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鄭為建:為紅外技術(shù)擴展應(yīng)用不懈努力
時光回溯到1995年。3月20日上午7時50分,東京地鐵內(nèi)發(fā)生了一起震驚全世界的投毒事件。三線五列列車上,彌漫著沙林毒氣,造成12人死亡,約5500人中毒。事件發(fā)生的當(dāng)天,日本政府所在地及國會周圍的幾條地鐵主干線被迫關(guān)閉,26個地鐵站受影響,東京交通陷入一片混亂。
經(jīng)查證,這是由奧姆真理教策劃的恐怖襲擊事件,歷經(jīng)十多年,依然常被提及。昆明物理所研究員鄭為建近年來的工作就與有機化學(xué)中有毒氣體的探測密切相關(guān)。他認為,應(yīng)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù),這完全是一出可以避免的悲劇。走近鄭為建,筆者所要領(lǐng)略的不僅是他為擴展紅外技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域所做的不懈努力,還有他由衷而生的責(zé)任感。
始于科研,歸于科研
鄭為建是紅外物理與技術(shù)科班出身,1979年~1983年,就讀于山東大學(xué)光學(xué)系紅外專業(yè)。大四那年,他人生中的第一篇科技論文“紅外輻射調(diào)制”獲得山東大學(xué)論文一等獎,開啟了他與紅外科學(xué)技術(shù)的不解之緣。
本科畢業(yè)后,鄭為建進入昆明物理研究所第二研究室,從事紅外探測器測試與性能分析研究,并參與了黑體紅外輻射源的研制。而1988年起,為了彌補自己在學(xué)識上的不足,他積極“充電”,師從“國際噪聲王”范德基爾親傳弟子朱惜辰教授,攻讀昆明物理研究所半導(dǎo)體器件物理專業(yè)碩士學(xué)位。1991年8月,他被任命為測試組組長,在知名光電半導(dǎo)體專家朱惜辰教授、馮文清教授等指導(dǎo)下,主要參與了碲鎘汞光導(dǎo)探測器的研制與分析研究。“經(jīng)過實驗研究,我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)代電子器件的噪聲比以前國際上公認的要低三個數(shù)量級,這是當(dāng)時國際上最低的噪聲系數(shù),也得到了國際噪聲研究界的認可。”鄭為建繼而解釋道,“實際意義上,現(xiàn)在電子器件的噪聲即電子信號的起伏,比以前認為的要小1000倍。很多原本探測不到的,或者說本來可以探測到但囿于探測條件限制以為探測不到的信號,現(xiàn)在都可以被探測出來。也就是說,人類對自然界的感知能力可以擴展1000倍!”因這項發(fā)現(xiàn),鄭為建獲云南省科技論文一等獎。不僅如此,鄭為建還悉心致力于對電子器件噪聲及長波紅外光電導(dǎo)探測器性能的研究,通過搭建檢測分析材料微觀參數(shù)和器件宏觀性能的實驗裝置,對比來看出現(xiàn)在探測器件的靈敏度要比過去的傳統(tǒng)的“背景限”高。“因為背景限中隱含著一個‘背景光生載流子數(shù)不變’的假設(shè),這種假設(shè)在長波紅外探測中不成立。”他的這部分主張,已形成多篇論文發(fā)表。這些創(chuàng)新性研究以及與同事們的工藝創(chuàng)新,也為昆明物理所在紅外探測器領(lǐng)域取得國內(nèi)領(lǐng)先地位奠定了基礎(chǔ)。
1994年3月,年僅32歲的鄭為建出任昆明物理研究所第二研究室副主任,繼而發(fā)生了職業(yè)生涯的轉(zhuǎn)折,暫時脫離了科研一線。1995年5月,他調(diào)任研究所科研機關(guān),先后任科研處副處長、科技委秘書長(正處級)和發(fā)展計劃部部長,分管過預(yù)研與規(guī)劃工作,負責(zé)過發(fā)展規(guī)劃與條件保障建設(shè)。“最初是基礎(chǔ)研究,坐了多年機關(guān)后,一直到2005年3月任總體二部主任,才又重新回到科研崗位。這時就轉(zhuǎn)到了應(yīng)用研究。”
兜兜轉(zhuǎn)轉(zhuǎn),鄭為建到底還是回到了科研一線,回到了他的老本行。而為了在科研上有更好的發(fā)展,自2002年起,他就開始攻讀北京理工大學(xué)光學(xué)工程專業(yè)博士研究生,師從蘇君紅院士。三年的學(xué)習(xí),為他在科研上的回歸做好了準備。
做有意義的研究
作為一位紅外遙測專家,至今為止,鄭為建每次提到東京地鐵沙林毒氣事件依然不勝唏噓。“由于沒有探測手段,恐怖分子很容易就將包裝好的沙林帶上車廂,戳壞包裝后,在列車到達下一站時若無其事地下車。毒氣擴散和對人的影響是需要一個過程的,大約十分鐘,車廂里的人開始出現(xiàn)各種中毒癥狀。因原因不明,參與搶救的人員開始沒有采取任何防護措施,也有不少入彀。盡管日本的科技非常先進,也是六個小時后才查明了元兇是沙林毒氣,但如果早些發(fā)現(xiàn)就不會出現(xiàn)這種結(jié)局。”
