“中國太赫茲之父”
——劉盛綱

□ 本刊記者 任光莉

“寸心未泯，猶老驥伏櫪不停歇。科學原屬勤奮人，愿終生相托！”這是一位耄耋老人的抒懷填詞，更是他數十年科研工作的最好寫照。深耕物理電子領域70 余載，他被稱為“國際太赫茲先驅”“中國太赫茲之父”，在電子回旋脈塞、自由電子激光與高功率微波、微波電子學及微波等離子體電子學等領域做出開創性貢獻，影響著世界物理電子研究的發展。他就是中國科學院院士、我國著名物理電子學家劉盛綱。

一

1933 年，劉盛綱出生于安徽肥東。抗日戰爭爆發后，年幼的他跟著家人走上了逃難之路。一路顛沛流離，他看到同胞遭遇敵機轟炸的慘狀，目睹了祖國大地的滿目瘡痍。正是那段苦難的歲月，讓劉盛綱懂得了“家國”的意義：大家不穩哪有小家的安穩，民族不強哪有個人的幸福？那時的他，在心中默默許下了畢生的心愿：好好念書，走科學救國的道路。

抗日戰爭勝利后，劉盛綱回到家鄉，進入學校學習。飽嘗戰爭之苦的他分外珍惜這來之不易的機會，他勤奮刻苦，成績一直名列前茅。1951年，他以優異的成績考入浙江大學電機系，由此步入物理學的殿堂。

由于國家高等院校院系調整，1955 年劉盛綱從南京工學院無線電系畢業，留校擔任助教。沒過多久，他便接到一個任務：去北京接待蘇聯專家列別捷夫，擔任他的專業翻譯。列別捷夫是蘇聯著名的物理學家，前來中國協助高等院校發展高頻電子學，當時國內缺少這個領域的專業翻譯，年僅22 歲的劉盛綱臨危受命。毫無俄語基礎的他，僅用5個月時間就自學掌握了俄語，成為列別捷夫的得力助手。

1956 年，劉盛綱跟隨列別捷夫來到剛剛組建的成都電訊工程學院即今天的電子科技大學。他一邊擔任專業翻譯，一邊攻讀列別捷夫的研究生，兩年后順利通過副博士學位的論文答辯。“如果說本科階段讓我結緣電子學并學習了一些基礎知識，那么研究生階段則把我引入了電子學更專更深的領域，尤其是蘇聯專家的治學精神和研究方法給了我極大的影響，為我后來專門從事電子學研究與教學奠定了堅實的基礎。”提起這段經歷，劉盛綱如是說。

二

1958 年，列別捷夫回國了，劉盛綱留在成都電訊工程學院任教，兩年后擔任微波電子學研究室主任，在超高頻電真空等領域開展了一系列研究。

當時，我國在這方面還是一片空白，沒有參考技術，沒有核心器件，一切只能摸索前行。為了突破這片空白，劉盛綱和同事們在實驗室里不斷實驗、反復論證，有時候一個實驗需要幾十個小時，他們就輪流盯著，度過無數個長夜。新中國物理電子學的基石，就在這無數個漫漫長夜中一步步奠定。

在劉盛綱的帶領下，他們在微波電子學、相對論電子學、電子回旋脈塞、自由電子激光等方面取得一系列突破：提出一種新的復合式靜電強流電子光學系統并進行嚴格的理論分析；建立了廣義的強流電子軌跡方程和以電子回旋中心坐標系為基礎的電子回旋脈塞的動力學理論體系；提出并建立了靜電電子回旋脈塞的概念與線性及非線性理論，在此基礎上提出和發展了靜電自由電子激光的新概念及其理論……這些研究成果在我國國防科技領域得到廣泛的應用。

1978 年，劉盛綱晉升為教授。次年12 月，他率中國物理電子科學代表團赴美國參加紅外與毫米波國際會議。這是劉盛綱第一次走出國門，原本想睜眼看世界的他，卻讓世界看到了中國。

會上，他宣讀了論文《電子回旋脈塞動力學理論》，他提出的以電子回旋中心坐標系中場的局部展開為基礎的方法，比美國科學家提出的在波導軸坐標系中進行積分的方法更為簡捷，更具有明確的物理意義，而且在平衡分布函數的選擇上可以自然地導出適合的空間分布。劉盛綱的論文，引起與會學者的廣泛關注，他的研究站在了世界物理電子學科發展的前沿，為國際高能物理學界貢獻了一個新的理論體系。

