应用光学专家陈星旦:隐秘而伟大,志存而高远
发布日期:2023-09-08 21:44

四大光机所是我国光学事业的发源地,也是最早的光学体系根基。他们像母亲河一样,源源不断地向全国各地输送着光学人才。在四大光机所里,有很多有趣的人和事,正是他们的努力,奠基了我国光学事业的如今蓬勃发展。之前我们分享了几位西光所老前辈们的人物故事,今天让我们一起走近中国科学院长春光机所的那些人、那些事~


“‘孤儿’这个身份对我的性格产生了深远的影响。我习惯于依靠自己,处理事情时好独行其是,常引人不满。这种习惯让我吃了不少苦头,但也塑造出了我的独立人格和坚定意志,让我不会人云亦云。“

——陈星旦


陈星旦,应用光学专家,中国科学院院士


一、艰难困苦,玉汝于成


孤苦童年,不灭求学心


1927年5月6日,陈星旦出生在湖南省湘乡市虞唐镇的一个村庄里。陈星旦原名“陟妃”,寓意思念母亲。陈星旦的童年是不幸的,母亲因生他难产而死,父亲也在他1岁时因参加革命不幸遇难。


小小年纪失去双亲,家中只有年迈的祖母和十四岁的叔父将他抚养长大。好在乡亲们友爱和睦,都很爱护他,使他没有感受到太多的不幸,更未曾被冷落或歧视。


然而好景不长,一场浩劫正在来临。他四岁时,所居住的虞唐镇郭门塅船形屋场遇到大暴雨,他们家世世代代居住的房屋顷刻倒塌,几代积攒下来的家私被冲刷殆尽。


陈星旦的童年虽然坎坷不断,但求学之路却是顺风顺水。只有四岁的陈星旦开始在“陈氏笃德小学”上学。由于上学路途遥远,还要过河淌水,因此9岁开始陈星旦选择住校寄读,早早开始了独立生活。


而“陟妃”这个名字也陪着陈星旦直到小学毕业。十余岁考湘乡中学时,老师帮陈星旦改了名字,也许是出自《卿云歌》:“日月光华,旦复旦兮。明明上天,烂然星陈。”成绩优秀的他,顺利考上了县里唯一一所县立中学“湘乡中学”,成为了村里的骄傲。


初中毕业后,因家境困窘,陈星旦无缘高中。1940年,恰逢国民政府在离他家不远的永丰镇办“中央技术科”,招初中毕业生,学费和住宿费全免,还能包就业。这对于想继续读书的陈星旦来说有“致命的诱惑”,于是他毫不犹豫地报考了,并以优异成绩考取了该校电机科。


他们在抗日烽火越烧越近的环境下度过了三年紧张而有序的学习生涯。1944年,长沙失陷,学校解散,陈星旦被迫背井离乡,一路逃到贵阳的一家修车厂才有了安身之处。


陈老在接受采访时提到,这几年的经历是他求学生涯中最丰富、最值得回忆的几年。让他意识到“国家兴亡匹夫有责”,国家要强盛,就得科技强国。这些经历也为他后来选择学理工科,为社会的科技进步而奋斗一辈子奠下了基调。


结缘光学,确定一辈子的大事


直到抗战胜利后,陈星旦才回到阔别一年半的老家,在农村教了一年小学后,选择报考国立师范学院(湖南师范大学的前身),并顺利考取了物理专业。


1950年春天,23岁的陈星旦面临大学毕业,该何去何从?此时,东北招聘团来湖南招应届毕业生,陈星旦便和同学一起去东北科学研究所做技术工作。这一去,陈星旦便确定了一辈子的大事——投身光学建功立业。


中国科学院长春光学精密机械与物理研究所研究员


陈星旦到了东北科学研究所后,利用自己中技的实习经历,以及独立自主和不轻言放弃的性格,一头扎进了实验室,解决“如何提高磁场测量的精度”问题,并将相关成果总结发表出来了。


1953年,陈星旦被王大珩先生调到了仪器馆(今长春光机所),在这里一干就是半个多世纪。在这里,他在物理测量方面做过多项国内急需的开创性工作,先后负责了磁力探矿仪、温度计量标准和辐射高温计、红外探测器和光谱仪、大气光学等课题的研究工作。


