中國工程院院士、武漢理工大學戰(zhàn)略科學家姜德生是我國光纖傳感技術研究的先驅者。他打破國外技術封鎖，帶領團隊研制出我國第一個光纖傳感器，研發(fā)出光纖傳感設備核心器件，編制了光纖傳感領域國家標準，形成了具有我國完全自主知識產(chǎn)權的光纖傳感成套生產(chǎn)技術與裝備，破除了國外技術產(chǎn)品壟斷，使我國光纖傳感技術實現(xiàn)了從無到有、從有到優(yōu)的躍升。

姜德生院士團隊開發(fā)的光纖傳感產(chǎn)品被院士同行評價為“帶來監(jiān)測領域里的一場革命”。他率隊攻關研發(fā)的新一代大容量光纖傳感網(wǎng)絡核心技術，在首次工業(yè)化生產(chǎn)出單纖超過十萬個光柵傳感器的產(chǎn)品，形成大容量、高密集、高精度的光柵陣列光纖傳感網(wǎng)絡系統(tǒng)，取得了世界領先的創(chuàng)新成果，我國光纖傳感技術實現(xiàn)了從跟跑向并跑、領跑的戰(zhàn)略性轉變。該技術在C919大飛機、機場智能跑道、智慧地鐵、智能高速公路等多個國家戰(zhàn)略任務和重大工程中實現(xiàn)首次示范應用，守護大國重器安全。

姜德生院士是不懈的追光者，追逐的是光纖傳感技術突破，在三尺講臺和工程科研最前沿，用科學家精神滋養(yǎng)著青年學生，帶領他們把論文寫在祖國的大地上。他帶領團隊搏擊在光纖傳感技術的制高點，指引他們成為各領域的“智能脊梁”，他也是溫暖的發(fā)光者，照亮的是學子們的前進方向；他尤為重視學生的交叉學科思維的培養(yǎng)，把科學精神和創(chuàng)新種子撒向中小學生，點亮他們科技強國的夢想。

為光纖傳感設備配上“中國芯”

問：光纖傳感設備配上“中國芯”有什么重大意義？

姜德生：光纖傳感本質安全，可靠性高，對大國重器意義重大。美國、日本和歐洲發(fā)達國家，都將光纖傳感列為重點支持的優(yōu)先發(fā)展技術，我國研究被多方掣肘。我國光纖傳感的發(fā)展和其他很多領域一樣經(jīng)歷不同發(fā)展階段，早期主要是引進國外的技術進行消化再創(chuàng)新，但是高精尖技術，國外不可能轉讓給我們。隨著我們國家的高速發(fā)展，在很多領域，我們國家不再跟著國外思路走，而是自主進行更高層次的研發(fā)創(chuàng)新。

早期，國內做光纖傳感器基本仿制國外，但部分參數(shù)達不到我們國內行業(yè)標準。長期以來，光纖傳感很多關鍵的器件被國外壟斷，光柵波長信號解調的一個核心器件大約2萬美元一支，一個小指頭大小的東西，比黃金還貴！當我國提出以較低的價格批量買他們的產(chǎn)品時，遭到拒絕。這樣被別人“卡脖子”的憋屈，讓我們下定決心，自己帶隊研發(fā)。經(jīng)過三年攻堅，我們研制出性能更優(yōu)，成本更低的核心光器件。后來，美國公司主管，曾三次親自到中國來，提出按照原價格的1/3把他們的產(chǎn)品賣給我們，企圖在中國占領更多的市場，我們當時就婉拒了。

問：光纖傳感設備配上“中國芯”帶來了哪些改變？

姜德生：油庫火災事關重大，我下決心要開發(fā)出光柵火災報警裝置，避免重大火災的發(fā)生。經(jīng)過幾百個日日夜夜的攻關，我們團隊終于在全國率先研制出了具有自主知識產(chǎn)權的“光纖光柵感溫火災報警技術與系統(tǒng)”，并投入國家油庫工程使用。

