jī)緊密聯(lián)系在一起。

  精密機(jī)械“王中王”

  光柵是一種重要的光學(xué)分光元件,在各類(lèi)光譜儀器中有著廣泛的應(yīng)用。光柵刻劃?rùn)C(jī)是制作光柵的設(shè)備,它使用簡(jiǎn)單的機(jī)械原理,在玻璃基底上以每毫米幾百,甚至幾千條線的密度,均勻地刻出線槽。光柵刻劃?rùn)C(jī)也因此被譽(yù)為“精密機(jī)械之王”。

  長(zhǎng)春光機(jī)所是中國(guó)光柵刻劃?rùn)C(jī)和衍射光柵的誕生地,早在1958年就研制出了我國(guó)第一臺(tái)衍射光柵刻劃?rùn)C(jī)。那時(shí)還沒(méi)有電腦制圖,每一個(gè)機(jī)械零件圖紙都只能靠科研人員手繪;那時(shí)也沒(méi)有數(shù)控機(jī)床,可第一臺(tái)衍射光柵刻劃?rùn)C(jī)的核心零件比今天數(shù)控機(jī)床加工的精度還要高一個(gè)量級(jí)。歷經(jīng)半個(gè)多世紀(jì)的洗禮,這臺(tái)刻劃?rùn)C(jī)如今仍在精準(zhǔn)、穩(wěn)定地工作。

  于海利回憶道:“當(dāng)我第一次看到它的金剛石刻刀在基底上往復(fù)運(yùn)行,好像永遠(yuǎn)不知停歇,我深深地被老一輩長(zhǎng)光人的智慧所打動(dòng),那時(shí)我就在想,有一天我也要做一臺(tái)這樣的光柵刻劃?rùn)C(jī)。”

  2008年,國(guó)家重大科研裝備研制項(xiàng)目——“大型高精度衍射光柵刻劃系統(tǒng)”正式立項(xiàng),于海利加入了項(xiàng)目研制團(tuán)隊(duì)。該項(xiàng)目目標(biāo)為研制一臺(tái)刻劃面積世界之最、技術(shù)水平達(dá)國(guó)際領(lǐng)先的大型高精度衍射光柵刻劃?rùn)C(jī)。

  于海利介紹,這樣一臺(tái)沖擊極限的設(shè)備,其核心就是一個(gè)詞——“精度”。大光柵刻劃?rùn)C(jī)由上千個(gè)元件、部件精妙配合而成,項(xiàng)目之初通過(guò)指標(biāo)分解,發(fā)現(xiàn)幾乎大部分關(guān)鍵部件都沖擊著機(jī)械加工的世界極限水平,這些零部件中有6項(xiàng)無(wú)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的超常規(guī)技術(shù)、7項(xiàng)超國(guó)標(biāo)最高等級(jí)、35項(xiàng)國(guó)標(biāo)精密級(jí)水平。

  “可以說(shuō)整臺(tái)設(shè)備的加工裝調(diào)精度之難、運(yùn)行保障環(huán)境要求之高,前所未有,我們需要攻克重重難關(guān),制造這樣一臺(tái)精密機(jī)械王中之王。”

  手上的老繭,時(shí)間的印記

  絲杠、蝸輪、導(dǎo)軌是光柵刻劃?rùn)C(jī)最核心的“三大件”,而其精度要求是現(xiàn)有機(jī)床技術(shù)根本達(dá)不到的。為了能夠達(dá)到最終的極限精度,長(zhǎng)春光機(jī)所采用了最傳統(tǒng)的機(jī)械加工方法——手工研磨加工。

  但是,手工研磨技術(shù)對(duì)經(jīng)驗(yàn)的要求非常高,“為此,第一代光柵刻劃?rùn)C(jī)研制人張?zhí)┫壬?0余歲高齡親自上陣,帶領(lǐng)我們這些‘80后’的年輕人,不分晝夜加工和檢測(cè)。”于海利說(shuō)。

  每一個(gè)核心部件的加工都是一次漫長(zhǎng)的征程?!熬湍脤?dǎo)軌來(lái)說(shuō),需要在680毫米的行程中直線度優(yōu)于0.2秒,這就好比從長(zhǎng)春的最東面一直到最西面,上下起伏不超過(guò)1毫米。像這樣,加工精度要求達(dá)到極限時(shí),鋼鐵也變得像豆腐一樣,稍有一點(diǎn)環(huán)境的風(fēng)吹草動(dòng),或者手上多使了一點(diǎn)力,精度就會(huì)被破壞?!?/p>

  極度苛刻的要求是對(duì)年輕人耐心的巨大考驗(yàn)和鍛煉:研磨的熱量和人體的散熱都會(huì)對(duì)精度有影響,所以研磨工作一天只能進(jìn)行兩次,其余的時(shí)間用于溫度平衡。

