王之江 - 人物簡介
物理學(xué)家。江蘇常州人。1952年畢業(yè)于大連大學(xué)工學(xué)院物理系。中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所研究員。在光學(xué)設(shè)計(jì)方面,發(fā)展了象差理論和象質(zhì)評價(jià)理論,形成了新的理論體系,完成了大批光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)(如照相物鏡系統(tǒng)、平面光柵單色儀、長工作距反射顯微鏡、非球面特大視場目鏡、105#大型電影經(jīng)緯儀物鏡等);在激光科學(xué)技術(shù)方面,領(lǐng)導(dǎo)研制成中國第一臺激光器,并在技術(shù)和原理上有所創(chuàng)新。70年代領(lǐng)導(dǎo)完成了高能量、高亮度釹玻璃激光系統(tǒng)。在這項(xiàng)工作中解決了一系列理論、技術(shù)及工藝問題。關(guān)于某些激光重大應(yīng)用對亮度要求的判斷,使工作避免了盲目性,對于中國激光科學(xué)技術(shù)起了積極作用。倡議和具體領(lǐng)導(dǎo)了中國“七五”攻關(guān)中激光濃縮鈾項(xiàng)目。對中國光信息處理和光計(jì)算起了倡導(dǎo)作用。1991當(dāng)選為中國科學(xué)院院士(學(xué)部委員)。
王之江院士專長于光學(xué)設(shè)計(jì)、成像和像質(zhì)評價(jià)、光學(xué)儀器、光學(xué)信息處理、激光器和激光物理與激光應(yīng)用。他在光學(xué)設(shè)計(jì)與光學(xué)儀器方面發(fā)展了像差理論和像質(zhì)評價(jià)理論,發(fā)表有高水平專著,完成了一批光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì),有多種屬世界先進(jìn)水平。在激光科學(xué)技術(shù)方面:在激光發(fā)明一年后,中國第一臺激光器在他領(lǐng)導(dǎo)下完成,并在技術(shù)和原理上有所創(chuàng)新。七十年代,他領(lǐng)導(dǎo)完成的高能量高亮度釹玻璃激光系統(tǒng)至今仍是這類器件的最高水平,其中解決的一系列理論及工藝問題,對我國激光科學(xué)技術(shù)起到了開拓作用。八十年代又領(lǐng)導(dǎo)成功建成我國第一臺拉曼自由電子激光器,并領(lǐng)導(dǎo)國家重大項(xiàng)目激光同位素分離的研究任務(wù),建成大型激光-光學(xué)鏈系統(tǒng)。王之江 - 工作經(jīng)歷
1930年10月出生,漢族,1978年加入中國共產(chǎn)黨,1952年畢業(yè)于大連工學(xué)院,先后在中科院長春光機(jī)所和上海光機(jī)所工作。1978年~1984年任上海光機(jī)所副所長,1984年~1992年任該所所長。兼任上海激光技術(shù)研究所所長和長春光機(jī)所副所長。曾任“光學(xué)學(xué)報(bào)”及“中國激光”主編和中國光學(xué)學(xué)會理事長,兼任“OpticalLetters”(美國光學(xué)學(xué)會編輯發(fā)行)編委,是第三、五屆全國人民代表大會代表,1988年當(dāng)選為美國光學(xué)學(xué)會高級會員(Fellow),1991年當(dāng)選為中國科學(xué)院院士。
王之江 - 研究方向
1952年畢業(yè)于大連工學(xué)院物理系。中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所研究員。1991年當(dāng)選為中國科學(xué)院院士(學(xué)部委員)在光學(xué)設(shè)計(jì)方面,發(fā)展了象差理論和象質(zhì)評價(jià)理論,形成了新的理論體系,完成了大批光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)(如照相物鏡系統(tǒng)、平面光柵單色儀、長工作距反射顯微鏡、非球面特大視場目鏡、105#大型電影經(jīng)緯儀物鏡等);在激光科學(xué)技術(shù)方面,領(lǐng)導(dǎo)研制成中國第一臺激光器,并在技術(shù)和原理上有所創(chuàng)新。70年代領(lǐng)導(dǎo)完成了高能量、高亮度釹玻璃激光系統(tǒng)。在這項(xiàng)工作中解決了一系列理論、技術(shù)及工藝問題。對中國激光科學(xué)技術(shù)起了開拓作用。關(guān)于某些激光重大應(yīng)用對亮度要求的判斷,使工作避免了盲目性。倡議和具體領(lǐng)導(dǎo)了中國“七五”攻關(guān)中激光同位素分離項(xiàng)目。對中國光信息處理和光計(jì)算起了倡導(dǎo)作用。招生專業(yè)、研究方向:光學(xué):1.激光物理與技術(shù);2.激光與物質(zhì)相互作用;3.激光物理與技術(shù)光學(xué)工程:1.應(yīng)用光學(xué);2.光信息處理;3.光電子儀器設(shè)計(jì);4.激光技術(shù)與應(yīng)用;5.半導(dǎo)體泵浦激光;6.光電子技術(shù)王之江 - 早年生活
