【理·想】抓颗星星送给祖国

【理·想】抓颗星星送给祖国
2018/3/30 中科院理化所研究生教育

理·想人物第三期

     这一天我开始仰望星空发现

     星并不远

     梦并不远

     只要你踮起脚尖

     卞奇

     2015级博士研究生

     实力派

     个人档案

     光学专业 @理化所4号楼

     导师：薄勇研究员

     研究方向：高功率全固态钠信标激光器

     2017年博士研究生国家奖学金获得者

     研究生期间论文成果

     一作SCI ：5篇

     Opt. Lett.

     Laser Phys. Lett.

     Laser Phys.

     IEEE Photon. Technol. Lett.

     J. Phys. Commun.

     (均为激光领域著名期刊)

     国家发明专利：1项

     PART 1

     理化有你

     来到理化所

     来到这里

     给我一个机会

     让我可以借助589.159nm的黄光

     去天空中摘一颗星星

     ——初遇理化

     进行中的激光实验

     Q：可以讲讲保研的时候为什么会选择理化所吗？

     A：我是12年保研到理化所的。来到理化所有着多方面的原因。当时首先考虑到北京是首都，所以很想来北京；第二个原因就是我本科的师兄师姐保研时有选择大学的，有选择中科院的，他们普遍感觉中科院的科研条件更好；第三点是我对比了其他的院所后，感觉理化所科研条件很好，就拿当时参观实验室举例，在参观通道看的时候，做实验的过程中所有人都穿着防护服，感觉特别严肃特别高大上，很吸引我；最后就是通过与导师交流，我感觉他能给予我一个更好的发展平台和空间，所以最终选择了理化所。

     Q：硕士毕业后为什么会选择考理化所的博士呢？

     A：我保研来的时候是专硕，不能连读的。我决定继续考理化所的博士，如果说大学选择理化所的时候可能有一些外界因素，但是考博的时候我对这个领域已经有了很深的认识，尤其是我接触一些项目之后，我感觉挺有趣，而且我们中心的科研氛围很好，我挺喜欢的。硕士期间我虽然做了很多实验，但当时还有许多一直没有满足的科研目标，我想考完博士继续研究它们，所以考了博士。

     Q：当时来理化所已经确定学习激光方向了吗？

     A：当时没有完全确定。我大学专业是物理，声光电热力中我对光学比较有感觉，而且本科的老师提议我学材料或者光学都不错。而且电视上也经常报道激光医疗，我感觉激光挺好的，对社会有很大的作用。虽然后来学习方向跟这些不太一致，我还挺喜欢激光这个科研方向。

     Q：为什么会选择高功率钠信标激光器这个研究课题呢？

     A：来到理化所后，经过了第一年的集中学习，第二年回所进组的时候做的是材料表征，做了不到半年时间，课题组大师兄要毕业，他做的是钠信标激光器，这样就缺了一个人去做信标方向，这个方向比较大，我当时想搞科研就是要多学一些东西，所以就这样开始跟着老师去做信标这一块了。

     PART 2

     与星空结缘

     “记住要仰望星空，不要低头看脚下。无论生活如何艰难，请保持一颗好奇心。”

     ——史蒂芬·霍金

钠信标激光器实物图

     出外场的丽江天文观测站

     Q：能否简单讲讲激光信标观测的原理？

     A：现实生活中有很多常见的激光，比如红色、绿色的激光笔，它是通过半导体直接发光，比较简单。但是没有任何一种材料能直接激发出单色的黄光。可是黄光在天文上有很大用处。天文观测的时候，我们要关注的星体离地面已经很远了，而大气的扰动、空气的湍流的作用都会干扰望远镜观测，所以需要一个参照物，我知道这个东西确切是什么样的，我跟它对比，然后就可以还原出来它的样子，所以就相当于把一束光打到被观测物附近，去自己做出一颗星星来。天空中最常见的是钠元素，利用钠对应波长的黄光与钠原子共振就会发出光来，也就成为了人造星星。这颗星星我完全知道是什么样子，所以就可以利用这颗星星去校正它旁边的任何物体，借这颗星星来还原它周围的所有东西了。

     Q：钠信标激光器为什么要做65W呢？

     A：我们做实验都在山上，是因为山上的透明度非常好。可是说到要做65W，是因为光从地面要达到一百公里外的地方，会产生光损耗，为了有足够的能量达到一百公里的位置，我们一定要有足够高的功率，星星才能越亮，接收校正的效果才会越好。

