筑梦西北的时间使者——记中国科学院国家授时中心研究员姜海峰

□ 徐芳芳

姜海峰

随着集低损耗、大带宽、高稳定性、抗电磁干扰等众多优点于一身的光纤问世以来，光纤频率传输技术在现代科技和基础应用等领域占据着越来越重要的位置。在社会经济和科学技术的高速发展下，高精度时间频率技术在国防军事、深空探测、国民经济建设以及高新技术产业等众多领域都有极为重要的应用。而随着原子钟、光钟的发展，频率标准的不断提高，基于卫星实现高精度时间频率传递方式（如卫星双向比对或GPS载波相位测量）已经不能满足频率标准的传递要求。利用光纤的优点，光纤时间频率传递技术已经成为国际研究热点。

2013年2月23日，我国国务院颁布的国发〔2013〕8号文件《国家重大科技基础设施建设中长期规划（2012—2030年）》，明确提出支持超精密时间频率技术开发，适时启动高精度地基授时系统的建设，明确将高精度地基授时系统的建设提到了与北斗卫星授时系统同等重要的战略高度。2016年2月19日，科技部发布的“国家质量基础的共性技术研究与应用”重点专项中，明确将“时间频率基准及其传递技术研究”列入了国家重点研发计划（2016—2020年“十三五”规划）。

理想是人生的太阳，照亮我们的人生，催促我们不断前行。作为我国最早从事高精度光纤频率传递的研究人员之一，姜海峰将理想扎根在光纤光频梳及其精密测量应用领域，多年来始终如一。面对国家重大战略需求，他内心涌动着满满的责任感，用一生做一位科研探索者，与时间为友，孜孜不倦、奋斗不息。

持续学习，永不安于现状

子曰：“逝者如斯夫，不舍昼夜。”人生在世，就是在不断追逐理想以及实现自我价值的道路上前行着。从求学到选择从事科研事业，姜海峰一直在坚守着自己内心最真实的渴求，从未有过一丝动摇。

1995年本科毕业后，姜海峰开始在天津市电线总厂担任助理工程师。安稳的工作状态，并没有消磨姜海峰的意志，不安于现状的他，于2000年回到了学校，来到了中国科学院上海原子核研究所（现“中国科学院上海应用物理研究所”）攻读核技术应用专业的研究生。2003年7月—2007年3月，姜海峰分别在中国科学院上海光学精密机械研究所，中国科学院国家授时中心担任助理研究员以及副研究员。多年的历练，让他在科研方面积累了丰富的经验，并为他今后科研事业的开展打下了坚实基础。

科研的征程从未止步。为了能够汲取更多的科研知识，姜海峰远离祖国，开启了自己海外求学之旅。2007年4月，姜海峰前往法国巴黎十三大（巴黎天文台）攻读物理专业博士研究生，从2007—2010年，3年的时间，姜海峰通过不懈攻关，在高精度光纤频率传递研究中取得了一系列优秀的科研成果。

他与团队一起发展了光频信号窄带（10Hz）滤波、双向波分复用、级联传递等技术，解决了有限的光纤网络资源、恶劣局部噪声环境、受限于传递延迟的控制带宽等难题。成果有力地支撑了泛欧高精度时频网络建设。期间他发表的6篇论文被引用390次，相关成果也为我国“十三五”国家重大科研基础设施——“高精度地基系统”提供了理论和技术基础。

2011—2013年，姜海峰前往美国国家标准与技术研究院时间频率部交流、访问。在这段时间，他积极参与科研创新与合作，在研究中指出了超稳光生微波源散弹噪声能量转换成相位噪声应与脉冲宽度直接相关，建立了“散弹噪声转化成微波信号相位噪声”的计算模型，进行了实验验证将10 GHz光生微波源宽带噪声压缩到-178dBc/Hz水平，这一研究工作为获得超低相位噪声的微波信号提供了新思路。