二、逐光而行,因光而荣


1964年10月16日,中国第一颗原子弹试爆成功。这个瞬间,见证者有之,亲历者寥若晨星,陈星旦无愧其一。



1963年,王大珩先生带着陈星旦去北京参加了一场秘密会议。直到会议现场,陈星旦才知道,原来是研究原子弹的爆炸问题。


会议上,核试验负责人程开甲先生对王大珩先生领导的长春光机所下达了两项艰巨的任务:核爆炸所产生的光辐射的杀伤效应和杀伤范围有多大?爆炸当量又如何计算?至于采取何种方法,研制出什么仪器来完成任务,一切都由科研人员自行决定。经过思考并征集意见,王大珩先生当场表示:“火球的高速摄影由我负责,光冲量的测量由我所陈星旦同志负责。”


这份“军令状”,对于年仅35岁,相比其他光学专家而言资历尚浅的陈星旦来说,压力不可谓不大。但陈星旦觉得,虽然有压力,却也倍感光荣。这既是组织对他的一种莫大信任,也是一个重大的考验。


由于这个任务属于最高军事机密,也没有任何现成的资料可循,也不能大张旗鼓地和同事们公开讨论,陈星旦在研制光冲量计的过程中遇到不少难题。


遇到的第一个难题就是如何模拟原子弹爆炸级别的强光辐射?原子弹爆炸后,将在瞬间产生巨大的光量,要对此进行测量,在试验中就必须有模拟光源。基于大气光学中的“太阳镜”装置,陈星旦在净月潭建立了大口径定天镜,改变反射镜面积和焦距并采用机械调制,可灵活自如地获得不同辐射强度和辐射时间分布,逼真模拟爆炸光辐射。


以往在水平磁力秤、温度计量和红外分光光度计的设计经验和基础,在此次实验中“功不可没”。实验中,陈星旦利用以往的扎实的物理和技术知识,独创性地构思了两套测量方案。


测量核爆炸光辐射强度随时间变化而变化的记录式光冲量计、自动显示核爆的总光冲量的积分式光冲量计。这些自动测量系统不需电源,布点不受场地限制安全可靠,并便于核爆炸后回收数据。只用了一年时间,陈星旦就成功完成了国家交给他的任务。原子弹的成功爆炸,证明了陈星旦所研制的测量仪器是“有用的”。


当然,这么重大的任务不能放在一个“篮子”里,除了长春光机所以外,光冲量计的任务还被同时交给了其他单位,但最后,陈星旦设计的光冲量计记录得最准确。


由于任务的保密性,直到35年以后,1999年国家召开“表彰研制两弹一星做出突出贡献的科学家”大会,陈星旦所做的工作才被公之于众。因为在核爆光辐射威力测试中做出突出贡献,当年10月,72岁高龄的陈老被选为中国科学院院士。


三、老骥伏枥,志存高远


如果说,参与原子弹爆炸实验,是陈老“一生的荣光”;那么“近红外技术的产业化”,则是陈老一直以来的心愿。20世纪80年代至今,陈星旦院士一直致力于光谱技术与应用的研究,以及近红外技术的产业化。


1963年,陈星旦院士团队成功研制了国内第一台红外光谱仪。1989年,在“七五”科技攻关项目的支持下,研发了国内粮食行业首台近红外光谱仪,在“七五”的基础上,他主持完成了“十五”国家科技攻关计划课题“粮食品质快速检测技术和仪器的研究与开发”,先后研制了“三代”近红外光谱分析仪,扩展了近红外光谱技术在茶叶、人参、燃煤及生化等领域的应用。


大多数耄耋老人早已含饴弄孙、颐养天年了,但陈老却仍然活跃在产研一线,在86岁时开始筹备创业,积极推进科技成果产业化工作。


2018年,陈老曾接受央视采访提到,“我入党62年了,我对用科学为人民服务的初心没有变。科研成果如果不能产业化,不能为人民服务,对国家、对社会、对个人都是一种损失。”因此,必须加速国产仪器自主化进程,逐步实现进口替代,促进近红外光谱事业的蓬勃发展。


莫道桑榆晚,为霞尚满天。怀揣着把近红外产业化的梦想,2013年3月,陈星旦院士团队与广州市光机电技术研究院合作设立光学工程院士工作站,首期即以近红外光谱分析技术的成果转化和产业化为核心示范项目。为了更好的市场化运作,2014年近90岁的陈老带领学生在广州成立了星创众谱公司,从事近红外光谱仪器的产业化。经过一年多的时间,星创众谱对院士团队的成果进行反复验证,于2015年底将首台产品正式交付客户。


“近红外是我科研事业的最后一部作品,我最大的心愿就是让国产近红外仪器遍地开花,走向国际。”

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来 源:光电汇OESHOW
编辑:仪器仪表WXF
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