     Q：65W这个数值也是在各种理论和实验基础上获得吗？

     A：是的。为了做出65W可以说是费老劲了(透过卞奇师兄感情充沛的东北话，我们真的深深地感受到了实验的成功是多么的不易)。12年我进组的时候我的师兄是从15W、20W开始做，然后是30W、50W、60W，每一步都是一个台阶。我们做实验失败过很多次，当时每经过一次失败都会有一点点的改进，就这样一点点调试，不断的失败不断的改进才终于做到了65W。因为功率很大，镜子反射光损耗率很大，实验设备也会经常坏，光学器件又很贵，实验的成功真的挺不容易。

     Q：可以讲讲激光信标在国内外的应用吗？

     A：我们这个项目是应用在光学望远镜上，这目的是扩大望远镜的口径。像FAST的口径有500米，它是射电望远镜。光学望远镜和射电望远镜是有区别的，射电望远镜接受的是无线电波，而光学望远镜接受的是可见光。我们国内可用的光学望远镜最大口径只有2.4米，国外现在光学望远镜是30米，所以它的介入光的效率要比2.4米的大好多。另外我一直做的是单导星，只打一颗星星校正，如果打两个星打三个星星打一圈星星上去，打的越多，观察越准，所以我们接下来要做多导星，需要多个激光器同时发射上去，在目标星体周围进行观察，但是这个成本和难度都特别大。

     Q：讲一个进实验室发生的有趣的事情吧!

     A：当时我进实验室，师兄带了我不到半年。师兄是做黄光的，我虽然一直听黄光两个字，但我不明白什么叫黄光，进实验室什么颜色都看不到。进实验室的时候，师兄会带着特殊的眼镜穿防护服，激光实验特别危险，做激光实验时都不会说话，师兄做实验全程不说话特别严肃，就拿仪器一直在看，我不知道他在干什么，也不知道哪里有光，我那时又胆很小不敢问，后来师兄给我一些文献，我才明白，原来是两路不可见的光打进一个晶体里面然后它就出现了黄光!所以这个实验特别神奇，两路光你看不到，然后经过晶体后会在后边出现一个黄色的光柱，特别明显特别亮，这就是获得的激光!

     PART 3

     黑夜赐予我专注

     灯把黑夜

     烫了一个洞

     ——姜二嫚 | 《灯》

     Q：感觉师兄文章发的很多，平均是每年一篇，有什么经验可以分享一下吗？

     A：其实不是每年一篇，我硕士研究生期间是没有文章的。激光方面的文章不是很好发，我当时感觉科研做得挺好，一篇文章也没有，心里也不是很舒服。我是在考完博士继续研究了一段时间后，才开始发文章。在两年里发了五篇，现在还有两篇在审。我感觉每一个方向都有它自己有趣的地方，你只要专心去做这个东西，你肯定能发现它的有趣之处。尤其是我经常出去做实验，会接触到很多的天文学家，他们会给我讲很多东西，我也学到了不少。所以还是要扩大自己的接触范围，多和他们交流，会有意想不到的收获。

     Q：会有时间冲突的时候吗？是如何解决的呢？

     A：我感觉我的时间一直是冲突的。因为我总要出外场，每年在云南和承德出外场时间达到4到6个月。我们能否做实验也取决于那边的天气情况。做实验观测必须在晚上，在丽江天黑的比较晚，我们一般从七点多开始预热激光器，九点左右开始做实验，一做就是一晚上，而且每一天都有不同的因素，可能某天采集的某一段数据不好，那天的数据你就不能用了。实验的不可控因素很多，而我最怕的就是云，云经过的时候会把光全部打散，所以我们做了好几个月得到的实验数据，可能只有一个月或者半个月的能用。出外场的时间很长，一些答辩还有报告，我可能都会冲突，但是机器是我做的，出了问题只能我去修。所以在评国奖、评三好学生等好多时候，都是我在外地，只能请别人替我讲我做的PPT。