由于他在電子研究領域做出的突出貢獻，1980 年劉盛綱當選為中國科學院學部委員。此時的他，感覺自己肩上的擔子更重了。

三

早在1979 年，劉盛綱就在成都電訊工程學院組建了高能電子學研究所，開始微電子領域新的機理探索和高能電子學的研究。在這里，他和同事們一起研制出我國第一支回旋管，打破國外相關技術封鎖，極大地滿足了國防重要需求。此后，他帶領團隊致力于發展各個頻段、各種類型的回旋器件，從回旋振蕩器到回旋放大器，頻率和輸出功率不斷提升，各種大功率毫米波源器件的性能達到甚至超越國際先進水平，為國家安全做出重大貢獻。

作為我國自主培養的第一代物理電子學家，劉盛綱始終以祖國的強大為己任。他曾3 次向國家提出重大科學技術發展建議：第一次是1980 年，建議發展自由電子激光研究工作；第二次是1988 年，建議發展高功率微波研究工作；第三次是上世紀90 年代，四處奔走建議大力發展太赫茲領域的研究。

太赫茲波是一種處于特殊頻率范圍的波段，可以用在寬帶移動通信、高分辨、反隱身雷達、反恐檢測、無損工業檢測、食品安全檢測、醫療和生物成像等眾多領域。早在百年前，人們就在天文學研究中發現了這一波段，但由于技術原因，這一領域的研究長期處于停滯階段。直到上世紀90 年代，隨著一系列新技術的興起，圍繞太赫茲的研究才得以進一步開展。

1991 年，時任電子科技大學校長的劉盛綱應邀到德國訪問，他注意到漢堡-哈爾堡大學正在討論開展太赫茲研究的工作，此后他又應邀參加了在歐洲舉辦的第一屆太赫茲國際會議籌備會。會上，劉盛綱對太赫茲科學與技術的重要性有了更加深刻的認識，他意識到太赫茲將是新一代產業的科學技術基礎。回國后，他多次給相關部門寫信，提出在我國開展太赫茲研究的必要性和緊迫性。每逢參加一些重要會議，他也必講太赫茲，以增進國內學界對太赫茲的了解。與此同時，他還在電子科技大學率先開設太赫茲研究中心。

很快，一場以太赫茲為靶向的研究熱潮席卷全球。2004 年，太赫茲被美國評為“改變未來世界的十大技術”之一；2005 年1 月，日本宣布將太赫茲技術列為“國家支柱十大重點戰略目標”之首，舉全國之力進行研發。同年11 月，受國家多個部門委托，劉盛綱在北京主持召開了第270 次香山科學會議，制定了我國太赫茲科學技術的發展規劃，推動我國對太赫茲的研究走向縱深。

在此后的日子里，年過古稀的劉盛綱始終堅守在實驗一線，帶領團隊不斷攻關，做出了一系列具有原創性的貢獻。

四

一直以來，太赫茲輻射源都是制約學科發展的瓶頸問題，歐美國家耗費了大量精力進行研究，仍難有較大突破。

2012 年，劉盛綱團隊發表在世界頂尖物理期刊《物理評論快報》上的一篇文章，在國際上引發巨大反響。他們發現，利用物質的表面等離子體激元可以實現把電子學和光子學結合起來產生電磁輻射的新機理。對這一重要成果，英國《自然·物理》雜志在其專欄刊出文章，指出該研究“揭示了一種全新的切倫科夫輻射現象”“這是一個十分令人驚訝的成果，這種物理現象對于發展輻射源、探測器十分重要”。

2014 年，劉盛綱團隊又通過利用二維材料石墨烯的表面等離子體波，得到了覆蓋整個太赫茲頻段的新型輻射源，這大大推動了太赫茲的發展，使國際太赫茲研究向前邁進了一大步。劉盛綱也因此被國際太赫茲領域的專家稱為“國際太赫茲先驅”和“中國太赫茲之父”。

從上世紀50 年代開始研究物理電子學，劉盛綱攀登一個又一個科學高峰，逐漸引領他所研究的領域在國際上保持先進水平。他發表學術論文 300 余篇，被國內外同行廣為引用，30 多次被特邀在國際學術會議上做報告，兩次受邀為諾貝爾物理學獎提名，先后榮獲國家級及省部級科技獎30 余項，1999 年獲得陳嘉庚信息技術科學獎，2003 年被授予毫米波紅外線領域的國際最高獎——K.J. BUTTON 獎，成為我國首位獲此殊榮的科學家。2016 年，他獲得在領域內有“諾貝爾獎”之稱、由國際紅外毫米波太赫茲學會頒發的“杰出貢獻獎”，成為當時國際上獲得該獎的第三人、中國第一人。

面對諸多榮譽，劉盛綱卻說：“各種獎項并不重要，我想的是還能繼續為國家做多少事。”如今雖已90高齡，劉盛綱依然對所熱愛的物理電子領域飽含熱情，他勉勵年輕一代：“核心技術要掌握在自己手里，要為祖國服務，踏踏實實做好本職工作，同心協力，國家才會強盛！”