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HOME-MADE:皮秒脉冲激光源 精选

已有 17115 次阅读 2018-1-28 09:45 |系统分类:观点评述


还没有来得及写2017年的总结,却发现2018年的第一个月就快要过完了。读着朋友们一篇篇精美的总结博文,心里总想着有空了也写写。然而,每次转到发表博文的页面上时,总找不到一个完整的表达来写点东西。总结的账难以结清,索性就让岁月裹挟着向前吧。

其实,不光是总结没有写,自己博客页面的更新也很慢。上一篇博文还是秋季新生入学时的内容,一眨眼新生们来了又走了,一个学期也就过去了。想想和他们说过的话,回过头来对自己说也是成立的,人生就是不断的走向新旅程。您要是问我为什么更新这么慢,我大抵会说这段时间好忙。比如,忙和学生一起搭实验、忙购买新的设备和仪器、忙四处奔波、忙各方讨论,......,大概这样的理由可以讲一箩筐。事实上,说忙主要还是不愿意承认自己懒。

行动是克服懒惰的第一步,我想行动起来写一篇不是为了总结的博文,和朋友们拉杂着谈谈我们在窄脉冲激光源上的一些工作历程。翻看过我博客的朋友应该知道,这不是我第一次在博客里写与窄脉冲激光源有关的东西-http://blog.sciencenet.cn/blog-1037866-813893.html。在我最开始写博客的时候,就和朋友们分享过这方面的技术信息,现在再来写这方面的内容,并非无病呻吟,而是确有偶得。

到目前,我已经在国内外的三所大学里混迹了十五年,和合作者们也做出了不少创新性的实验工作。特别是,近两年我们也逐渐在Nature Photonics等杂志上发表工作。但是,真正的快乐时刻并不是论文发表的时候;而是当我们凭着自己的知识储备做出推进实验进程的HOME-MADE装置时。这样的感触或许是每一个科研工作者心中都会产生的一种共鸣,特别是在科研条件不好,甚至不具备的情况下。从技术层面来说,科研之所以如此的迷人,是因为在向未知世界进军过程中,科研工作者有很多可以感受的苦累和喜悦。前两天,Nature杂志报道了北大的实验室自主研发科研仪器的情况,具体请见-https://mp.weixin.qq.com/s/0e9_yUT3vIP9mEBSiTkDzQ。读完报道,不禁感叹:“用(买来的 )科研仪器做出Nature水平的学术研究已经很困难,而做出能够供高水平科研工作使用的科研装置更为困难。”

作为一名喜欢泡在实验室的科研人员,我也和大多数同行一样时常面临没有实验条件的苦恼。在羡慕先进实验室里设备购置精良的同时,也不断的琢磨如何依靠HOME-MADE解决问题。细数起来,在这十几年混迹在大学的过程中,我和合作者们也做出来不少有意思的HOME-MADE装置。HOME-MADE,多么轻描淡写的一个词,后面隐藏着的或许是一名科研人员发表论文甚至攻读学位过程的艰辛、汗水与喜悦。回想起来,我和合作者们做过的HOME-MADE们,包括:各种控制用的驱动电路板、符合计数电路、窄脉冲激光源、单光子移频电路、TTL-NIM信号转换、......等等。朋友或许会问为什么我记得这么清楚;其实,并不是我记忆力有多好,而是这一个个HOME-MADE背后都有一些难忘的故事。有时间,或许可以写一个HOME-MADE的系列,未来能不能写未敢安排。不过,在这里我想写写和HOME-MADE窄脉冲激光器相关的故事。

开始知道窄脉冲激光器这个词是2006年,那时候去北京做本科毕业设计,老师给布置的题目是做产生250皮秒的电信号源,然后配合外调制器产生百皮秒的光脉冲,用于分布式光纤传感。比较幸运的是,在老师的指导下,最终顺利本科毕业。不过这个源并没有能够在实验室中用起来。此后,时间过了快两年,我们转行做量子光源的实验研究。在这两年间,自己阴差阳错的做了一个HOME-MADE的符合计数电路板用在量子光源的实验平台中。在做这个电路板的时候,自己从来没有想过会在日后的某一天自己使用它。然而,世事总是那么的未知,当波函数蹋缩的那一刻,我们才回头去看来时的路径是多么的莫可名状。

就这样,我从符合电路的友情技术支持变成了纠缠光源实验系统的外行用户,对一个新人来说(坦率地说)是有难度的。本着盲人摸象的态度,开始把自己摸到的部分记录下来,然后渐渐地开始明白实验系统的组成,其中的一个关键部件是窄脉冲激光器。那时候,我们的解决方案是通过被动锁模的方法来实现,在开始的实验研究中,我们都用着这样的窄脉冲激光器,博士论文也就这样成了型。然而,作为一所世界知名的工科院校,研究小组似乎对实用化发展有着迷之崇尚。因此,是否能够实用化发展我们的研究结果,是我们接下来需要回答的问题。 很快的,我们的答案就出来了,能!但挡在实用化发展道路上的障碍还有那么几个。其中一个就是需要新的方案替代先前的被动锁模激光器。因此,制作一个十皮秒量级的窄脉冲激光器成为课题小组的首要工作。科研有时候就是巧合,类似的窄脉冲激光器的研究又回来了。幸运的是,我们MADE了又一次的HOME-MADE,依稀记得测量到光脉冲宽度为20 皮秒时的激动。后来,我们不断地开启更多的HOME-MADE之路,最终HOME-MADE出一台可以实用化的量子光源。记得在北京的最后一段日子里,我们扛着它数次奔波在京沪高铁之间的旅程还宛如昨日。就这样,带着这些回忆离开了北京。那时候就想以后应该不会再有关于窄脉冲激光器的故事了。刚去北京的时候,研究工作与窄脉冲激光器相关,离开时实现了,这一转眼八年。

我再次回到了成都的工科学校。有一天,学校统计科研专长,尽管自己这些年也发了些文章,但要说到专长还真不多,也不能说专长是发表论文。思来想去,发现在窄脉冲激光器的实现方面,我们还算有积累,就写上了,准备混混。报专长的事情也屡见不鲜了,工作人员辛苦整理的册子,最终也许就汗牛充栋了,也并没有过多在意后续。大约又过了两年,我收到一封询问关于窄脉冲激光器的邮件,邮件中说是在一个册子上知道我有这方面的技术积累。不过这一次,我们要做的窄脉冲激光器和之前的波长不一样,之前做的是1550 nm波段的,这次需要做780 nm波段的。经过大家的一番努力,我们再一次做到了,此处就不再赘述过程,最新HOME-MADE激光器的实物图也在本文开篇中贴出,并附上和合作单位一起研制的单光子光时域反射计,希望与朋友们多交流!



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