中国光学玻璃 激光玻璃研究的开拓者和奠基人—— 干福熹

发布时间:2020-11-16 阅读次数:2321

今天我们要了解的科学家是:中国光学玻璃以及激光玻璃研究的开拓者和奠基人、中国数字光盘存储技术的最早开创者——干福熹。     

      

干福熹,1933年12月出生,浙江杭州人。1952年毕业于浙江大学。当年即在中国科学院长春光学精密机械研究所工作。1959年获苏联科学院硅酸盐化学所副博士学位。1964年后调至中国科学院上海光学精密机械研究所工作。历任研究室主任、研究部主任、所长、中国科学院上海分院副院长等职务。1980年当选为中国科学院院士学部委员(现称院士)。1993年当选为第三世界科学院院士。他曾任中国科技大学、浙江大学、复旦大学、华中理工大学、上海交通大学、同济大学、华东理工大学和上海大学等14所高等院校的名誉教授或兼职教授。

干福熹长期从事光学和激光材料、非晶态物质结构和性质,特别是玻璃的光学和光谱性质的研究,以及光电子技术、特别是光通信和光存储等功能材料的光学、磁光和电光性质的研究 。

1952年大学毕业后,他被分配到设在长春的中国科学院仪器馆(中国科学院长春光学精密机械研究所的前身)工作,在老一辈科学家龚祖同和王大珩的指导下,投入到开拓我国光学玻璃的研制中,以他为组长的光学玻璃熔制组成功地熔制出我国第一埚光学玻璃。随后又研制出了光学玻璃系列,为我国的光学工业提供了第一批急需的光学玻璃,建立了我国自己的光学玻璃研制基地,推进了我国光学玻璃产业的形成。60年代初,干福熹承担了军工急需的耐辐射光学玻璃的试制研究工作,并建立了我国第一代耐辐射光学玻璃系列。

1964年,科学出版社出版了干福熹主编的70多万字的《光学玻璃》一书。这是我国第一部全面论述光学玻璃的物理化学基础、系统、品种和工艺的专著,也是对我国光学玻璃研制工作的系统总结。

1956年干福熹从中国科学院长春光学精密机械研究所去苏联学习,从师于当时以研究玻璃态结构和建立氧化物部分性质计算体系而闻名于国际玻璃界的A.A.阿本教授。在导师阿本的影响下,他收集和分析了大量有关资料,经过艰苦探索,60年代干福熹以结构化学观点研究硅酸盐玻璃成份和性质的关系,推导出硅酸盐玻璃物理性质新的计算方法。可计算包括36种氧化物的硅酸盐玻璃的8种物理性质,在当时是国际上最为完整的。其研究成果写成了专著《硅酸盐玻璃物理性质变化规律及其计算方法》一书。

在70年代,干福熹研究了非硅酸盐玻璃,如硼酸盐和磷酸盐等无机氧化物玻璃的性质变化规律,分别推出各类氧化物玻璃性质的计算方法,建立了整个无机氧化物玻璃物理性质统一的计算体系。接着还确定了氟化物、硫系化合物等非氧化物玻璃物理性质的计算方法,建立了整个无机玻璃物理性质的计算体系。该计算体系包括50种氧化物、17种氟化物、12种原子的无机玻璃的15种物理性质的计算。这样完整的计算体系至今在国际上还是空白。

同时,在国内外首先采用了电子计算机计算玻璃性质和设计玻璃成份,编制了性质计算和成份设计的程序,并建立了数据库,使得以往难以想象完成的多组分玻璃成份的自动设计也可以实现,使玻璃的计算工作产生了新的变革。这些研究成果汇集于专著《无机玻璃物理性质计算及成份设计》一书中。国内外同行专家认为干福熹所建立的新的计算体系是玻璃科学技术的重要发展。

1960年激光技术在国际上诞生,干福熹便立即致力于开拓我国激光材料的研究。并于1962年,仅比国外迟一年就研制出了掺钕激光玻璃,在我国建立了第一台钕玻璃激光器,此后20年中开发出我国激光钕玻璃品种系列,建立了激光钕玻璃的试制生产,为我国高能和高功率固体激光器的发展做出了重要贡献。80年代,干福熹开展了可调谐激光材料和激光纤维等新型激光材料的研究。他对我国激光材料的发展作了系统全面的工作,并将这些工作总结在已出版的专著《激光材料》(英文版,World Scientific Publishers,1995年;中文版,上海科技出版社,1996年)中。



目前的固体激光器都以稀土离子作为激活离子。干福熹自60年代初开始研究激光玻璃时,就已经系统地研究了硅酸盐玻璃中各种稀土离子的光学性质、吸收和发射光谱。他在国际上较早提出了玻璃中12种稀土离子光谱的系统数据,并于1965年在国际上最早报导了掺钕磷酸盐玻璃的激光特性。70年代,干福熹又以钕离子为代表系统地研究了掺钕玻璃组成、结构与光谱性质的关系。他根据实验相继建立了各种测试方法,定量地确定了钕玻璃的能级和各种光谱参数,获得了光谱参数与激光参数的直接关系,发现了掺钕激光玻璃的发光寿命、发光强度、量子效率等与玻璃组成和玻璃结构之间的变化规律。80年代初,干福熹系统地研究了玻璃中稀土离子间的激发能量转移过程,搞清了稀土离子间的敏化和碎灭机制,在较大的无机玻璃范围内验证了无机玻璃化学键性质对发光中心的一些光谱参数的影响规律。干福熹所发表的数据和理论受到国内外同行重视,Springer-Verlag国际出版社和上海科技出版社约请他写的《玻璃的光学和光谱性质》一书中,反映了他多年来这方面的成就,该书的出版受到国际学术界的重视。

随着信息技术的兴起,自1982年起,干福熹专心致力于开拓光信息材料新领域。自1985年起,干福熹主持了国家自然科学基金会重大项目“超长波长红外光纤通信的物理基础研究”,开展了新型光学材料——特种光导纤维和激光纤维的系统研究,特别在非氧化物玻璃和纤维的结构光学和光谱性质方面获得了有创造性的科研成果,这些成果都总结在已出版的《超长波长红外光纤通信》专著中。

干福熹不但是一位世界著名的材料工程专家,而且他还是一位关心国家科学技术事业,尤其是功能材料学科与信息数据存储技术的科学家。他对推动我国信息材料核心服务平台的建设,对加速当前我国功能材料的学科繁荣、技术创新与产业发展,有着极其强烈的社会责任感与历史责任感 。

干福熹是我国数字光盘存储技术的最早创导者,十多年来他主持了“七·五”、“八·五”国家科技攻关项目,应用国产原料和自行开发的工艺,最早研制出实用化的可擦重写磁光光盘和可记录有机CD光盘等,建立了我国数字光盘研究和开发基地,对发展我国光盘存储技术并推动相关产业起到了重要的作用。

干福熹认为:做人、做事、做学问,要不趋炎附势、追名逐利;要脚踏实地,诚信为本;要与人谦让,谅解别人,与人为善;要追求古人提倡的境界:“淡泊明志,宁静致远”。他的科学理念也是我们应该代代相传的科学家精神!


作者:长春中国光学科学技术馆