筑夢西北的時間使者
——記中國科學院國家授時中心研究員姜海峰

□ 徐芳芳

姜海峰

隨著集低損耗、大帶寬、高穩定性、抗電磁干擾等眾多優點于一身的光纖問世以來，光纖頻率傳輸技術在現代科技和基礎應用等領域占據著越來越重要的位置。在社會經濟和科學技術的高速發展下，高精度時間頻率技術在國防軍事、深空探測、國民經濟建設以及高新技術產業等眾多領域都有極為重要的應用。而隨著原子鐘、光鐘的發展，頻率標準的不斷提高，基于衛星實現高精度時間頻率傳遞方式（如衛星雙向比對或GPS載波相位測量）已經不能滿足頻率標準的傳遞要求。利用光纖的優點，光纖時間頻率傳遞技術已經成為國際研究熱點。

2013年2月23日，我國國務院頒布的國發〔2013〕8號文件《國家重大科技基礎設施建設中長期規劃（2012—2030年）》，明確提出支持超精密時間頻率技術開發，適時啟動高精度地基授時系統的建設，明確將高精度地基授時系統的建設提到了與北斗衛星授時系統同等重要的戰略高度。2016年2月19日，科技部發布的“國家質量基礎的共性技術研究與應用”重點專項中，明確將“時間頻率基準及其傳遞技術研究”列入了國家重點研發計劃（2016—2020年“十三五”規劃）。

理想是人生的太陽，照亮我們的人生，催促我們不斷前行。作為我國最早從事高精度光纖頻率傳遞的研究人員之一，姜海峰將理想扎根在光纖光頻梳及其精密測量應用領域，多年來始終如一。面對國家重大戰略需求，他內心涌動著滿滿的責任感，用一生做一位科研探索者，與時間為友，孜孜不倦、奮斗不息。

持續學習，永不安于現狀

子曰：“逝者如斯夫，不舍晝夜。”人生在世，就是在不斷追逐理想以及實現自我價值的道路上前行著。從求學到選擇從事科研事業，姜海峰一直在堅守著自己內心最真實的渴求，從未有過一絲動搖。

1995年本科畢業后，姜海峰開始在天津市電線總廠擔任助理工程師。安穩的工作狀態，并沒有消磨姜海峰的意志，不安于現狀的他，于2000年回到了學校，來到了中國科學院上海原子核研究所（現“中國科學院上海應用物理研究所”）攻讀核技術應用專業的研究生。2003年7月—2007年3月，姜海峰分別在中國科學院上海光學精密機械研究所，中國科學院國家授時中心擔任助理研究員以及副研究員。多年的歷練，讓他在科研方面積累了豐富的經驗，并為他今后科研事業的開展打下了堅實基礎。

科研的征程從未止步。為了能夠汲取更多的科研知識，姜海峰遠離祖國，開啟了自己海外求學之旅。2007年4月，姜海峰前往法國巴黎十三大（巴黎天文臺）攻讀物理專業博士研究生，從2007—2010年，3年的時間，姜海峰通過不懈攻關，在高精度光纖頻率傳遞研究中取得了一系列優秀的科研成果。

他與團隊一起發展了光頻信號窄帶（10Hz）濾波、雙向波分復用、級聯傳遞等技術，解決了有限的光纖網絡資源、惡劣局部噪聲環境、受限于傳遞延遲的控制帶寬等難題。成果有力地支撐了泛歐高精度時頻網絡建設。期間他發表的6篇論文被引用390次，相關成果也為我國“十三五”國家重大科研基礎設施——“高精度地基系統”提供了理論和技術基礎。

2011—2013年，姜海峰前往美國國家標準與技術研究院時間頻率部交流、訪問。在這段時間，他積極參與科研創新與合作，在研究中指出了超穩光生微波源散彈噪聲能量轉換成相位噪聲應與脈沖寬度直接相關，建立了“散彈噪聲轉化成微波信號相位噪聲”的計算模型，進行了實驗驗證將10 GHz光生微波源寬帶噪聲壓縮到-178dBc/Hz水平，這一研究工作為獲得超低相位噪聲的微波信號提供了新思路。