发轫西部，实现科研理想

在海外工作研究多年、积累了丰富经验的姜海峰，时刻没有忘记自己的祖国。2013年，他结束了多年的海外求学，决心选择用实际行动，把对祖国最深沉的爱融入自己的科研事业。回国后，他在国家需求的指引下，来到中国科学院国家授时中心（以下简称“授时中心”）实现自己的科研理想。

中国科学院国家授时中心前身是陕西天文台，是以时间频率研究、授时服务为主，同时开展天体测量学、太阳物理、日地关系、天体力学、人造卫星观测与研究的综合性天文研究机构。地处西北，虽然没有大城市优异的科研条件，但姜海峰以初心为伴，从未有过一句怨言。凭借着良好的科研基础、出色的领导能力，姜海峰在授时中心组建了“飞秒光梳及其应用”研究团队。

在过去的数十年里，超快科学领域、非线性光学、光频计量和精确激光光谱学等领域都有迅猛的发展。这些领域所取得的长足进步都和激光器的诞生发展息息相关。这些领域的发展又促使了电控飞秒锁模脉冲激光器技术的空前发展，诞生了广为人知的“飞秒光梳技术”。它对精确测量和非线性光物理等不同的领域产生了显著的影响。因此，对于这一方向的研究具有深远的意义。

在这一背景之下，姜海峰领导团队从零开始，围绕“掺铒光纤飞秒光梳”的研究、研制和应用开展工作，实验室建设、技术突破、成果产出（仪器研制和应用）同步进行，填补了国内多项技术空白。

2014年，姜海峰团队在国内最早实现宽带光梳频率控制，将我国自主研制光梳频率控制稳定度提升两个数量级，达到优于1E-16水平；团队借用传统的辅助锁模思想，提出新型混合式锁模方法，调和了低噪声和高可靠的矛盾问题，实现了“即插即用”低噪声掺铒光纤飞秒激光。团队自主设计和研制的“非互易移相器”，突破了“空间光梳”全保偏光纤激光器研制技术瓶颈，解决了我国921载人航天“空间光梳”的环境适应性问题，实现系统“即插即用”；而且，直接输出光谱宽度达到60nm，优于德国MPQ/Menlo“空间光梳”。

除此之外，姜海峰还和团队成员在不懈探索之下，原创偏振态控制“掺铒光纤飞秒激光”频率方法，实现了迄今为止最大范围的宽带光梳频率控制，该技术已经获中国发明专利授权；他们提出并设计的斜切电光调制器，将超稳激光PDH稳频过程中的剩余幅度调制噪声效应抑制到E-17～E-18水平，为突破目前国际最高稳定度瓶颈，提供了技术储备，相关技术申请了PCT国际专利。

2017年，姜海峰带领研究小组成功研制国内首台光生超稳微波频率产生装置，使国内常温微波源频率稳定度从E-13提升到E-15量级，达到国际先进水平，填补了我国此项技术的空白。该装置的重要组成部分超稳激光、飞秒光梳、频综均为自主研制，具备全部知识产权。目前，该装置已经应用于时间频率基准装置——铯原子喷泉钟，将其短期频率稳定度性能提升了6倍，突破了用于探测原子量子跃迁的微波源频率稳定度对铯原子喷泉钟性能的约束限制。该装置不仅可以改善铯原子喷泉钟性能，提升我国独立自主的时间保持能力，还可作为超高稳定度微波频率源，广泛应用于基础研究及高新技术装备研发。

基于姜海峰在科学研究中取得的优秀成果，他还被任命为“921”载人航天“高精度时频实验柜”子系统“空间光梳”主任设计师，计划2022年发射。如工程顺利完成，该装置将先于欧空局“ESA”的空间光钟计划，成为国际首例“空间光梳”。

一路走来，姜海峰一直在科研的道路上步履不、创新不止。在他的身上，我们看到了一位当代科研人的情怀。人生天地之间，如白驹过隙，忽然而已。在科研事业中实现自己的人生价值，姜海峰无悔。