1961年9月，中国第一台激光器诞生。1964年4月，我国首个为开拓激光科学技术而建立的专业研究所——上海光机所成立。40余年的积累和不懈探索，上海光机所的科研人员终将“中国牌”的激光器送上了太空。
　  2007年10月24日18点05分，“嫦娥一号”卫星搭载在“长征三号甲”运载火箭，于西昌卫星发射基地发射升空。11月28日凌晨，嫦娥一号卫星携带的星载激光高度计正式开启，发出第一束激光，并接收到第一回波，成功开机，目前运行一切正常。
　  为此《上光简讯》编辑对我所嫦娥一号激光高度计激光器项目负责人陈卫标研究员，及其项目组成员进行了采访，了解到了很多项目背后的故事。希望通过报道，使大家“走近”嫦娥一号激光高度计，“走近”研制它的人们。

　  一、星载激光器为嫦娥添“神力”。
　  激光高度计作为载荷，早先美、俄两国的探月过程中都曾使用过。它最大的作用有二点：第一，主要用于探测月球的三维高程信息，形成月球三位精确图像。第二，解决“嫦娥一号”搭载的立体相机由于张角和月球轨道倾角造成无法拍摄月球两极照片的问题，通过对月球两极进行激光探测，为月球两极是否存在“冰”提供参考数据。因此在“嫦娥一号”中加载激光高度计是十分必要的。
　  整个激光高度计的研制工作由上海技物所和我所共同完成，我所主要负责激光高度计中关键设备——星载激光器的研制。研制工作从2002年就已经开始，2003年6月项目立项后，先后经过了“原理样机研制、模样制作、初样制作、正样确定”四个阶段。整个过程进行了无数次的试验，并先后做了若干台星载激光器，包括模样2台，初样3台，正样3台。
　  激光高度计中的星载激光器作为我国首个进入太空的激光器，在研制过程中主要解决四大难题：
　  第一，冷却问题。地面激光器的冷却通常可以直接使用水或其他液体进行冷却，而空间激光器则只能通过辐射传导冷却。
　  第二，小型化、耐力学冲击要求。卫星发射中，每增加一公斤成本花费很高，这就要求尽量想办法使激光器小型化，减轻其体积和重量，降低发射过程中的成本。同时，由于运载火箭升空过程中的加速度很大，激光器必须能够承受15个加速度所带来的巨大冲击，这就对激光器结构的坚固性要求很高。这一点与对传统激光器的要求也有很大区别。
　  第三，太空高真空等特殊环境要求。由于激光器在太空中长期处于高真空环境中，同时激光器在迎阳面与背阳面的温度有很大差异，温度变化范围比较大，这就为它的研制带来了很多要求，很多材料在真空中的特性各不相同，在研制过程中，每个原件都要经过多重测试，以使激光器能够在太空中正常运行。
　  第四、太空中辐照效应。由于在太空中的辐照效应会使电子元器件失效，使光学元件性质可能发生退化。因此，就要求在研制过程中，要对这些器件进行地面辐照模拟，对材料的选择也进行了严格的限制。这也是研制星载激光器的一个特殊过程。
　  星载激光器的研制人员，面对这四大难题，经过充分考虑和技术论证、试验，全面克服了太空中的高要求，保证了激光高度计的平稳运行。

　  二、各部门“精诚合作”，勇闯技术难关。
　  星载激光器也是一个跨单位、跨部门合作的结晶。我所薄膜中心、恒益公司，以及中科院半导体所等也都先后参与到了这个项目中，各部门与星载激光器项目组一起，在总体任务的牵引下，在所科研管理处、质量管理中心的协调下，精诚合作，贯彻航天质量意识，强调过程控制，为项目最终顺利实施提供了保障。
　  各部门在“供货”过程中，首先保证航天项目，同时在项目实施过程中也使自身生产工艺得到提高。薄膜中心为确保星载激光器光学元件的镀膜质量，减少污染，保证星载激光器光学元件镀膜时镀膜间内单机运转；中科院半导体所经过与星载激光器项目组反复沟通，精心配合，不断完善工艺，最终顺利交付合格的正样元部件。
　  所科研管理处、质量管理中心面对我所首个航天项目，在项目管理、协调方面也不断探索，全力支持，成立了所层面的调度机制，配合项目组制定了大量的过程控制文件，每个过程都形成了文件。这些都为项目的高效、稳定实施提供了保证。
　  陈卫标研究员在采访中，对各相关部门的大力支持也多次表示了感谢。
　  当然，任何项目的进行不可能是一帆风顺的。星载激光器项目在实施过程中，由于相关经验不足，在研制过程中也曾遇到很大的困难。相关领导和项目组成员承受了很大的压力，面对着很高的技术挑战。但通过各方面的精诚合作，经过多次会议讨论和研制组成员两个月不分昼夜的奋战，最终圆满解决了这项技术难题，按时达到了各项技术指标。这段经历也被很多当事人形容为刻骨铭心，但也正是这种刻骨铭心，使大家更加体会到了成功的来之不易。