再舉一個例子，2006年6月，陜西秦嶺終南山隧道火災報警工程進行國際招標，一時成為當時世界矚目的“擂臺”新聞。國外某知名光纖傳感企業(yè)參與競爭時提供的方案，不僅需要大量的后期維護，報警時間也需要好幾分鐘。而我們的火災報警裝置，解決了20公里長距離無中繼的世界難題，報警反應時間只需不到20秒，而且每公里的建設成本只有國外產(chǎn)品的三分之一。最后，我們團隊以技術第一中標。

此后，國外同類產(chǎn)品逐步退出中國市場。截至目前，光柵火災報警系統(tǒng)裝備了我國兩萬公里隧道、90%的油庫火災安全監(jiān)測，為國家安全和國民生活提供保障。

“萬物互聯(lián)”守護大國重器

問：服務國家需求，尤其是守護重點領域重大工程安全中你們做了哪些持續(xù)研究？

姜德生：只要是對國家有利，能保障人民的生命財產(chǎn)安全，我們都義不容辭地進行科研開發(fā)，我們團隊把自己服務的范圍擴大到經(jīng)濟建設的方方面面，推動多行業(yè)轉型升級。

近年來，針對交通強國戰(zhàn)略對光纖傳感網(wǎng)絡的新需求，我們積極開展新一代大容量光纖傳感網(wǎng)絡核心技術攻關，取得了世界領先的創(chuàng)新成果，首次工業(yè)化生產(chǎn)出單纖超過十萬個光柵傳感器的產(chǎn)品，形成大容量、高密集、高精度的光柵陣列光纖傳感網(wǎng)絡系統(tǒng)。

這一技術已在機場智能跑道、智慧地鐵、智能高速公路等多個重大工程中實現(xiàn)首次示范應用，為多個行業(yè)高質量發(fā)展提供關鍵智能化平臺和核心數(shù)據(jù)支撐，得到行業(yè)和相關部門的高度好評。

問：如何評價我國光纖傳感產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平和未來發(fā)展方向？

姜德生：我們團隊持續(xù)積極促進光纖傳感技術的標準化和產(chǎn)業(yè)化，推動了光纖傳感領域第一個國家標準的編制與頒布。團隊開發(fā)了七大類30余種光纖傳感器，形成了具有我國完全自主知識產(chǎn)權的光纖傳感成套生產(chǎn)技術與裝備，破除了國外技術產(chǎn)品壟斷，打破了公路隧道等領域進口產(chǎn)品一統(tǒng)天下的局面，極大降低了建設成本。

另外，我們匯聚高校與企業(yè)的綜合優(yōu)勢，孵化了光纖傳感領域首家上市公司——理工光科股份有限公司，促進光纖傳感產(chǎn)業(yè)的規(guī)?；l(fā)展。

根據(jù)光纖光柵傳感技術發(fā)展的需求和存在的關鍵問題，我們開展了大量研究，成功突破了光纖光柵傳感技術工程應用的兩大瓶頸問題。研制出編碼光纖光柵，解決了普通光纖光柵無法大容量多點分布式檢測的難題；發(fā)明了角調諧波長解調方法，實現(xiàn)了光纖光柵解調技術的自主創(chuàng)新。而且這些創(chuàng)新的技術具有自主知識產(chǎn)權，為我國所獨有，從而使我國光纖光柵傳感技術在國際上占有重要地位。

在智能化物聯(lián)網(wǎng)高速發(fā)展的現(xiàn)下，我們建議，加快部署新一代“智能傳感網(wǎng)絡”中的“卡脖子”關鍵技術的研發(fā)及上下游產(chǎn)業(yè)鏈的建設，打破國外技術封鎖，形成具有我國自主知識產(chǎn)權的成套生產(chǎn)技術與裝備，形成以光纖通信、光纖傳感、光器件產(chǎn)業(yè)為主導，物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能競相發(fā)展的格局。

