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让光照进海洋 中国水下光学战略平台从青岛进入大洋

2019-02-24 14:27 来源:青岛晚报
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吴国俊(左二)和他的科研团队。

“空中飞人”吴国俊

从今年5月底到现在,每月数次乘飞机往返西安与青岛之间,已经成了中科院西安光学精密机械研究所 (西安光机所)吴国俊博士的出行常态。为了能够省出更多的工作时间,他每次从西安出发,都会乘坐最早的一个航班来青岛。1978年出生的吴国俊,虽然是西安光电所的年轻学者,但在水下光学研究领域已是相当资深的研究专家。

“来到青岛,对我们来说,依然是个全新的开始,因为要开展的研究工作意义特别重大!”吴国俊说,“重大到产生的每一项科研成果都能渗透到中国国防安全、社会民生、高端科研等方方面面。”从西安往返青岛,吴国俊到底在研究什么呢?

让光照进海洋有多难?

事情要从2016年5月底说起。今年5月底,中科院西安光学精密机械研究所(西安光机所)侯洵院士、副所长李学龙等一行人来到碧波环抱的青岛,与青岛海洋科学与技术试点国家实验室(海洋试点国家实验室)签订了一项战略合作协议,要将双方在光学和海洋学领域的研究优势结合在一起。经过6月底到7月的一系列关于建设方案、运行预算等研讨会的开展,“海洋光学观测与探测联合实验室”的建设工作正式启动。

对大多数人而言,“水下光学”或“海洋光学”,还是一个比较陌生的概念。但对拥有300万平方公里内水和领海的中国而言,如何在海下睁开一双明目,看清海面之下的地貌、物产等信息,是关乎国防安全、资源管理和经济民生的重要命题。人对外界事物的认知,有80%-90%都来自于视觉。但海水本身具备的高吸收、强散射等特点,给“看海”带来了很大的障碍。即便是在海水中吸收损耗最小的蓝绿色光,在海水中的传播也不过十几到几十米,这在应用上远远不够。水下光学的研究,就是要解决这些问题。潜艇活动和对潜通讯,需要直观的光学图像;水产养殖行业需要水下观测系统来辅助管理;对水下光的合理利用,能帮助实现水产的增产和疾病防护;再加上水生生物光合作用研究、海洋资源的探索……水下光学的应用渗透进国防、民生、科研等方方面面。

然而,出于种种原因,我们国家在这一领域的发展程度还远远不够。市场上,大约90%的水下光学设备来自国外。即便在研究更为深入的国家,这一学科的发展也受到海水强散射、高吸收性质的强烈制约。“从国际整体来看,水下光学特别是海洋光学的应用,都不是太理想。各个国家都在加紧这方面的研究。”吴国俊说。

联合实验室要把“海洋看穿”

为了共同探讨我国水下光学的应用需求和未来发展,海洋试点国家实验室与西安光机所进行合作,成立了“海洋光学观测与探测联合实验室”。西安光机所早在1988年就开始进行水下光学的研究,是国内较早开展水下光学研究的科研机构,近三十年来进行了大量的水下光学研究工作,成功完成了多项国家重大任务,积累了丰富的研究经验。根据海洋试点国家实验室在国家海洋发展中的定位和研究任务,实验室始终坚持以建设国际一流海洋科技创新平台为目标,以全面深化科技体制改革为主线,汇聚创新资源和创新团队开展原创性研究,提升我国海洋科学与技术自主创新能力,引领我国海洋科学与技术发展。

水下光学是未来光学研究的重要领域之一。共同的战略使命和互补的平台优势,使得西安光机所与海洋国家实验室携手,成立联合实验室,联手把光照射进更深的海洋之中。“海洋试点国家实验室是一个很好的平台,我们希望借助这个平台,把我们在这方面所取得的技术基础更好地用在国家相关海洋探测中。”作为联合实验室科研团队的带头人之一,吴国俊说,“水下光学成像、水下目标光学探测、水下光学传感器是西安光机所在海洋国家实验室的重点研究方向。”在科研成果转化上,海洋观测与探测联合实验室光学研究定位于聚焦水下光学关键技术,开展设备研发,逐步实现科研成果的工程化和产业化,满足功能实验室科研设备需求,将为全面提升我国海洋光学监测和探测技术、装备水平作出贡献。

中国水下光学战略平台青岛入海

频繁往返西安与青岛,吴国俊说,除了与家人呆在一起的时间实在太少,自己并不觉得有多辛苦。“我们联合实验室研究的都是最先进的技术,对我们科研工作者来说,最大的快乐和幸福是科研上的成果与突破!”与海洋试点国家实验室联合成立新的研究平台,对海洋国家实验室和西安光机所而言,都是有着重要战略意义的一步。西安光机所,这个当年为中国“两弹一星”工程配套的科研机构,经过50多年的发展,打造出中国水下光学战略平台,如今从青岛深入大洋,从海洋强国战略角度上审视,不亚于当年参与的“两弹一星”。

“世界各国对海洋研究和开发的竞争程度,丝毫不亚于太空。谁能在海洋光学领域内取得技术突破,谁就能先人一步看透、看清深邃的海洋,谁就能取得开发和科研优势,而这就是我们的使命与职责。”吴国俊说。(青岛晚报/掌上青岛/青网记者 王伟

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