　  三、打造了一支队伍，形成了一种文化，明确了一个方向。
　  嫦娥一号激光高度计项目作为我所首个航天项目，在项目实施过程中，陈卫标和他的研究团队成员对“航天文化”也有着深刻的体会。航天部门“可靠性”要求是第一位的，因为它所生产的器件在空间中都是不可维修的。因此，从技术改革、元器件以及材料的选择上都要以可靠性为首要标准。这些看似苛刻，与中科院基础探索性研究完全不同的要求，却是摆在每个有志于进入航天领域的科研人员面前无法回避的问题。
　  通过嫦娥工程任务的磨练，上海光机所培养、形成了一支优秀的空间激光器研发队伍，为我所承担其它空间激光器任务奠定了良好的技术和工程基础。这支队伍已具有了一定的航天工程经验，并将质量控制意识深深植入了工作的每一个方面。“很多人都发现，做完嫦娥项目的人‘胆子越来越小’，以前设计大胆，现在设计时都要多问自己几个为什么？为什么要做这样的设计。细小甚微。”陈卫标研究员这样的评述，也让我们从侧面了解到这支队伍的变化。
　  在星载激光器研制过程中，项目组在研制的同时，对工艺流程加以细化，共形成了大量的文件，这些文件详细规范了制作的每道程序，不但使这些工艺流程存在研发人员的脑中，更记录在文字上。同时，项目组还认识到，对于过程控制一定要细化到任何一个小零件。他们在研制的所有过程中，都采用了“双岗制”，严格保证生产、复检两道程序。用陈卫标研究员的话说：“我们既要按要求高效率的完成任务，又要按照工艺文件一步一步细化我们的操作，后者是前者的基础，只有质量得以保证，才能不断提高成品率，进而使我们的科研工作顺利进行。”
　  通过这几年对星载激光器的科研攻关，陈卫标研究员认为，不但对科研队伍的建设很有帮助，增加了员工对空间激光器的认识，了解到了它的重要性，提高了大家的科研水平，更重要的是为实验室、所里明确了一个学科方向。星载激光器因其高技术性和小批量性，十分适合研究所的特点。同时，这个项目也使先进激光实验室1/3的员工，以及所内很多部门都参与其中，为大家提供了一个很大的发展舞台。

　  四、期待更美好的明天。
　  由我所参与研制的“嫦娥一号”激光高度计还在太空中盘旋，精准的完成着它的使命，而研制它的人们则早已开始了“明天的准备”。
　  陈卫标研究员谈到：从科研角度来讲，这次星载激光器的研制成功可以说是我们科研道路上的一个里程碑。队伍在工作过程中积累了很多经验，对于今后承担其他航天项目打下了很好的基础；从整个工程管理角度来讲，该项目促进了我所相关综合管理能力，科研管理、质量管理的协调能力，为今后工作的开展铺平了道路。
　  据了解，在“嫦娥一号”激光高度计项目之后，在“十一五”甚至更长一段时间，我所还将承担更多的航天任务，也会在星载激光器的研制过程中得到更加长足的发展，争取为我国空间探测航天事业做出更大的贡献。
　  广大的星载激光器研制人员，在项目中发扬了严谨、求实、协作、奉献、知难而进的科研精神，对于未来，他们还将一如既往，认真对待每项研制任务。下一次的成功已从现在起航……

 

（屈炜  王伟之）

 

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