  于海利記得:“有一次,我們即將接近最終指標(biāo),大家都非常興奮,中午吃飯后馬上投入到戰(zhàn)斗中,可是由于沒(méi)有充分地溫度平衡,讓我們的工作立刻回到了兩個(gè)月前。希望變成失望,但是我們并沒(méi)有氣餒,總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn),持續(xù)戰(zhàn)斗,就這樣,我們不斷重復(fù)這樣的工作,歷時(shí)半年,終于研磨出導(dǎo)軌這一關(guān)鍵器件。”

  “在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行研磨、檢測(cè)的科研人員,都是像我這樣畢業(yè)不久的博士、碩士。”于海利感慨道,“每天手拿著研具、十指沾染著研磨粉、煤油等試劑,因?yàn)殚L(zhǎng)期研磨手上的黑油漬清洗不掉,還長(zhǎng)滿了老繭?!?/p>

  朋友看到于海利滿是老繭的黑手經(jīng)常開(kāi)玩笑問(wèn),是不是轉(zhuǎn)行到工廠當(dāng)了工人。于海利笑而不答,他心里知道:“這些時(shí)間磨出的老繭,才是科研道路上不斷成長(zhǎng)的印記。我們正是憑著這種踏實(shí)的工作,解決了一項(xiàng)又一項(xiàng)的難題?!?/p>

  于海利所在的團(tuán)隊(duì)有80%都是年輕人,或是新婚或是孩子較小,但是大家并沒(méi)有因?yàn)榧彝サ脑?,拖延工作進(jìn)度,恰恰相反,整個(gè)團(tuán)隊(duì)都是鉚足了干勁,夜以繼日,輕傷不下火線,經(jīng)常持續(xù)工作至后半夜。

  記得有一次深夜,于海利接到妻子打來(lái)的電話,“她小聲地對(duì)我說(shuō),陽(yáng)臺(tái)有動(dòng)靜,好像是有人?!奔依镏挥衅拮雍筒坏?歲的孩子,于海利立刻撥打110報(bào)警,并從實(shí)驗(yàn)室趕回家,恰巧碰上從家里出來(lái)的民警,告知是樓上漏水滴落的聲音。民警問(wèn)道:“你是做什么工作的?以后早點(diǎn)回家。”這讓于海利非常愧疚,妻子卻沒(méi)有抱怨他,反而關(guān)切地詢問(wèn):“實(shí)驗(yàn)做完了嗎?沒(méi)做完就趕緊回去做?!闭羌覍賯兊倪@種理解和支持,為每一位科研工作者提供了堅(jiān)實(shí)的后盾。

  工匠精神鑄就“中國(guó)芯”

  砥礪前行,2016年長(zhǎng)春光機(jī)所光柵中心終于完成了大光柵刻劃?rùn)C(jī)的研制,并成功制造出面積達(dá)400毫米×500毫米的世界上面積最大的中階梯光柵。

  于海利感嘆道:“再回頭看看我們?cè)?jīng)所有的努力與付出,正是我們?cè)谡 軝C(jī)械’桂冠道路上,已經(jīng)修煉成的‘真功夫’?!?/p>

  科技進(jìn)步的道路上,沒(méi)有平坦大道,每一條通往科學(xué)高峰的道路都充滿著荊棘和險(xiǎn)阻,也并無(wú)捷徑可走。對(duì)于光柵人來(lái)說(shuō),要制作高水平的衍射光柵,就是要不斷挑戰(zhàn)精度的極限,發(fā)揚(yáng)“工匠精神”,在精密制造裝備的研發(fā)過(guò)程中,花“真力氣”、下“真功夫”。

  于海利認(rèn)為,大光柵刻劃?rùn)C(jī)和大口徑光柵的成功,其意義不只是我們達(dá)到了世界領(lǐng)先水平,更重要的是它使我國(guó)的高端光譜儀器可以不再因?yàn)楣鈻诺南拗贫苤朴谌恕?/p>

  曾經(jīng),我國(guó)的天文學(xué)家就因?yàn)榇竺娣e光柵受限,而與中國(guó)的深空望遠(yuǎn)鏡失之交臂。今天,光柵人通過(guò)努力,終于讓中國(guó)光譜儀擁有自己的中國(guó)芯。于海利表示:“這是我作為光柵人的驕傲,也為自己能夠?yàn)樽鎳?guó)作出貢獻(xiàn)而感到自豪?!?/p>

  伴著大光柵刻劃?rùn)C(jī)的從無(wú)到有,于海利也在工作學(xué)習(xí)中不斷成長(zhǎng),品味著科研艱辛、枯燥,也收獲著成功的喜悅?!白鳛樾乱淮L(zhǎng)光人,我們傳承了老一輩長(zhǎng)光人的精神,在祖國(guó)的需要面前,全體光柵人直面挑戰(zhàn),不畏艱難、勇于攻堅(jiān)、勇?lián)姑??!?/p>

  (原載于《中國(guó)科學(xué)報(bào)》 2017-10-16 第6版 院所)

打印 責(zé)任編輯:侯茜

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