     Q：出外场的环境是怎样的？

     A：我们观测是在海拔3300高的山上，一般做实验都会到天亮四五点钟的时候，所以在那边可以经常看日出(那个时候特别冷)，做完实验后睡觉，我睡觉时间比较短，白天睡到中午12点就会醒。中午有的时候自己会下面条，高海拔连鸡蛋都煮不熟，面条经常是生的，我刚开始真的会吃夹生的，后来发现了新方法，微波炉可以打泡面，还可以放个鸡蛋。所以我的时间基本除了晚上工作，上午睡觉，下午才能挤时间看看自己的文章。但是在那种情况下，已经很乏了，本身睡眠质量比较差，可以说全是靠自己的意志力在坚持。我的文章基本都是出差时间写的。

     Q：有一些片段化的东西，比如有灵感会随时记下来，师兄有这样的习惯吗？

     A：是的。我写文章的时候，首先要有一个思想，可能它不全面，可能某一点非常好，我就会先找几个能合适表达内容的图片，用简练的汉字先写这个部分，然后思考我大概要用哪些实验数据，会简单记几笔放在那。所以写文章一定要先有思路，之后体现在纸上，哪怕先用几句话把当时想的想法写出来，有时间再细想。我建议在晚上写文章，比较安静，比较专注，如果要是你有思路的话，写起来很快。我的五篇文章中有两篇是一起写的，因为感觉这两个思路完全可以写两篇文章，然后就分两篇同时写的。这几篇文章都是一点点拼，可能今天写点明天写点下礼拜再写点，因为我们课题组不会给你整块的时间去写文章，时间都是靠自己挤出来的。

     Q：那挤时间有没有什么秘诀？

     A：其实做自己事情的时候，我基本都是靠自己的时间，比如利用晚上时间加一些班。导师安排的任务我尽量在白天完成，晚上时间如果老师安排的没做完就继续做，如果做完了，我就抓紧做自己的事情。

     Q：师兄有没有做实验或者写文章到某一个点突然卡住了的时候？

     A：有啊。这个时候我建议你想干什么就去干点什么，比如说我喜欢打篮球，科研之余我最大爱好就是打篮球(PS：卞奇师兄效力的激光中心篮球队可是所里的冠军队伍)，一周能保证2到3次打球的时间。做一些自己喜欢的事情后，心情就会变好。心情好了之后，我就会想办法把这个问题解决。

     PART 4

     生活有光，真好

     每天

     都是一首诗

     每个字都是一颗星

     像蜜蜂在心头颤动

     ——江河 | 《星星变奏曲》

     Q：科研之余都有什么爱好呢？

     A：我爱好特别多，比如说篮球足球乒乓球台球等等各种运动。我一直就很喜欢篮球，高中是最喜欢篮球的时候，姚麦组合，高中那会儿是住宿，学校超市的墙上挂着一台电视，我们都会去那蹭电视看NBA。

     Q：回忆一下长这么大最让你感动的一件事情是什么？

     A：我家在东北，我初中就开始住宿了。有一天回家，家里正好停电，我们吃完晚饭，我在写作业，那天可能比较累，就挺想吃水果，但是我没说，因为那时候水果不好买，我妈可能是看出来了，她就把别人买东西留的几个梨拿给我吃；还有一件事情，有一年东北下大雪，那天是正月十五，雪下得特别大，我爸淌着齐膝的雪走了好远给我买元宵，这件事给我留下了特别深刻的记忆。我现在离家比较远，一年回家次数很少，平时也比较忙，很珍惜能在家陪家人的时光。

     Q：用几个词评价一下自己吧!

     A：我这个人嘛性格比较开朗，人缘也挺好的。夸一夸自己吧，就是比较上进，比较能吃苦，而且挺有责任心的。

     PART 5

     关于理想&未来

     星星发亮是为了让每个人有一天能找到属于自己的星星。

     ——圣埃克苏佩里 | 《小王子》

     Q：毕业后的下一个目标是什么？

     A：找工作的时候进行了很多对比，感觉所里有一些很想做的事情还没有做完，所以我毕业后打算留所，继续激光器的研究。先把多导星中两个激光器的这种形式做出来，我很想看一下效果是怎样的。

     Q：对于未来有怎样的期许呢？

     A：我想先把双导星做出来，后续可能会做更多。因为国外望远镜的口径特别大，8米、10米、30米、40米……我们国内目前最大的只有2.4米。而美国，现在已经可以做到五颗多导星了，所以，我希望能往天空中打出更多的星星，为中国的科研事业做一些自己能做的事情。

一颗小彩蛋

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