1987年,福建省人民政府隆重表彰了38名有突出贡献的中青年科技工作者,名列榜首的是中国科学院福建物质结构研究所(简称福建物构所)的沈鸿元。他以研究激光和固体物理见长,成功地解决了固体激光材料Nd:YAP(掺钕铝酸钇)晶体热效应的理论和实践问题,并主持研制出一系列新型高性能激光器,从而使我国YAP激光器件技术在80年代初期进入国际先进行列。 迄今为止20多年的科研生涯中,沈鸿元曾以多方面贡献8次获得全国科学大会、中国科学院和福建省的重大科技成果奖80年代以来,他领导的课题组平均每3年就有一项重大科研成果通过鉴定。 1960年,沈鸿元从厦门大学毕业后,被分配到福建物所的前身单位之一——中科学院福建分院电子研究所。这是一个以结构化学和晶体材料为主体学科领域的球哈研究所。注重从结构与性能的相互关系上探讨问题,是这个所颇具特色的研究方法之一。该所历年来研制了包括激光晶体粒内的数十种新技术晶体材料,为他提供了研究激光高技术的有利条件。 20多年来,沈鸿元先后从事过晶体材料、激光通讯和激光器件等方面的研究工作。他善于在实践中进行多方面的交叉积累,从而形成了自己独特的知识背景和科研思路。在激光高技术领域,他擅长于通过相应的器件技术把晶体材料的固有性能充发挥出来,又善于把实验研究成果上升到理论高度去认识和把握物质运动规律,并返过来指导科研实践。 YAP晶体是60年代末出现的新型固体激光材料,它的显著特点是不需要“起偏”就能得到线编振激光,这预示着它在倍频、调制激光器方面优越卓然的应用背景。因为通常采用的YAP(钇铝石榴石)晶体在“起偏”过程中往往要损耗一半以上的功率,科学家们迫切希望YAP晶能够尽快地取而代之。然而,这种晶体的激光输出功率老是上不去,以致无法与YAG竞争。70年代中期,国内外大多数研究者对YAP晶体巳失去信心,有关工作纷纷下马。 同样处在困扰之中的沈鸿元却想,输出功率上不去即便是“绝症”也应当设法揭开这个“国际悬案”的谜底。他在实验中采用了自行设计的光束扫描装置,对运行中激光束的各种特性进行全方位观察,这使他发现影响激光输出的根本原因在于泵浦(用外加光源激励晶体以产生激光)过程中晶体的热效应。他决心通过改变激光器的谐振机制使之适应机体的特性。经过反复摸索和实验,终于使输出功率提高100瓦以上,完全满足了实际。应用的要求,并达到国际先进水平。接着,沈鸿元又开始新的思考:晶体的热效应是冬样影响激光输出的?相应的器件设计问题又如何解决?显然,这属于更为繁难艰深的理论探索工作。由于YAP是一种正交晶体系晶体,其热效应是各向异性的,即在晶体的不同方向上各种变化的情况都不一样,这就使问题显得极为复杂。尤其是有关应力应变解析关系式的理论计算问题,曾使国内外不少专家不胜其难而中途搁浅。在这方面,沈鸿元是第一个取得成功的人。有关YAP晶体热效应研究的论文发表后,国外专家惊异之余纷纷来函向他索取论文,并邀请他去作学术报告。 1981年以来,沈鸿元在解决热效应理论问题的基础上,同他的助手们一起相继研制成高功率、高稳定单模输出的多种激光器,并首先在激光医疗方面取得了可喜的应用效果。YAP晶体的发现者之一、苏联专家卡明斯基在高度评价沈鸿元的研究工作后不无感慨地说:“YAP晶体是在苏联开的花,在中国结的果。” 回顾自己走过的道路,江鸿元深有体会地说:“任何探索性的工作,都没有一定取得成功的把握。重要的是,要善于把握自己的思路,一旦认准方向就坚持到底,切不可朝三暮四,随人沉浮,以致迷失了自己的方向。”1978年以后的一年多时间,是YAP激光实验的关键时期,却时常遇到电力、水压不足,实验只好在晚上进行,常常通宵达旦。几年来,沈鸿元和助手进行了几千次的实验;而有关基础理论研究工作又几乎成了沈鸿元个人 的“业余创作”,即使在外出参加学术会议的途中,他也抓紧时间在列车上演算。对科学事业的一往情深,使他打破了常人的生活节奏。1978年,41岁的沈鸿元由研寥实习员破格晋升为副研究员,成了福建物构所当时最年轻的高级科研人员之一。从此,他更以特有的快节奏接二连三地推出高水平的科研成果。 中科院福建物构所供 个 人 简 历 沈鸿元,男,1937年出生,上海市人。中共党员。现任国科学院福建物质结构研究所研究员。 沈鸿元1960年从厦门大学物理系毕业后,分配到中国科学院福建物质结构研究所工作至今,历任课题组长、研究室主任、所学术委员会委员、“863”高技术跟踪计划新型激光晶体课题负责人、研究实习员、副研究员、研究员。
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