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胡丽丽率团队攻坚克难 打破特种玻璃技术垄断

青年报 见习记者 朱彬

    上海光机所研究员胡丽丽。受访者供图

    青年报见习记者 朱彬

    本报讯 去年8月,上海光机所先进激光与光电功能材料部研究员、中国硅酸盐学会特种玻璃分会理事长胡丽丽荣获国际非晶态材料领域著名奖项——N.F.Mott奖,成为该奖项自设立以来首位中国获奖者。今年1月,她再次获得ICG(国际玻璃协会)主席奖殊荣,成为首位获得该奖项的中国女科学家。

    带领团队攻克世界难题

    作为国家科技实力的重要象征,高功率激光聚变技术是大国必争的战略领域。而钕玻璃是激光聚变装置的“心脏”,其作用能将激光能量放大百万亿倍。尽管我国是世界最大的玻璃生产国,但不少高端玻璃制品目前还受制于人。对此,胡丽丽解释称,“玻璃的结构十分复杂。玻璃的形成和结构及性能演化机制是凝聚态物理最富挑战的谜题之一。”

    1996年,美国联合德国和日本实现大尺寸激光钕玻璃连续熔炼技术攻关后,对我国实施严格禁运。为满足我国自主研发激光聚变装置的迫切需求,自2005年起,胡丽丽带领团队,从基础研究出发,对新型高增益激光钕玻璃研发、大尺寸激光钕玻璃批量制备涵盖的连续熔炼、精密退火、包边、检测四大关键核心技术进行了近十年的持续攻关,解决了大尺寸钕玻璃批量制造所需的全部关键技术难题。目前,中国已成为全球唯一能够独立批量供应激光钕玻璃的国家。

    在突破大尺寸激光钕玻璃连续熔炼技术的同时,我国仍面临着高功率激光光纤“卡脖子”的技术难题。该产品及其制备工艺长期被美国公司垄断和严格管控,制约了我国高功率光纤激光器发展。

    自2011年以来,胡丽丽带领年轻的研发团队历经八年攻坚克难,在国内率先攻克了万瓦级掺镱大模场光纤的批量制备关键技术,建立了涵盖设计、制备和检测的掺镱高功率激光光纤研制平台。

    万瓦级掺镱激光光纤的技术突破使我国高功率光纤激光器装上了国产“芯”,解决了高功率光纤激光器核心元件“卡脖子”难题,大幅降低了高功率激光器的制造成本,加快了我国高功率光纤激光器在先进制造中的普及应用。该成果荣获“2022年度上海市技术发明一等奖”。

    2020年,胡丽丽应邀接受了掺铋光纤攻关任务。借助已有激光光纤的研发平台和积累,团队在不到一年时间内,在国内率先研制出低损耗掺铋高磷石英基光纤,实现了国内该领域0到1的技术突破。

    2023年国家将建立高纯石英玻璃研发平台的任务交由胡丽丽团队。仅一年时间,从无到有,他们开展高纯石英玻璃制备关键科学技术的攻关,建立了一套高纯石英玻璃的研制平台,并完成了数十轮工艺实验。

    人才培养开启新篇章

    作为我国专注于特种玻璃材料及其相关领域的科研实验室,上海光机所特种玻璃与光纤研究中心被学界称为“特种玻璃的黄埔军校”。自1990年胡丽丽博士毕业入职上海光机所时,研究室仅37个人,到如今已发展壮大成140余人。

    2016年入所就读博士的郭梦婷介绍,胡丽丽老师平时对他们有三点要求:一是敢啃硬骨头,办法总比困难多;二是要有更高的突破;三是敢于挖宝,把工作做尖、做细、做好,提出解决方案,研发出高性能的材料并转化成应用。

    自“十四五”开始,胡丽丽研究员便积极引进学科交叉领域的海外优秀人才,积极打造涵盖玻璃结构性能表征、分子动力学模拟、AI辅助建模的玻璃构效关系研究平台。

    胡丽丽带领年轻人多次走访相关单位,组织多次学术论坛,积极谋划相关平台的论证工作,争取在“十五五”期间构建一个集高通量制备、AI辅助建模、结构表征验证的特种玻璃材料构效关系平台,创新特种玻璃研发范式。

2025年02月17日