前沿光学计量的开拓者——记中国计量科学研究院邓玉强研究员

文/本刊记者 杨 鑫

他们是大国崛起的脊梁

他们是中国创新的先锋

他们来自代表各行各业的科学家和基层科技工作者

我们用镜头和笔墨 立题记事

在《大国先锋》

讲他们动人的中国故事

看他们为之付出的不凡成就——

邓玉强 汉族，1976年生，吉林省东丰县人。毕业于天津大学，2000年、2003年、2006年分别获学士、硕士和博士学位。2006年工作于中国计量科学研究院，任助理研究员，2008年和2015年分别晋升为副研究员和研究员。期间，2013年和2014年两度作为客座研究员赴德国物理技术研究院开展国际合作研究。目前担任全国光辐射安全和激光设备标准化技术委员会委员、全国光学计量技术委员会委员、高校计量规范专项工作组组员。

邓玉强长期从事光学计量研究，承担国家自然基金项目、国家科技支撑计划课题、国家973计划子课题、国家质检能力提升专项项目、国家公益性行业专项课题、上海市科学技术委员会项目课题等各类科研课题十余项。他开拓了超短脉冲激光计量、太赫兹计量等前沿光学计量领域；在国际上提出了小波变换重建超短脉冲光谱相位、时间频率联合分析提取群延迟色散、时间分辨太赫兹特征光谱分析、超宽吸收光谱超高吸收率太赫兹吸收材料制备、标准太赫兹辐射功率计研制、太赫兹空间辐射参数溯源等多项新技术，在Optics Letters, Optics Express, Applied Physics B, Optics Communications, Optics and Lasers in Engineering, Metrologia, IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement等国际知名期刊和《物理学报》《中国激光》等国内期刊，及国内外会议发表学术论文100余篇，被国内外同行引用200余次。他获授权发明专利10项；制定3项国家标准、5项国家计量技术法规和2项国防计量技术规范；自主研制并建立2项国家计量标准装置和社会公用计量标准装置，填补了我国超短脉冲计量和太赫兹计量空白；利用自主研制的计量仪器代表我国参加国际首次太赫兹功率比对，取得国际等效互认。先后获国家质量监督检验检疫总局科技兴检一等奖1项（第5完成人）、科技兴检二等奖1项（第1完成人）、北京市科学技术三等奖1项（第1完成人）、河北省科学技术进步三等奖1项（第2完成人）、中国计量测试学会科技进步二等奖1项（第4完成人）、国家质量监督检验检疫总局优秀科技论文一等奖1项（第1作者）。

艰苦求学，十年磨砺

邓玉强出生于吉林农村，在他眼里，自己是一个从农村走出来的幸运孩子。偏僻的山村，世代以务农为生，能考上大学，摆脱务农的命运算是一种幸运。同时，儿时在山里玩耍和田间劳作的经历对他也是一种宝贵的财富，既丰富了他的知识和经历，也锻炼了他的身体，塑造了不怕苦不怕累的精神。儿时的生活使他享受了大自然赐予的乐趣和宁静。

邓玉强参加中国科协成立60周年百名科学家、百名基层科技工作者座谈会

邓玉强在第五届全国太赫兹科学会议上作主题报告

邓玉强在学习上很认真，也很专心，小学到初中的成绩一直名列前茅。初中毕业后，他离开家到90里外的县城读高中，几十个乡镇的优秀同学汇集在一起，他感到自己很渺小。然而，第一次的期中测试，邓玉强取得了优秀的成绩，意外地进入了乡邻们关注的“百名大榜”。这份惊喜增加了他学习的信心和动力。从此以后，他每天天没亮就起床，到清晨的街道上跑步，然后早早地到教室里自习。这样整整坚持了高中3年，日复一日，无论冬夏。那时候条件很艰苦，却能激发人的斗志。冬天的每个清晨，他都用冷水洗头，在街上跑步，头发冻得笔直挺立，然后回到教室，结冰的头发慢慢融化，散发着热气，此刻依然记忆犹新。那时候伙食很不好，年轻时长身体缺少营养，再加上早起晚睡地整天学习，他上课时经常没有精神，常常不由自主地睡着了，有时候被老师点名批评，却不能自已。课本上的内容，他大多是在自习的时间自己学习和掌握的。艰苦的条件下，每一次考试取得的成绩对他都是一种激励和促进，在这种艰苦条件奋发学习的经历至今仍是一种美好的回忆，使他青少年的生活充实而快乐。

高中毕业后，邓玉强考入了天津大学，跨入了一个新的平台和起点。大学的生活需要迎接更多的压力和挑战，才能一步一步地成长。班里的同学都是各省的佼佼者，他只是班里平凡的一员。他在新的环境再次感觉到了压力和不足，便继续像高中那样努力学习，甚至比以前更加刻苦努力。

邓玉强（右）参加太赫兹国际比对会议时与国际同行合影

本科毕业后，邓玉强考取了硕士研究生。硕士导师给他选择的课题是应用小波变换方法解析实验力学的相位信息。对于小波变换，他一无所知。但是，他敢于迎接新的挑战。他把自己泡在图书馆里，找相关的书籍仔细研读。晦涩的数学原理和公式让初学者难以理解，他却坚持着，硬着头皮往下看，看完一本，再换一本。这样反复阅读了几本，再回过头来读之前的书，慢慢地就掌握了以前难以理解的知识。掌握了这门数学基础和工具，硕士期间研究的课题就迎刃而解了。

