前沿光學計量的開拓者
——記中國計量科學研究院鄧玉強研究員

文/本刊記者 楊 鑫

他們是大國崛起的脊梁

他們是中國創新的先鋒

他們來自代表各行各業的科學家和基層科技工作者

我們用鏡頭和筆墨 立題記事

在《大國先鋒》

講他們動人的中國故事

看他們為之付出的不凡成就——

鄧玉強 漢族，1976年生，吉林省東豐縣人。畢業于天津大學，2000年、2003年、2006年分別獲學士、碩士和博士學位。2006年工作于中國計量科學研究院，任助理研究員，2008年和2015年分別晉升為副研究員和研究員。期間，2013年和2014年兩度作為客座研究員赴德國物理技術研究院開展國際合作研究。目前擔任全國光輻射安全和激光設備標準化技術委員會委員、全國光學計量技術委員會委員、高校計量規范專項工作組組員。

鄧玉強長期從事光學計量研究，承擔國家自然基金項目、國家科技支撐計劃課題、國家973計劃子課題、國家質檢能力提升專項項目、國家公益性行業專項課題、上海市科學技術委員會項目課題等各類科研課題十余項。他開拓了超短脈沖激光計量、太赫茲計量等前沿光學計量領域；在國際上提出了小波變換重建超短脈沖光譜相位、時間頻率聯合分析提取群延遲色散、時間分辨太赫茲特征光譜分析、超寬吸收光譜超高吸收率太赫茲吸收材料制備、標準太赫茲輻射功率計研制、太赫茲空間輻射參數溯源等多項新技術，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等國際知名期刊和《物理學報》《中國激光》等國內期刊，及國內外會議發表學術論文100余篇，被國內外同行引用200余次。他獲授權發明專利10項；制定3項國家標準、5項國家計量技術法規和2項國防計量技術規范；自主研制并建立2項國家計量標準裝置和社會公用計量標準裝置，填補了我國超短脈沖計量和太赫茲計量空白；利用自主研制的計量儀器代表我國參加國際首次太赫茲功率比對，取得國際等效互認。先后獲國家質量監督檢驗檢疫總局科技興檢一等獎1項（第5完成人）、科技興檢二等獎1項（第1完成人）、北京市科學技術三等獎1項（第1完成人）、河北省科學技術進步三等獎1項（第2完成人）、中國計量測試學會科技進步二等獎1項（第4完成人）、國家質量監督檢驗檢疫總局優秀科技論文一等獎1項（第1作者）。

艱苦求學，十年磨礪

鄧玉強出生于吉林農村，在他眼里，自己是一個從農村走出來的幸運孩子。偏僻的山村，世代以務農為生，能考上大學，擺脫務農的命運算是一種幸運。同時，兒時在山里玩耍和田間勞作的經歷對他也是一種寶貴的財富，既豐富了他的知識和經歷，也鍛煉了他的身體，塑造了不怕苦不怕累的精神。兒時的生活使他享受了大自然賜予的樂趣和寧靜。

鄧玉強參加中國科協成立60周年百名科學家、百名基層科技工作者座談會

鄧玉強在第五屆全國太赫茲科學會議上作主題報告

鄧玉強在學習上很認真，也很專心，小學到初中的成績一直名列前茅。初中畢業后，他離開家到90里外的縣城讀高中，幾十個鄉鎮的優秀同學匯集在一起，他感到自己很渺小。然而，第一次的期中測試，鄧玉強取得了優秀的成績，意外地進入了鄉鄰們關注的“百名大榜”。這份驚喜增加了他學習的信心和動力。從此以后，他每天天沒亮就起床，到清晨的街道上跑步，然后早早地到教室里自習。這樣整整堅持了高中3年，日復一日，無論冬夏。那時候條件很艱苦，卻能激發人的斗志。冬天的每個清晨，他都用冷水洗頭，在街上跑步，頭發凍得筆直挺立，然后回到教室，結冰的頭發慢慢融化，散發著熱氣，此刻依然記憶猶新。那時候伙食很不好，年輕時長身體缺少營養，再加上早起晚睡地整天學習，他上課時經常沒有精神，常常不由自主地睡著了，有時候被老師點名批評，卻不能自已。課本上的內容，他大多是在自習的時間自己學習和掌握的。艱苦的條件下，每一次考試取得的成績對他都是一種激勵和促進，在這種艱苦條件奮發學習的經歷至今仍是一種美好的回憶，使他青少年的生活充實而快樂。

高中畢業后，鄧玉強考入了天津大學，跨入了一個新的平臺和起點。大學的生活需要迎接更多的壓力和挑戰，才能一步一步地成長。班里的同學都是各省的佼佼者，他只是班里平凡的一員。他在新的環境再次感覺到了壓力和不足，便繼續像高中那樣努力學習，甚至比以前更加刻苦努力。

鄧玉強（右）參加太赫茲國際比對會議時與國際同行合影

本科畢業后，鄧玉強考取了碩士研究生。碩士導師給他選擇的課題是應用小波變換方法解析實驗力學的相位信息。對于小波變換，他一無所知。但是，他敢于迎接新的挑戰。他把自己泡在圖書館里，找相關的書籍仔細研讀。晦澀的數學原理和公式讓初學者難以理解，他卻堅持著，硬著頭皮往下看，看完一本，再換一本。這樣反復閱讀了幾本，再回過頭來讀之前的書，慢慢地就掌握了以前難以理解的知識。掌握了這門數學基礎和工具，碩士期間研究的課題就迎刃而解了。

