什么是激光钕玻璃?

2018-01-09 14:54:48 来源: 央广网 作者: 唐奇云

2016上海科技奖励大会今举行 光机所两项应用获大奖

央广网上海3月22日消息(记者周洪 唐奇云)2016年度上海市科学技术奖励大会今天举行,上海科技创新首次同时诞生两项特等奖。中国科学院上海光学精密机械研究所胡丽丽领衔的“大尺寸高性能激光钕玻璃批量制造关键技术及应用”,获技术发明奖特等奖;上海交通大学郁文贤领衔的“北斗导航与位置服务关键技术及其产业化”获科技进步奖特等奖。2016年度上海市科学技术奖共为265项(人)授奖。其中,22项成果获得自然科学奖,30项获技术发明奖,201项成果荣获科技进步奖。

激光钕玻璃:将微不足道的激光能量放大成“小太阳”

激光钕玻璃是一种含有稀土发光离子——钕离子的特殊玻璃,它可以在“泵浦光”的激发下产生激光或对激光能量进行放大,是激光器的“心脏”。数千片大口径高品质的激光钕玻璃在装置中,就像时刻准备一声令下迸发战斗力的“千军万马”列阵,又像人类“心脏”一样反复“搏动”和“接力”,将微不足道的激光能量放大到“小太阳”量级的能量(如图)。

上海光机所高功率激光单元技术中心主任研究员、该项目第一完成人胡丽丽,向记者介绍了该技术的发明点和在全球范围内的先进性——

上海光机所高功率激光单元技术研发中心主任研究员胡丽丽  图片来源:赵侃

胡丽丽表示,上海光机所激光钕玻璃项目团队从基础研究出发,对大尺寸激光钕玻璃批量制造涵盖的连续熔炼、精密退火、包边、检测四大关键核心技术进行了持续攻关,逐项打破国外技术封锁,自主发明并建成了具有中国特色的首条大尺寸激光钕玻璃连续熔炼线,实现了大尺寸激光钕玻璃的批量生产。

四项技术发明点包括:连续熔炼动态除羟基和杂质控制技术;激光钕玻璃稳定、可靠批量包边技术;大尺寸钕玻璃特性检测技术;大尺寸激光钕玻璃批量制造集成技术。与国际同类技术比较,参数一致性较原来技术提高2-3倍,生产效率提高10倍。项目研制过程中获得了9项授权发明专利,并制定了3个行业标准。目前,上海光机所已成为国际上首家独立掌握钕玻璃元件全流程生产技术的机构,产品核心技术指标中,4项领先国外同类产品,其余与之相当。

钕玻璃元件(央广网记者唐奇云 摄)

分布式光纤振动传感技术:像人类的神经那样去感知

分布式光纤振动传感技术,能够对光纤沿线外界扰动进行分布式感知和精确定位,如果要打一个比方的话,该技术就像人的感知神经系统一样,感受周边振动和声音,在传感探测距离、事件精确定位、隐蔽性、环境适应性等方面具有不可替代的优势。当前,该产品已经成功应用到包括长距离油气管线、电力电缆及海底电缆等多项重大基础设施和国家核心区域的安全监测上。

上海光机所研究员、分布式光纤振动传感技术项目第三完成人叶青,以科普的方式简单介绍了该项技术的应用——

据介绍,面向重要核心设施和区域的安全监测需求,该项目率先实现了相对于从“只能听到有无动静”到“可以听到什么在动、怎么动的”的飞跃,解决了实际安防应用中,复杂环境下扰动信号误报难以准确识别的难题,并建立了相应的完整技术体系,使产品可以实现单机双通道80公里的安全监测,也就是说,以每1米等效一个传感器来类比的话,就相当于一根光纤上集成了80000个传感器,正是因为此,该技术才能在大尺度的工程中得以应用。

数据显示,该产品近3年共取得直接经济效益1.17亿元人民币,并还成功进入国际市场,创收外汇300多万美元,在分布式光纤振动传感安防应用领域起到了引领作用。此外,据团队负责人、分布式光纤振动传感技术项目第一完成人蔡海文研究员介绍,团队近年来在大力开拓分布式光纤传感技术的铁路安全应用。在与上海铁路局的合作之下,开展了对铁路沿线光电缆断线、路基激扰(如机械/人工挖掘)、异常温升、山体滑移、堑坡落石、外部入侵等进行全天候实时监控和预警的研究工作,填补了国内空白,据国际领先地位。

基于光纤检测的铁路道口列车接近预警系统(往期数据演示)(央广网记者唐奇云 摄)

原文发表于2017-03-22

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