共同努力 浇灌科技创新之花——访“垂直方位信息传递装置”项目组负责人郭文刚
□冀 宁
“垂直方位信息传递装置”项目可以应用在角度测量的机械、光学、航空、航天等各个领域,在军事上也有广泛的应用前景。
学校一期“百项工程”启动之后,在教授、博士生导师吕福云、盛秋琴指导下,物理学院光学专业郭文刚、罗绍钧、李春雷、范宇4名大四本科生和大三学生阎锋,历经10个月,研制出“垂直方位信息传递装置”样机,并申请了专利,还开设了本科生实验“电光小角度测量技术”,从而将理论与实践很好地结合起来,共同浇灌出一朵科技创新之花。
“垂直方位信息传递装置”项目获得我校第一届本科生创新科研“百项工程”一等奖。日前,笔者采访了项目组负责人、物理学院光学专业研究生郭文刚同学。坚强的后盾郭文刚介绍说,任何科研都离不开坚实的经济基础。项目刚开始时,学校批准了2000元的科研经费,但是光学器件价格都很高,一个渥拉斯顿棱镜就要1985元。在经费严重不足的情况下,他们只好再次向本院申请,物理学院从基地经费中拨出4000元,使得项目组的创新活动能够顺利进行。郭文刚说:在众多的力量当中,经费支持是最基础也是最关键的,没有经费的支持,任何的研究、创新工作都无从开展。身边的温暖“垂直方位信息传递装置”项目是在两位老师辅导下,5位学生一起做的,同学们的每一步成功都离不开指导老师的心血。郭文刚说,他们这个专业的老师比较少,大部分又都是女教授,但是女导师有女导师的优势,那就是特别细心。“垂直方位信息传递装置”项目很多操作都是技术方面的,要求特别精密。实验操作的重复性也特别强,有时连续一两天都要重复一个步骤,这是考验人耐心的一项工作,正是有了导师们的耐心指导,实验才得以顺利地稳步向前。
由于本科阶段学生很少进实验室,除了基础物理实验之外,很少有自己动手的机会,并且那些书本上现成的实验都是重复操作,只能是加深自己对原理的认识,没有什么创造性。而这次是第一次做这种与实际联系紧密的实验,经验不足可想而知。郭文刚说,项目全靠导师认真的指导才能做出来,包括教他们如何查阅资料等这些琐碎的事情。
做实验是很辛苦的一件事情,郭文刚说,他从大四第一学期到毕业一直都泡在实验室里,一般都是从早上七八点到晚上10点多,还有几次到了晚上12点半。吕老师一直陪着他们,直到实验告一段落,学生离开后她才离开。导师的敬业精神给了项目组同学们极大的鼓励与支持,这是一种精神力量,让人敬仰,也让人追求。郭文刚深有感触地说,跟吕老师接触得多了,感觉她是一个非常好的人,无论是做学问还是做人,都值得学生们效仿学习。他说,吕老师在生活上对他们也很关心,给他感触最深的一次,就是去年五一的时候,他从实验室回来很晚,第二天就感冒了,并且开始发高烧。当时非典闹得沸沸扬扬,他找不到退烧药,又担心去医院被隔离,正一筹莫展,吕老师骑自行车把药送到了宿舍,当时已是晚上10点多了。郭文刚说:“南开的老师,做人做学问一样都很棒,可以称得上是‘德才双馨’”。愉快的合作作为“垂直方位信息传递装置项目”的主要力量,组里的5名学生都来自物理学院99级光学专业。大家分工明确,有人搞电路设计,有人参考英文说明书了解仪器的使用方法。大家合作,共同努力,终于成功地完成了这次实验。其间虽然也经历了一些波折,最后还是尝到了合作的愉快与成功的喜悦。
郭文刚介绍说,阅读仪器的英文说明书是项目研究中的重要任务之一,组里的罗绍钧同学英文非常好,翻译仪器说明书的重任自然而然地落到了他的肩上。
装置设计加工出来之后,在调试过程中忽然发现了倍频信号,这是以前从原理上没有考虑到的,他们几个人对此现象进行了深入的理论分析、理论计算和实验,最后,在老师的指导下,验证了光学器件定位误差对方位信息传递装置分辨率的影响。
“垂直方位信息传递装置”是基于偏振光相干测量原理的,因此对光源有着特殊的要求。他们用He-Ne激光器和普通650nm半导体激光器作光源分别进行了研究。最后发现前者的辉光放电噪声太大,后者由于其有源区为波导结构,发散角大且不对称,腔长短属多纵模激光。在方位信息传递装置中,二者均不适用。针对这种情况,他们对光源进行了改进,采用光栅外腔半导体激光选模技术,从而提高了光源的相干性。
“垂直方位信息传递装置”终于研制成功了,可以说这是大家共同探索、共同研究完成的,就如郭文刚所说,合作是一个学习的过程,而成果是大家相互合作的结果。
目前,他们正致力于装置稳定度的提高以及装置的商品化。相信“垂直方位信息传递装置”项目完成之后,定会有很高的应用价值和广阔的市场前景。创新教育

