(大气光学研究中心党支部支委根据龚知本院士口述和记录整理成文)
伴随着清晨第一缕阳光的升起,我像往常一样来到办公室,学生们过来找我讨论所庆50周年的活动,让我讲讲大气光学这些年的发展历史,安光所50岁了!记忆一下子如潮水般涌上心头,时光荏苒,我投身到这里也已经50个春夏秋冬了。
安光所大气光学研究室(二室)始建于1971年,我于同年来到二室,回顾这50年走过的历程,大致可以分三个阶段。
第一阶段,1971-1978年。1971年根据科学院体制改革,将长光所、上光所与大气所三所有关从事大气光学研究部门合并到安光所筹建成立大气光学研究室,主要研究任务是围绕我国当时开展的激光和光学工程任务,开展一些大气相关影响的预研性研究。尽管受当时政治的影响,但任务比较明确,同时三所单位过来的研究队伍都有一定基础,因此,我们一边进行筹建、一边从事一些有关大气光学的研究,特别是激光大气传输研究,主要开展激光大气衰减实验和理论计算(特别是1.06微米激光波段)、大气测量设备研制与测量、大气湍流效应对激光工程的影响等工作。
第二阶段,1978-1986年。这阶段是大气光学研究室最困难的时期,当初建立大气光学研究室的基本任务是为我国激光与光学工程服务,而当时最重要的激光工程任务下马,虽然还有一些研究任务,但大部分工作均处于预研阶段,对大气光学的研究没有提出明确的需求。出于对未来发展方向的担忧,研究室同事何去何从成为一个问题。大气光学研究室有一部分人开始寻求或者探索新的研究方向,有人开始从事大气遥感,后来一部分人分出来成立了光学遥感研究室,还有一部分人到其他研究室从事激光技术光学加工等。但留下一部分人坚信:大气光学是一门应用性很强的基础性学科,相信随着我国激光、红外和光学技术的发展,这些工程(特别激光)在研制和应用中必然要了解大气对这些工程(特别激光)的影响,相应的工程任务一定会迅速开展。同时,我们也反思过去一段时间在从事大气光学研究中存在的问题,若完全围绕某一重要激光工程任务开展工作,如果一旦任务下马,我们的研究工作就会无所适从,研究队伍也会马上涣散。针对上述情况,研究室提出下一步大气光学的研究设想。根据我们过去的研究经历,首先,我们要坚信,大气光学对激光、红外和光学工程及其应用性能具有重要影响,其次,虽然不同的工程以及不同的应用,大气对其影响有所不同,而且不同工程研制对大气影响也有不同的要求,但是从大气光学的角度看,都是激光、红外与光波在大气传输过程中所产生的影响。应用大气光学所要研究的问题,采用的理论方法和工具等都具有共通性。因此在没有具体任务的情况下,完全可以开展大气光学一些共性问题研究,并相应开展一些通用大气光学测量设备的研制等工作。我们将大气光学的研究现状和下阶段工作设想向科学院和当时有关的领导作了汇报,并且多次强调基于大气光学对激光和光学工程领域研究的基础性和重要性,需要坚持从事大气光学的科学研究的必要性,汇报得到了高度肯定。从此,围绕大气光学学科发展和未来的应用,我们开展了激光和红外大气衰减特性、大气湍流效应和非线性热晕效应理论和实验研究、大气光学参数测量设备的研制、以及相应重要实验室建设。在这段时间内,我们也得到了科学院与有关部门领导的大力支持和帮助。例如,时任技术科学部主任、我国光学事业的奠基人和开创者王大珩先生亲自批示,将一台原应用于探测和制导的激光雷达样机调拨给我们单位,促使我们在很短时间内建成我国第一台口径最大、功能较全的大气探测激光雷达。另外,原电子信息部批准提供一部分经费,资助我们建成亚洲最长的公里级怀特吸收池,为高灵敏度大气吸收光谱研究提供实验平台。在科工委有关部门领导建议下,1985年5月在我单位召开“大气传输与目标特性”研讨会(简称“520”会议),科学院技术科学部主任王大珩、原电子信息部有关领导全程参加,并提出很多宝贵意见。会后,成立了“目标特性和大气传输”专题专家组,在这个阶段,我们每年都获得固定的科研经费,虽然现在看经费很少,但当时对我们大气光学研究与发展起了极大的促进作用。
第三阶段,1987年至今。1986年,国家863计划得到了中央批准实施。1987年正式成立某主题专家组,下设若干个专题专家组,其中之一是激光大气传输与自适应光学。通过评审,该专题由我们单位承担,并负责组建专家组。主题专家组负责总体布局,提出本主题的研究课题和经费需求,由专家组批准实施。同时随着我国经济迅速发展,国家对科研的投入也越来越大,不少激光和光学工程研制中都存在大气对工程性能的影响,都需要面对如何克服或减小大气影响的问题,因此对大气光学的需求也越来越多。由于我们前阶段对大气光学中多个研究方向上有所积累,我们接到的任务也越来越多。我们一方面针对任务需求,另一方面考虑到大气光学未来发展,在上阶段的研究基础上,我们的研究方向确定为激光大气传输研究和大气光学研究测试与探测设备和系统的研制,包括与成光所合作建立了自适应光学对大气湍流效应校正实验系统,并进行了系统性实验研究;研制了测量大气不同成份的多种不同类型激光雷达系统和激光大气热晕效应室内模拟系统;开发了激光大气传输评估系统和激光大气传输四维模式仿真系统并得到广泛应用;结合多项任务开展不同地区、不同时间的大气光学参数测量数据,创建了数据库;基于激光技术迅速发展需求,开展激光大气传输综合实验研究,我们在合肥地区建立了我国第一个“激光试验场及其关键设备研制”。在此试验场上开展了多次重要的激光技术试验,为我国激光技术的发展和技术验证做出了重要贡献;研制完成用于测量大气和激光性能的相干长度仪、太阳辐射计、激光能量计、激光光强分布靶板仪等一系列设备。在这期间,由863主题专家组提议还批准成立了“国家863大气光学重点实验室”,开展了前沿、探索性研究,为激光技术的发展发挥了重要作用。
经过五十年的发展,大气光学面向学科前沿、国家重大战略需求,不断凝练学科方向。当前,大气光学的研究目标主要瞄准激光大气传输、红外辐射传输、激光雷达与大气探测技术、大气光学特性与建模四个研究方向。基于我国先进激光光电工程应用和应对气候变化等重大国计民生问题的战略需求,以及大气物理与光学学科交叉领域前沿,围绕激光与大气相互作用机理及大气传输特性,大气光学定量探测新方法、新技术等关键科学技术问题开展基础性、前瞻性、战略性研究。
忆往昔峥嵘岁月稠,看今朝旖旎风光秀。安光所大气光学研究在上级领导的支持帮助和全体同志努力下,研究队伍和能力由小到大、由弱到强,在不同阶段,为我国国民经济建设都作出了重要贡献。
五十载栉风沐雨、五十载春华秋实,在安光所迎来五十华诞之际,祝愿安光所明天更美好!
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