碩士畢業后，鄧玉強覺得自己的知識還不夠，需要繼續學習和深造，才能發揮自己的作用和貢獻。他又考取了博士研究生，專業卻從力學轉換到了光學，研究超短脈沖激光技術。超短脈沖激光是激光的頂峰，而他的光學知識僅僅是高中階段掌握的那一點點基本內容。最初，導師對他能否順利畢業表示擔心。他再次鼓起勇氣，逼迫自己安心學習。從激光原理、非線性光學，到超短脈沖激光技術，每天把各種書籍和文獻向大腦中灌輸。由于缺乏基礎，最初的學習很艱難，有的書反復看幾遍也看不懂。但是他沒有放棄，在一次偶然的機會中，他發現在力學專業應用的小波變換技術可以解決超短脈沖激光領域的相位測量問題。經過反復計算、分析、修改和完善，這種新方法取得了很好的結果，降低了傳統方法測量的噪聲和誤差。他把這個新的發現在國際期刊Optics Express上發表，獲得了論文評閱人的高度評價。取得了初步成果后，鄧玉強對超短脈沖光學有了濃厚的興趣，也更加努力學習。他又利用小波變換技術，分析了太赫茲時域脈沖的特征光譜，獲得了時間分辨的光譜特征。在老師和同學們的幫助下，他對超短脈沖激光和太赫茲波測量技術開展了深入的研究，取得了較好的成果，在國際上發表了多篇具有影響力的學術論文，使原本充滿疑慮的博士階段順利畢業。

學以致用，開拓創新

鄧玉強博士畢業后，順利地到中國計量科學研究院光學所工作。超短脈沖激光技術和太赫茲技術是國際光學的前沿和熱點技術，但國際上尚未建立該領域的計量標準。我國在相關領域的研究也迫切需要建立相應的計量標準，以保障測量結果的準確可信。為了服務國際前沿研究，為我國相關領域的研究和應用提供準確的量值保障，鄧玉強在中國計量科學研究院開展了超短脈沖激光計量和太赫茲計量研究。

鄧玉強組建了超短脈沖激光和太赫茲計量實驗室，和同事們自主研制超短脈沖激光和太赫茲計量儀器。計量不僅僅是測量，需要提出創新的方法實現精密測量，還需要研究量值溯源的方法和技術，控制并準確評估測量的每個環節和每個參數引起的不確定度。經過幾年的努力，他和同事們自主研制了超短脈沖光譜相位干涉儀、超短脈沖自相關儀、太赫茲時域光譜儀、太赫茲干涉波長計、白光干涉群延遲色散測量儀、太赫茲輻射功率計、太赫茲輻射空間特性測量裝置等多種精密計量儀器。他提出了超短脈沖時域參數校準技術、太赫茲時域光譜標定技術、白光群延遲色散直接提取技術、超寬帶超高吸收率太赫茲吸收材料研制技術等多項創新技術，起草制定了《超短脈沖自相關儀校準規范》、《太赫茲光譜儀校準規范》、《太赫茲功率計校準規范》等多項國家計量校準法規，建立了“超短脈沖自相關儀校準裝置”和“太赫茲功率計量標準裝置”等國家計量標準裝置和社會公用計量標準裝置，填補了超短脈沖激光和太赫茲計量空白。

2015年國際計量局組織開展國際首次太赫茲功率計量前沿性比對，當時國際上只有德國、美國和中國具備參加比對的能力。鄧玉強的研究成果為我國贏得了參加國際比對的資格。他和同事們自主研制了在太赫茲頻段具有超寬吸收帶寬和超高吸收率的材料，以此材料為吸收體研制了太赫茲輻射功率計，實現了太赫茲輻射功率量值的獨立復現。他反復開展實驗測試研究，對太赫茲輻射功率計的重復性、穩定性、均勻性、線性等主要特性做了大量深入細致的實驗測量和統計分析，最終將測量不確定度降低到3%，成為在國際上最小的測量不確定度。鄧玉強和同事攜帶著自主研制的太赫茲功率計到德國柏林開展現場比對實驗，現場比對取得了很好的等效一致，他們自主研制的太赫茲輻射功率計以國際最小的不確定度取得測量結果等效互認，獲得國際同行高度認可。

精益求精，服務社會

鄧玉強在實驗室工作

鄧玉強長期工作在科研第一線，他不僅勇于創新，開拓進取，同時也嚴謹細致，精益求精。他通過具體實驗，提出解決問題的關鍵技術，對提出的新技術進行實驗驗證，最終取得創新性成果。他認為只有通過技術創新，才能解決存在的問題和困難，實現精密測量；只有通過實驗研究和反復探索，才能準確評估測量不確定度，最終在國際比對中取得等效互認。他在實際工作中不斷學習，掌握了機械設計、光路調試、軟件編譯、電路設計等具體技術，使得各項科研工作一步一步向前推進，最終順利完成，并取得較好的成果。他作為第一起草人制定國家計量校準法規和國家標準，每個環節都認真對待，掌握各個方面的知識和經驗，最終成為國家計量技術法規和國家標準起草領域的專家。鄧玉強認為，不深入科研第一線，就不會對具體問題有深入理解。真知是從實踐中獲得的，只有認真努力，才能準確獲取第一手資料，從而找到解決問題的有效途徑。

在取得科研成果的同時，他注重把科研成果應用到實際中，服務社會。他和同事們研制的計量標準裝置作為量值溯源的源頭，為我國超短脈沖激光技術和太赫茲輻射研究和應用提供準確的計量保障；他和同事們自主研制的精密測量儀器為電子、信息、材料、化學、醫學等領域提供了大量可靠的測試數據，推進了相關領域研究的進展；他提出的超短脈沖激光測量和太赫茲計量新方法被美國、德國、法國、日本等多個國家及我國多家研究單位多次應用，解決了國際光學、電子、材料、信息等領域關鍵參數的測量問題。