發軔西部，實現科研理想

在海外工作研究多年、積累了豐富經驗的姜海峰，時刻沒有忘記自己的祖國。2013年，他結束了多年的海外求學，決心選擇用實際行動，把對祖國最深沉的愛融入自己的科研事業。回國后，他在國家需求的指引下，來到中國科學院國家授時中心（以下簡稱“授時中心”）實現自己的科研理想。

中國科學院國家授時中心前身是陜西天文臺，是以時間頻率研究、授時服務為主，同時開展天體測量學、太陽物理、日地關系、天體力學、人造衛星觀測與研究的綜合性天文研究機構。地處西北，雖然沒有大城市優異的科研條件，但姜海峰以初心為伴，從未有過一句怨言。憑借著良好的科研基礎、出色的領導能力，姜海峰在授時中心組建了“飛秒光梳及其應用”研究團隊。

在過去的數十年里，超快科學領域、非線性光學、光頻計量和精確激光光譜學等領域都有迅猛的發展。這些領域所取得的長足進步都和激光器的誕生發展息息相關。這些領域的發展又促使了電控飛秒鎖模脈沖激光器技術的空前發展，誕生了廣為人知的“飛秒光梳技術”。它對精確測量和非線性光物理等不同的領域產生了顯著的影響。因此，對于這一方向的研究具有深遠的意義。

在這一背景之下，姜海峰領導團隊從零開始，圍繞“摻鉺光纖飛秒光梳”的研究、研制和應用開展工作，實驗室建設、技術突破、成果產出（儀器研制和應用）同步進行，填補了國內多項技術空白。

2014年，姜海峰團隊在國內最早實現寬帶光梳頻率控制，將我國自主研制光梳頻率控制穩定度提升兩個數量級，達到優于1E-16水平；團隊借用傳統的輔助鎖模思想，提出新型混合式鎖模方法，調和了低噪聲和高可靠的矛盾問題，實現了“即插即用”低噪聲摻鉺光纖飛秒激光。團隊自主設計和研制的“非互易移相器”，突破了“空間光梳”全保偏光纖激光器研制技術瓶頸，解決了我國921載人航天“空間光梳”的環境適應性問題，實現系統“即插即用”；而且，直接輸出光譜寬度達到60nm，優于德國MPQ/Menlo“空間光梳”。

除此之外，姜海峰還和團隊成員在不懈探索之下，原創偏振態控制“摻鉺光纖飛秒激光”頻率方法，實現了迄今為止最大范圍的寬帶光梳頻率控制，該技術已經獲中國發明專利授權；他們提出并設計的斜切電光調制器，將超穩激光PDH穩頻過程中的剩余幅度調制噪聲效應抑制到E-17～E-18水平，為突破目前國際最高穩定度瓶頸，提供了技術儲備，相關技術申請了PCT國際專利。

2017年，姜海峰帶領研究小組成功研制國內首臺光生超穩微波頻率產生裝置，使國內常溫微波源頻率穩定度從E-13提升到E-15量級，達到國際先進水平，填補了我國此項技術的空白。該裝置的重要組成部分超穩激光、飛秒光梳、頻綜均為自主研制，具備全部知識產權。目前，該裝置已經應用于時間頻率基準裝置——銫原子噴泉鐘，將其短期頻率穩定度性能提升了6倍，突破了用于探測原子量子躍遷的微波源頻率穩定度對銫原子噴泉鐘性能的約束限制。該裝置不僅可以改善銫原子噴泉鐘性能，提升我國獨立自主的時間保持能力，還可作為超高穩定度微波頻率源，廣泛應用于基礎研究及高新技術裝備研發。

基于姜海峰在科學研究中取得的優秀成果，他還被任命為“921”載人航天“高精度時頻實驗柜”子系統“空間光梳”主任設計師，計劃2022年發射。如工程順利完成，該裝置將先于歐空局“ESA”的空間光鐘計劃，成為國際首例“空間光梳”。

一路走來，姜海峰一直在科研的道路上步履不、創新不止。在他的身上，我們看到了一位當代科研人的情懷。人生天地之間，如白駒過隙，忽然而已。在科研事業中實現自己的人生價值，姜海峰無悔。