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然而,四年之后,我的梦想破灭了,在报考研究生时,我以三分之差又从光学专业调剂到了物理电子专业。年回国后,我又开始做一些激光探测的工作,之后的七年,我又从事了一些微光方面的工作。
大家可能对我的工作以及专业研究方向很好奇。其实,我就是辅助科学家工作,为他们在科学研究中,制作一些诊断工具,例如科研相机。
为什么要做科研相机?众所周知,眼睛是人类获取信息的主要途径。但是,我们的眼睛所能观测的波段在整个光谱段是非常有限的,只集中在纳米,像长波红外、短波磁外均无法企及。另外,人眼的时间分辨能力是
例如一个杯子掉在地上的时候,我们看不到杯子如何破裂,只能看到杯子破了。又或者食盐在水中的溶解、植物的光合作用,我们都看不到变化的过程,因为我们眼睛天生的时间分辨能力是这次南极科考的主要目的,是收集光的影子,为科学家了解宇宙,了解世界,了解地球收集基础数据。
这是在南极的时候,让我又头痛又心酸的仪器。它叫全天空摄像机,它由科研洞的下方穿到房顶上露出来,就像鱼一样的眼睛,仰望着苍穹,观测苍穹间到底会发生什么。这个仪器是因为这个机器在工作的时候,需要我根据日出日落,推测开关机时间。并且它会经常起雾,需要人为放置干燥剂,定期更换。另外一件令人头疼的事情,便是数据的存储了。
图片中的仪器叫扫描光度计,虽然外观丑陋,但是发挥的作用却不容小觑。这个光度计是我留在南极的一个遗憾,因为它几经摧残、饱受折磨。
在南极最害怕的是仪器发生故障,本以为回国以后,我将继续从事一些极光方面的研究,但是命运总是会让你有所改变,我要做的第二件工作便在这个时候正式开始了。我当时记得非常清楚,第一天回到上海,第二天我便买了返回西安的机票,价值在我们做这个实验的时候,全球的科学家正在思考着一个更宏伟的计划,下面,我们来看一下视频。我们永远也不会联想到这与牛奶有什么关系?我告诉你,科学家要做的这个宏伟的计划,就是解决我们人类能源终极的问题。它通过上百路的激光去压缩一个大概只有这个事情是非常难的,我们通过一个简单的数字来看。这个数字大家可能比较熟悉或者比较陌生另外科学家要在如果规定第一个进来的人坐在第一排的第一列,第二个进来的人坐在第一排的第二列。我站在讲台上,看到每个人坐的座位,便会知道每个人进入演讲大厅的时间。其实,这就是最简单的时间到空间变换的关系,相机就是基于这个原理做出来的。我们做实验,经过五年半的努力,我们终于做出几台相机。
做这种相机是一件最考验人的耐心和细心的事情。我们要实现对光的一个精确控制或者调控。首先,必须把光拼接在一个密封腔里面,然后,对它进行一个调控,让它按照我们的意愿去做。
如图所示,右边是一个直径大概在这个探测器里面,包含着近
我一直认为自己是一个科研工兵,科研工兵的定义是什么?其实就是干完了一件事情,去干另外一件事情。当我将具有飞秒时间分辨的相机交给科学家的时候,我已经开始了另外一个事情,就像十年前我从南极回来转到第二个事情是一样的仓促。
我要做什么事情?追逐微光。什么是微光?大家应该都比较清楚,当我们用手机或者用相机拍摄黑暗的时候,拍出来永远是一团漆黑,黑暗里有没有东西我们不知道,有可能有,也有可能没有。
当时科学家们正在酝酿着一个项目,就是暗物质的探测,它的信号有三个非常显著的特征:第一个是转瞬即逝,非常的快;第二个是非常的弱,弱到什么程度,弱到每秒钟我可以数数,每秒钟个探测器了,总不能再这样下去。
这时,我的第一反应是这个方案是不是正确呢。我想不应该有错,因为整个方案,从能量的前端到后端的传递,都是我建模、设计、计算的。但是铁铮铮的事实摆在面前,当时,我每天都在思考,光到底去哪儿了。后来,我计算了一下,发现跟计算机模拟的差不多,应该不会有问题。
有一天,我又去实验室,再进行一遍测试。当我在扭动示波器的时候,发生了一个跳动,我想问题解决了,光找到了。由于我们前端设计的那个光的放大,跟存储的东西存在配方的差异,导致了它发生微秒以后,所有存储光的能量全部消失了,所以抓不到光也是正常的。
作为一个做光电仪器的科研工兵,我的目标就是不断的去追求高的时间分辨,高的空间分辨。如果有机会,我再跟大家一起分享我是如何精确地捕获每个光子的。谢谢大家。