或許是受到這次事件的觸動,從1999年開始,鄭為建就跟蹤起紅外遙測的相關(guān)資料。“所謂遙測就是遠距離探測,在不接觸被探測物質(zhì)的情況下,進行紅外光譜分析。這是國內(nèi)前所未有的,或者說國內(nèi)一直想做但未能實現(xiàn)的。”鄭為建主持國家某軍品型號研制,任常務(wù)副總設(shè)計師,現(xiàn)已完成國務(wù)院中央軍委軍工產(chǎn)品定型委員會批準的一級產(chǎn)品設(shè)計定型,開拓了紅外氣體遙測的工程化應(yīng)用。“譬如說當(dāng)年的東京地鐵沙林毒氣事件,用這個技術(shù)就可以在沙林被攜帶上車之前就探測出來,幾公里范圍內(nèi),幾秒鐘就可以得出結(jié)論,對防恐有很大的意義。”
當(dāng)然,鄭為建團隊的紅外遙測技術(shù)不單單針對某種毒氣,而是能夠做到對各波段的全方位覆蓋,將有機化學(xué)中的上百種有毒氣體全部暴露于“陽光”之下,“就連美國技術(shù)的覆蓋率都沒有這么高。”他自豪地說。這一點,就連他開始進行紅外遙測研究時都沒有預(yù)料到。那時,他肩上更多的是一種義不容辭。“早先,我國沒有這種技術(shù),但不代表國際上沒有相關(guān)技術(shù),至少美國德國都有,美國甚至還在海灣戰(zhàn)爭中應(yīng)用過。由于涉及軍用敏感技術(shù),國外不可能賣給我們,即使是民用,其關(guān)鍵技術(shù)人家也不會給。我們做此研究,就是想爭口氣,自力更生,打破國外的技術(shù)封鎖。”顯然,現(xiàn)在他做到了。他的成果,對于戰(zhàn)時防護、平時環(huán)境檢測與反恐具有十分重要的意義,填補了我軍甚至我國化學(xué)氣體遙測技術(shù)的空白,標志著我國化學(xué)氣體遙測技術(shù)進入國際先進行列。而昆明物理研究所,繼蘇君紅院士開創(chuàng)紅外熱成像技術(shù)領(lǐng)域后,又成為國內(nèi)第一家將紅外技術(shù)用于化學(xué)氣體遙測的單位,極大擴展了紅外技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域。
而今的鄭為建,經(jīng)過歲月的洗禮后,更加成熟起來。他熟悉紅外材料、探測器、紅外整機和光電系統(tǒng)技術(shù)、管理、建設(shè)業(yè)務(wù)與流程;主持過國家軍品型號的研發(fā);組織過重點項目管理工作;曾主持編制“十五”、“十一五”期間單位總體發(fā)展規(guī)劃、建設(shè)規(guī)劃和兵器行業(yè)紅外熱成像技術(shù)發(fā)展規(guī)劃,完成多項建設(shè)項目立項。他還擔(dān)任過云南省光學(xué)學(xué)會秘書長、全國性學(xué)術(shù)社團的專業(yè)委員會組織召集人和總裝防化口的評審專家,參加過兵器光電專業(yè)組的活動,以及云南省地方政府的多項規(guī)劃制定和評審工作,為兵器夜視技術(shù)進步和我國光電產(chǎn)業(yè)發(fā)展,發(fā)揮了積極促進作用。
無論前路如何,他只向著自己的責(zé)任出發(fā),正如他之前在紅外領(lǐng)域所做的一切。“其實,紅外技術(shù)還可以繼續(xù)擴展其應(yīng)用領(lǐng)域,現(xiàn)在我想做的就是紅外干涉成像光譜探測技術(shù)的研究,努力尋求光譜技術(shù)與熱成像技術(shù)的交叉擴展。一旦成功,將使紅外遙測技術(shù)從‘點’式探測、‘線’式探測,發(fā)展到‘面面俱到’的新階段。”
編外記:
鄭為建,1962年6月生,昆明物理研究所副總工程師、研究員,北方夜視技術(shù)研究院副院長,北京理工大學(xué)博士生導(dǎo)師,兵器科技帶頭人。中國兵工學(xué)會夜視技術(shù)專業(yè)委員會總干事,中國光學(xué)學(xué)會高級會員。曾獲國防科技二等獎兩項,省科技三等獎一項,國防科技三等獎二項,國家實用新型專利一項、國防發(fā)明專利三項。
履歷簡明,鄭為建的科研征程卻滿是繁忙的“不簡單”。為了我國的紅外事業(yè),他沒有節(jié)假日;為了外場試驗,他的左手摔傷骨折過都未有抱怨。然而,在他心里最重要的一直是這一天——1990年10月11日,不僅因為他完成了一個最重要的實驗結(jié)果,更因為這一天他有了可愛的女兒。
“媽媽說,爸爸是一個‘不合格的爸爸’……夜深了,爸爸回來了,看著我眼前的數(shù)學(xué)難題,爸爸嘆口氣,拿起筆,細細地解說起來。”這是《春城晚報》的一篇小文,作者正是鄭為建的女兒。作為一位父親,他顯然沒有更多時間來關(guān)心女兒的學(xué)業(yè),卻用自己的方式愛著她。對這位科研中的“硬漢”來說,她是他心底的最柔軟,也是他最大的成就。
文章來源:《科學(xué)中國人》作者:杜玲娟 2012-3-26