?不懈追光引導光纖人接續(xù)奮斗

問：如何回望您的“追光”生涯？

姜德生：最早時候，我利用學校的材料優(yōu)勢研究激光。臺風襲來時，高樓會發(fā)生多大的位移？高層建筑國家標準的制定離不開這個重要數(shù)據(jù)。我發(fā)現(xiàn)利用光纖抗電磁干擾的優(yōu)勢，不僅能預測臺風的來臨，還可能開辟一個全新的領域。我把一間石棉瓦蓋的庫房當成自己的實驗室，研制出我國第一個光纖傳感器――光纖風壓計。一鳴驚人，因為“光纖傳感器”這個名詞剛從國外傳入中國不久。

1981年，我研制的光纖風壓計在廣州白云賓館測試成功，成為全國首個光纖風壓傳感技術的成功案例。這個光纖風壓計在臺風的強電磁干擾中仍能正常工作，還獲取了寶貴的測試數(shù)據(jù)，為我國高層建筑風荷載設計標準提供依據(jù)。

創(chuàng)新永無止境，學科交叉是創(chuàng)新的重中之重。就單個學科而言，比我們研究實力、技術實力強的單位或個人有很多，我們只有在涉及光纖傳感技術的各個學科之間做好融合貫通，才能在單個學科條件不如人的情況下，在整體、綜合的研究方面形成特色、占據(jù)優(yōu)勢、取得成功。沒有學科交叉，沒有平臺，干不出大事。所以，我經(jīng)常跟學生們講，最重要的就是要學科交叉。

問：您如何結合自己的科研經(jīng)歷對年輕科研人員闡釋“將論文寫在祖國大地上”的意義？

姜德生：除了堅持第一課堂育人，我經(jīng)常帶著學生深入隧道、橋梁、港口、水電等系列世界級首創(chuàng)工程一線，開展實踐教學，引導學生了解技術需求、討論技術方案、攻克技術難題，幫助他們成長為創(chuàng)新復合型人才。

我經(jīng)常用自己科研的親身經(jīng)歷，鼓勵學生用多學科交叉的創(chuàng)新思維解決行業(yè)痛點堵點。在解決煤礦安全監(jiān)測的項目中，我堅持下礦井到工作面實地指導實驗。有一次，乘升降罐籠下到200米深礦井，再蹲騎“猴車”乘纜索下行至巷道，繼續(xù)徒步行走將近2公里才到達工作面，行走途中不時能聽到煤巖斷裂的聲音，還能看得見瓦斯氣體涌起的水泡。我堅持奮斗在科研一線。但是在成果和榮譽面前退居幕后，讓年輕一代的學者做首席專家、項目負責人。很多項目找上門尋求合作，我都推薦給了團隊的年輕老師，幫助年輕學者成長為在工程領域獨當一面、帶領團隊的專家型人才。

另外，我也要多將科學精神、科學思想、科學知識和科學方法傳遞給青少年，鼓勵孩子們講科學、愛科學、學科學、用科學，點亮孩子們的科技強國夢想。我倡議武漢理工大學附屬小學成立“少年科學院”課外實踐活動基地，我也擔任了科技校外輔導員，與孩子們開展“大手拉小手”交流活動，近距離感受科技創(chuàng)新的魅力，幫助孩子們在心中種下熱愛科學、為國爭光的種子。

后記：姜德生院士曾寫下一首七言詩歌：“歷百年崢嶸滄桑，譜華夏雄渾樂章。鑄國強民富永盛，成中華復興夢想?！奔埗糖殚L，這首詩里，飽含了他道不盡的家國情懷。

訪談中，這位75歲的老人眼神透徹、聲音洪亮、邏輯清晰、語速飛快，飽含著對光纖傳感事業(yè)的熱愛。姜德生院士用光纖傳感測量世界，用萬物互聯(lián)守護大國重器，用愛心智慧培育學子。他用遠見卓識、辛勤耕耘、低調謙和詮釋為師之道，引導無數(shù)學子接續(xù)奮斗。

來源：新華社

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