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                    面向世界科技前沿、面向經濟主戰場、面向國家重大需求、面向人民生命健康,率先實現科學技術跨越發展,率先建成國家創新人才高地,率先建成國家高水平科技智庫,率先建設國際一流科研機構。

                    ——中國科學院辦院方針

                    首頁 > 學者風采

                    薛棟林:向“光”而長的逐夢人

                    2022-10-31 中國科學報
                    【字體:

                    語音播報

                    薛棟林 長春光機所供圖
                      作為《國家中長期科學和技術發展規劃》重點發展的十六個重要專題之一,高分辨率對地觀測是關乎我國國家安全和經濟建設各層面的重要技術。

                      中科院長春光學精密機械與物理研究所(以下簡稱長春光機所)研究員薛棟林就是奮斗在該領域的一名“追光人”。攻堅克難、以身為鏡,他引領團隊突破系列核心關鍵技術,推動我國先進光學系統制造和高性能空間光學系統技術實現跨越式發展,助力國家高性能空間光學遙感器俯瞰大地、縱觀寰宇。

                      懷著對“光”的向往成長

                      1952年,兩院院士王大珩創立長春光機所,奠定了新中國光學事業的基礎。他堅持自力更生、攻堅克難,為中國光學奉獻畢生的精神與事跡,影響了一代又一代長光人。薛棟林就是在這種精神感召下,懷著對“光”的向往成長起來、開啟人生“追光之旅”的。

                      2001年,薛棟林進入長春光機所攻讀碩士/博士學位,在其導師張學軍研究員的引導下,選擇了我國空間光學系統升級換代急需的大口徑離軸非球面高精度制造作為主攻研究方向。

                      當時適用于超硬材料離軸非球面高精度制造的自動化加工設備在國內還是空白,高精度離軸非球面的“打磨”過程依賴于“傳統經驗”,急需自主研制高精度數控加工設備、突破穩定高效的加工工藝;此外,離軸非球面檢測過程中基準精確測量的難度非常大,光路調整自由度多、調整精度高、調整量誤差的精確解耦難度大,急需研制計算機輔助調整系統以實現離軸非球面自動化檢測與復雜光路的精密調整。

                      即便困難重重,薛棟林一直堅守“做好自己,影響他人”的信念,以自身為鏡,作為團隊核心骨干模范引領團隊成員持續攻堅克難。

                      歷時十余年,其所在團隊突破了離軸三反光學系統制造系列核心技術,解決了長期困擾空間光學遙感器高分辨率與大視場的矛盾;攻克了大口徑自由曲面光學系統制造系列核心難題,解決了我國高分專項最大幅寬空間相機制造關鍵技術問題;完成了國際最大口徑高精度碳化硅光學非球面反射鏡制造,使我國在大口徑光學制造領域取得了重大技術突破。

                      祖國需要什么就做什么

                      在光學領域,高精度檢測技術是實現高精度加工的前提。長期以來,跨尺度、定量化的檢測技術瓶頸限制了大口徑高精度自由曲面技術的發展與應用。

                      老一輩科學家“祖國需要什么,我就做什么”的質樸信念深深影響著薛棟林。于是,他牽頭承擔了中科院創新重點部署項目課題“自由曲面組合檢測技術研究”。

                      薛棟林既是課題負責人,又是實際操作者。當時這一研究領域有很多空白,亟須突破,他要帶領團隊從“零”開始。

                      從二次曲面到高次曲面、從同軸非球面到離軸非球面、從非球面到自由曲面,面型復雜度的增加提升了光學系統的綜合性能。然而,自由曲面的特殊性導致其在設計、加工、檢測、裝調等環節的技術難度大幅提高,傳統設計方法、設計軟件、加工工藝、加工設備、檢測方法和檢測裝備均無法滿足自由曲面的高精度應用需求。亟待開展像差理論、數理模型、設計方法、加工機理和檢測方法等多學科交叉、多領域結合的研究工作。

                      于是加班熬夜便成了薛棟林的常態,在他的帶領下,研究團隊夙興夜寐,馳而不息,奮戰在一線,不斷創新思路和方法,將基礎理論、表征方法、檢測技術、數據處理等各方面逐個擊破。

                      從技術攻關到設備研發再到平臺建設,團隊最終突破了一米量級大口徑自由曲面的高精度研制技術瓶頸,實現了空間應用。

                      2018年6月,高分六號衛星發射成功,其中高分六號寬幅相機就創新性采用了自由曲面超大視場離軸全反射光學系統,成像幅寬超過850公里。

                      自由曲面組合檢測技術的研究工作告一段落,薛棟林又把研究方向擴展到了離軸三反光學系統集成制造以及空間光學遙感器總體技術。原因無他,只為國家需要。

                      核心元件制造技術的突破引領了光學系統形式的革命和成像能力的飛躍??臻g光學遙感器想要使光學系統的觀測能力不斷提高,要解決的核心關鍵是大口徑光學元件與大尺寸光學系統。

                      在團隊首席科學家張學軍研究員帶領下,薛棟林和團隊成員攻堅克難,建立了將光學設計、光學制造、光學系統檢測及裝調、成像質量仿真等單元技術有機集成的制造平臺。目前,系列創新成果已應用于“快舟一號”“高分八號”“高分十一號”等重大任務中。

                      隊伍在磨難挫折中成長壯大

                      接連不斷的豐碩研究成果令人欣喜,但薛棟林和團隊并不是一路坦途。他們是在磨難挫折中成長壯大起來的。

                      薛棟林至今仍記得在早年的專題研討會上,很多專家提出:“對于離軸三反光學系統咱們可能設計不出來,即使能夠設計出來也加工不出來,即使能夠加工出來也完成不了系統的裝調與集成……”總之,難度很大,一系列關鍵技術亟待突破。

                      薛棟林還記得在大尺寸非對稱結構復雜系統的精密調整與測試過程中,團隊成員深刻體驗了成功與失敗的反復更替,但是大家從不氣餒、絕不妥協。記不清有多少次因臨時出現的一個“閃光點”,剛剛回家的同事又從四面八方會聚到實驗室。

                      在磨難挫折中,薛棟林和團隊愈戰愈勇,練就了擔當作為的硬脊梁、鐵肩膀、真本事,以擔當、毅力、忠誠,肩負起國家賦予的重任。

                      多年來始終如一的辛勤工作得到了國家和研究院所的一致認可。但薛棟林沒有停下腳步,他又帶領團隊開始了我國新一代空間光學系統的論證和研制工作,為我國高分辨率對地觀測水平的跨越式發展作出更大貢獻。

                     ?。ㄔd于《中國科學報》 2022-10-31 第3版 綜合)
                    打印 責任編輯:梁春雨
                    • 王文濤:瞄準前沿 逐夢追“光”

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