上海这位女科学家带领团队在激光玻璃领域铸就“大国重器”
一头灰白短发,一身朴素衣裳,讲起话来轻声细语。眼前这位看似普通的科研工作者从事激光玻璃、激光光纤基础研究及其制备技术研发30余年,带领团队打破西方技术封锁,攻克激光钕玻璃连续熔炼技术。她就是中国科学院上海光学精密机械研究所研究员胡丽丽。
胡丽丽,1963年4月出生于一个普通家庭,自幼便展现出了对科学的浓厚兴趣。1984年,她从浙江大学材料系本科毕业,随后在1987年获得硕士学位。怀揣着对科学的无限憧憬,她慕名报考了中国科学院上海光学精密机械研究所的博士,师从我国激光玻璃研究的两位泰斗——干福熹院士和姜中宏院士,从此与激光玻璃结下了不解之缘。
“当时选择这个方向,主要是被激光玻璃的神奇魅力所吸引。”胡丽丽回忆道,“它能够将微小的能量放大到惊人的程度,这种能力让我深感震撼,也激发了我深入研究的决心。”
在两位院士的悉心指导下,胡丽丽迅速成长为激光玻璃领域的青年才俊。1990年,她顺利获得博士学位,并留在上海光机所工作,开启了她的科研生涯。
攻克技术难题,铸就“大国重器”
进入21世纪,我国激光聚变装置的研究对大尺寸高性能激光钕玻璃的批量生产技术提出了迫切需求。然而,这一技术被誉为美国国家点火装置七大奇迹之首,长期被国外封锁和垄断。面对这一严峻挑战,胡丽丽毅然决然地带领团队踏上了自主创新的征途。
“大尺寸激光钕玻璃的研制难度极大,需要同时满足28个技术指标。”胡丽丽介绍道,“冷了有裂纹,受潮了容易发霉,包边胶的耐环境性差一点就会脱胶,还不能有附加应力……可以说,每一个环节都充满了挑战。”
在实验初期,团队遭遇了前所未有的困难。玻璃在隧道窑里频繁炸裂,请来的外援专家也束手无策。面对这一困境,胡丽丽没有退缩,而是带领团队迎难而上。他们重新设计实验方案,改变隧道窑的结构,经过无数次的尝试和改进,终于解决了玻璃炸裂的问题。
此后,胡丽丽团队围绕大尺寸激光钕玻璃批量制造关键技术,经过近十年的持续攻关,逐项攻克了连续熔炼、精密退火、包边、检测四大关键核心技术。2012年,他们成功设计建立了激光钕玻璃连熔中试生产线,实现了大尺寸激光钕玻璃的批量生产。这一成果不仅打破了国外的技术封锁,还使我国成为国际上独立掌握钕玻璃元件全流程生产技术的机构。
服务国家战略,布局未来科技
在攻克大尺寸激光钕玻璃技术难题的同时,胡丽丽还带领团队在激光光纤领域取得了显著成果。她揭示了玻璃近中程结构和缺陷对稀土离子和主族重金属离子发光的影响机制,发展了稀土掺杂玻璃和主族重金属离子掺杂玻璃的发光理论,发明了稀土掺杂石英玻璃及光纤制备新方法,取得了多个在国内外首次突破的激光光纤研究成果。
“光纤激光器具有光束质量好、转换效率高、免维护等优点,在多个领域有着广泛的应用前景。”胡丽丽介绍,“然而,长期以来,我国高功率光纤激光器的核心元件一直受制于人。为了打破这一局面,我们团队致力于掺镱大模场光纤的研制工作。”
经过8年的攻坚克难,胡丽丽团队终于攻克了万瓦级掺镱大模场光纤的批量制备关键技术。他们研制的掺镱大模场光纤在激光效率和光子暗化等核心指标上达到国际先进水平,解决了我国高功率光纤激光器关键元件的问题。这一成果不仅打破了国外公司的技术和产品垄断,还大幅降低了高功率激光器的制造成本,提高了我国高功率光纤激光器的核心竞争力。
此外,胡丽丽还带领团队在掺铋石英光纤、新型高功率掺钕石英光纤等领域取得了重要突破。他们研制的掺铋石英光纤实现了近红外波段的净增益放大和激光输出,填补了国内在该领域的空白;而新型高功率掺钕石英光纤则在国际上首次实现了113.5W的900nm高功率激光输出,展现了我国在激光光纤领域的强大创新实力。
潜心培养人才,参加学术交流
在科研工作的同时,胡丽丽还非常重视人才培养和国内外学术交流。自1997年以来,她先后指导了87名研究生,其中不乏在激光玻璃和激光光纤领域崭露头角的青年才俊。她本人及与他人合作发表了500余篇同行评审论文,并获得40余项核心授权专利。此外,她还主编出版了两部学术专著,提升了我国激光玻璃和激光光纤的学术影响力。
作为特种玻璃分会理事长,胡丽丽积极组织国内外学术交流活动,并多次参与组织国际学术会议,促进了所在领域的国内外学术交流与合作。通过这些活动,她不仅为团队成员提供了展示自己研究成果的舞台,还为他们拓宽了国际视野和合作渠道。
胡丽丽的杰出贡献得到了国内外同行的高度认可。她先后荣获了国家技术发明二等奖、中国科学院杰出科技成就奖、上海市技术发明特等奖和一等奖等多项荣誉。此外,她还获得了2024年国际非晶态材料领域著名的N. F. Mott奖和2025年国际玻璃协会主席奖等国际奖项,成为该领域首位N.F.Mott奖的中国获奖者和第三位国际玻璃协会主席奖的中国获奖者。
面对这些荣誉,胡丽丽始终保持着一颗平常心。“这些荣誉不仅仅是对我个人的认可,更是对我们团队工作的肯定。”她说,“未来,我们将继续深耕激光玻璃和激光光纤领域,探索更多未知的科学奥秘,为国家的科技事业贡献更多的力量。
如今,胡丽丽和她的团队在特种玻璃领域继续奋进。“十四五” 以来,他们承接国家重要科研项目,开展核废料固化玻璃及高纯石英玻璃关键技术攻关并取得重要阶段性进展。同时,她积极推动借助 AI 工具开展特种玻璃研究的范式创新,为特种玻璃研发注入新动力。在胡丽丽的带领和影响下,团队正朝着更高的目标迈进,在科研征程上不断书写新的辉煌篇章。