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        黃永梅:執(zhí)光電之手 牽天地一線

        2019-11-01 11:15:58高妍鄭聲宇
        科技創(chuàng)新與品牌 2019年9期
        關(guān)鍵詞:實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

        高妍 鄭聲宇

        2016年8月16日,全球首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號(hào)”成功升空,它由一顆低軌衛(wèi)星和5臺(tái)地面望遠(yuǎn)鏡組成,衛(wèi)星發(fā)射升空后,星地量子通信實(shí)驗(yàn)正式開(kāi)始。

        遙遙星地,飄渺一線,科學(xué)家們要做的,就是為天上的衛(wèi)星與地面的望遠(yuǎn)鏡終端系統(tǒng)建立穩(wěn)定的“對(duì)話通道”。5個(gè)地面望遠(yuǎn)鏡中,4個(gè)由中國(guó)科學(xué)院光電技術(shù)研究所負(fù)責(zé)研制與實(shí)驗(yàn),該所黃永梅研究員正是量子衛(wèi)星科學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)地面望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)技術(shù)總指揮。

        黃永梅,1989年從電子科技大學(xué)畢業(yè)被分配到光電所,多年從事光電自動(dòng)跟蹤控制技術(shù)研究,自2007年開(kāi)始領(lǐng)導(dǎo)星地量子通信地面光學(xué)通信終端系統(tǒng)的研制與實(shí)驗(yàn)工作,被稱為“地空對(duì)話”技術(shù)的“女掌門”。

        在星地量子通信實(shí)驗(yàn)中,要構(gòu)建穩(wěn)定的量子通信鏈路,必須依靠高精度地面站系統(tǒng)來(lái)快速捕獲信標(biāo)光并實(shí)現(xiàn)高精度穩(wěn)定跟蹤,而這都是地面望遠(yuǎn)鏡要承擔(dān)的任務(wù)。

        分開(kāi)來(lái)講,地面望遠(yuǎn)鏡的任務(wù)分成以下幾方面——高精度指向衛(wèi)星軌道完成捕獲,即讓地面發(fā)現(xiàn)衛(wèi)星;發(fā)射上行信標(biāo)激光照射衛(wèi)星,即讓衛(wèi)星“看見(jiàn)”地面;及高精度跟蹤衛(wèi)星光軸、保持高精度星地光軸動(dòng)態(tài)對(duì)準(zhǔn)、準(zhǔn)確接收下行信號(hào)光數(shù)據(jù)等。

        要知道,遠(yuǎn)在天上的衛(wèi)星是始終保持高速飛行的,經(jīng)過(guò)每個(gè)光學(xué)地面站的時(shí)間只有短短5分鐘。地面望遠(yuǎn)鏡就是要在這么短的時(shí)間里完成對(duì)量子衛(wèi)星發(fā)射的下行量子信號(hào)光的捕獲,并實(shí)現(xiàn)持續(xù)、穩(wěn)定的跟蹤,完成量子密鑰的接收。精準(zhǔn)、無(wú)縫的星地對(duì)接需求,對(duì)地面望遠(yuǎn)鏡的跟蹤精度提出了近乎嚴(yán)苛的要求。

        黃永梅團(tuán)隊(duì)能做的,便是在戈壁和高原的惡劣環(huán)境中,在高溫、高寒和高反的多重考驗(yàn)下,對(duì)望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行反復(fù)調(diào)整和測(cè)試,“如切如磋,如琢如磨”。

        最終,他們先后突破了大速度范圍和風(fēng)擾條件下的高精度跟蹤、寬譜段范圍內(nèi)的多頻點(diǎn)保偏等關(guān)鍵技術(shù),成功研制了國(guó)內(nèi)首臺(tái)集量子通信、激光通信、天文觀測(cè)為一體的多功能大口徑望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)。

        該望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)具有寬光譜、高效率、高保偏、高波相差精度的光學(xué)系統(tǒng)和速度動(dòng)態(tài)范圍大、抗擾能力強(qiáng)、跟蹤精度高的特點(diǎn),其跟蹤精度信號(hào)光保偏度等指標(biāo)均為國(guó)內(nèi)領(lǐng)先,達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

        也正是這一望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng),作為“墨子號(hào)”科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星的地面支撐,完成了全球首次星地量子通信科學(xué)實(shí)驗(yàn),以及國(guó)內(nèi)首次星地相干激光通信實(shí)驗(yàn)。

        同時(shí),黃永梅還積極致力于科研成果的產(chǎn)業(yè)化推廣,成功研制出了國(guó)內(nèi)第一臺(tái)輕量化、小型化量子通信望遠(yuǎn)鏡樣機(jī)。

        多年來(lái),黃永梅已在相關(guān)技術(shù)刊物上發(fā)表學(xué)術(shù)論文數(shù)十篇,申請(qǐng)和授權(quán)相關(guān)發(fā)明專利30余項(xiàng),并帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)先后獲得省部級(jí)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)2項(xiàng)、二等獎(jiǎng)1項(xiàng),中國(guó)科學(xué)院杰出科技成就獎(jiǎng)(集體獎(jiǎng))等榮譽(yù);而她本人也獲評(píng)四川省三八紅旗手、2019年四川“最美科技工作者”等稱號(hào)。

        “銀浦波涌,梅花香動(dòng)乾坤。她,憧憬星月飛鴻,執(zhí)光電之手,牽天地一線,傳音信洞紫霧紅霞,送清影上瓊樓玉宇。她是鏗鏘玫瑰,砥礪新征程,建功新時(shí)代,在科研戰(zhàn)線大展巾幗風(fēng)采,攻堅(jiān)克難、闖關(guān)奪隘,建成我國(guó)首套量子通信地面望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng),成功實(shí)現(xiàn)星地量子通信?!边@是7月13日,2019年四川“最美科技工作者”發(fā)布儀式上黃永梅所獲得的頒獎(jiǎng)詞。

        執(zhí)光電之手,牽天地一線。量子通信的研究中,星地對(duì)接的征程上,黃永梅和她的伙伴們要做永遠(yuǎn)的“追星人”。

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