硕士毕业后，邓玉强觉得自己的知识还不够，需要继续学习和深造，才能发挥自己的作用和贡献。他又考取了博士研究生，专业却从力学转换到了光学，研究超短脉冲激光技术。超短脉冲激光是激光的顶峰，而他的光学知识仅仅是高中阶段掌握的那一点点基本内容。最初，导师对他能否顺利毕业表示担心。他再次鼓起勇气，逼迫自己安心学习。从激光原理、非线性光学，到超短脉冲激光技术，每天把各种书籍和文献向大脑中灌输。由于缺乏基础，最初的学习很艰难，有的书反复看几遍也看不懂。但是他没有放弃，在一次偶然的机会中，他发现在力学专业应用的小波变换技术可以解决超短脉冲激光领域的相位测量问题。经过反复计算、分析、修改和完善，这种新方法取得了很好的结果，降低了传统方法测量的噪声和误差。他把这个新的发现在国际期刊Optics Express上发表，获得了论文评阅人的高度评价。取得了初步成果后，邓玉强对超短脉冲光学有了浓厚的兴趣，也更加努力学习。他又利用小波变换技术，分析了太赫兹时域脉冲的特征光谱，获得了时间分辨的光谱特征。在老师和同学们的帮助下，他对超短脉冲激光和太赫兹波测量技术开展了深入的研究，取得了较好的成果，在国际上发表了多篇具有影响力的学术论文，使原本充满疑虑的博士阶段顺利毕业。

学以致用，开拓创新

邓玉强博士毕业后，顺利地到中国计量科学研究院光学所工作。超短脉冲激光技术和太赫兹技术是国际光学的前沿和热点技术，但国际上尚未建立该领域的计量标准。我国在相关领域的研究也迫切需要建立相应的计量标准，以保障测量结果的准确可信。为了服务国际前沿研究，为我国相关领域的研究和应用提供准确的量值保障，邓玉强在中国计量科学研究院开展了超短脉冲激光计量和太赫兹计量研究。

邓玉强组建了超短脉冲激光和太赫兹计量实验室，和同事们自主研制超短脉冲激光和太赫兹计量仪器。计量不仅仅是测量，需要提出创新的方法实现精密测量，还需要研究量值溯源的方法和技术，控制并准确评估测量的每个环节和每个参数引起的不确定度。经过几年的努力，他和同事们自主研制了超短脉冲光谱相位干涉仪、超短脉冲自相关仪、太赫兹时域光谱仪、太赫兹干涉波长计、白光干涉群延迟色散测量仪、太赫兹辐射功率计、太赫兹辐射空间特性测量装置等多种精密计量仪器。他提出了超短脉冲时域参数校准技术、太赫兹时域光谱标定技术、白光群延迟色散直接提取技术、超宽带超高吸收率太赫兹吸收材料研制技术等多项创新技术，起草制定了《超短脉冲自相关仪校准规范》、《太赫兹光谱仪校准规范》、《太赫兹功率计校准规范》等多项国家计量校准法规，建立了“超短脉冲自相关仪校准装置”和“太赫兹功率计量标准装置”等国家计量标准装置和社会公用计量标准装置，填补了超短脉冲激光和太赫兹计量空白。

2015年国际计量局组织开展国际首次太赫兹功率计量前沿性比对，当时国际上只有德国、美国和中国具备参加比对的能力。邓玉强的研究成果为我国赢得了参加国际比对的资格。他和同事们自主研制了在太赫兹频段具有超宽吸收带宽和超高吸收率的材料，以此材料为吸收体研制了太赫兹辐射功率计，实现了太赫兹辐射功率量值的独立复现。他反复开展实验测试研究，对太赫兹辐射功率计的重复性、稳定性、均匀性、线性等主要特性做了大量深入细致的实验测量和统计分析，最终将测量不确定度降低到3%，成为在国际上最小的测量不确定度。邓玉强和同事携带着自主研制的太赫兹功率计到德国柏林开展现场比对实验，现场比对取得了很好的等效一致，他们自主研制的太赫兹辐射功率计以国际最小的不确定度取得测量结果等效互认，获得国际同行高度认可。

精益求精，服务社会

邓玉强在实验室工作

邓玉强长期工作在科研第一线，他不仅勇于创新，开拓进取，同时也严谨细致，精益求精。他通过具体实验，提出解决问题的关键技术，对提出的新技术进行实验验证，最终取得创新性成果。他认为只有通过技术创新，才能解决存在的问题和困难，实现精密测量；只有通过实验研究和反复探索，才能准确评估测量不确定度，最终在国际比对中取得等效互认。他在实际工作中不断学习，掌握了机械设计、光路调试、软件编译、电路设计等具体技术，使得各项科研工作一步一步向前推进，最终顺利完成，并取得较好的成果。他作为第一起草人制定国家计量校准法规和国家标准，每个环节都认真对待，掌握各个方面的知识和经验，最终成为国家计量技术法规和国家标准起草领域的专家。邓玉强认为，不深入科研第一线，就不会对具体问题有深入理解。真知是从实践中获得的，只有认真努力，才能准确获取第一手资料，从而找到解决问题的有效途径。

在取得科研成果的同时，他注重把科研成果应用到实际中，服务社会。他和同事们研制的计量标准装置作为量值溯源的源头，为我国超短脉冲激光技术和太赫兹辐射研究和应用提供准确的计量保障；他和同事们自主研制的精密测量仪器为电子、信息、材料、化学、医学等领域提供了大量可靠的测试数据，推进了相关领域研究的进展；他提出的超短脉冲激光测量和太赫兹计量新方法被美国、德国、法国、日本等多个国家及我国多家研究单位多次应用，解决了国际光学、电子、材料、信息等领域关键参数的测量问题。