老家在前北岸,王之江考進(jìn)省常中,正是抗戰(zhàn)結(jié)束的那一年,校舍遭到嚴(yán)重破壞,教學(xué)條件十分簡陋,王之江說:母校省常中當(dāng)時(shí)有一批高水平的老師,所用的數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)教材不少是國外大學(xué)教科書。有些老師重視課外讀物和習(xí)題,訓(xùn)練學(xué)生自學(xué)。高三解析幾何用的是英文教科書,我從高一才開始學(xué)英語,水準(zhǔn)當(dāng)然是極差,但是也能適應(yīng)。這對以后的學(xué)習(xí)影響很大。三年寒窗轉(zhuǎn)瞬即逝,1948屆畢業(yè)紀(jì)念冊中,同學(xué)對王之江有這樣的評價(jià):“雖然是最矮小的身材,但滿藏著智慧、活力,更專心閱讀、研究,天賦加上努力是天才!彼煽兎浅(yōu)秀,在許多學(xué)科中,數(shù)學(xué)學(xué)得特別好,即使在數(shù)學(xué)游戲中,也總是一絲不茍地非要找到答案不可。
高中畢業(yè)后,王之江考取大連工學(xué)院。有一次,當(dāng)時(shí)擔(dān)任助教的何澤慶老師在上輔導(dǎo)課時(shí),給每個(gè)學(xué)生發(fā)一張白紙,讓大家寫出自己的讀書、學(xué)習(xí)方法。王之江當(dāng)時(shí)很不理解,何老師解釋說:“‘工欲善其事,必先利其器’,這是任何人能做成一點(diǎn)工作的重要原因!蓖踔钍軉l(fā),在以后的學(xué)習(xí)和工作中,特別強(qiáng)調(diào)“學(xué),然后知不足”,注意改進(jìn)學(xué)習(xí)和工作方法!
王之江 - 投身科研
1952年,王之江從大連工學(xué)院物理系畢業(yè),進(jìn)入中科院長春光學(xué)機(jī)械研究所,1964年參加中科院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所創(chuàng)建工作。
當(dāng)被學(xué)生們問及這些成就,王之江只是淡淡一笑:“我所做的不足以稱‘大家’,你們要以世界一流的科學(xué)家為榜樣,要重視基礎(chǔ)學(xué)科,所有的科學(xué)最基礎(chǔ)的都是在中學(xué)時(shí)建立起來的,在打好基礎(chǔ)的同時(shí),要了解現(xiàn)代科技的發(fā)展方向,然后向你感興趣的領(lǐng)域深入!
如今王之江的兩子一女都在美國,大兒子現(xiàn)在的研究領(lǐng)域就是激光,另外兩個(gè)孩子都是物理化學(xué)方面的博士。王之江說,現(xiàn)在的家庭對孩子太關(guān)注了,讓孩子建立起自覺學(xué)習(xí)的習(xí)慣非常重要。不過這也跟時(shí)代有關(guān),當(dāng)年他的3個(gè)孩子都是自己要讀書,老大是插隊(duì)5年后再參加高考的,那個(gè)時(shí)候讀書好像沒有家長陪著讀的。
王之江 - 研究內(nèi)容
太陽是一個(gè)十分巨大的能源,它送到地球的光功率就有12萬TW。與此相比,現(xiàn)在人類社會的總能耗約13TW,全世界發(fā)電裝機(jī)容量不到4TW,都比太陽送到地球的光功率小得多。地球上的所有石油資源相應(yīng)的能量,只相當(dāng)太陽在一天半時(shí)間內(nèi)供應(yīng)給地球的光能。再者,由于能源危機(jī)以及對環(huán)境污染的憂慮,一些發(fā)達(dá)國家早在上世紀(jì)七十年代,就開始投資于工業(yè)開發(fā)太陽能。
上世紀(jì)七十年代,全世界投入太陽能熱電CSP(ConcentratingSolarPower)研究開發(fā)的經(jīng)費(fèi)規(guī)模約有五億美元,多種方案的太陽能實(shí)驗(yàn)熱電站從而在各國建成。其中,從1984到1990年,美國在加州莫哈夫沙漠(MajaveDesert)地區(qū)相繼建成九個(gè)槽式太陽能熱電站(Trough,“SEGS1…1X”)。其發(fā)電功率分別為14MW、6×30MW和2×80MW。這組總功率354MW的電站建成后,一直向加州電網(wǎng)供電至今,累計(jì)供電12TWh,其中新裝置的電效率已達(dá)30%。
通過三十多年的研究開發(fā)實(shí)踐,在國際間現(xiàn)在已有一些共識,即太陽能熱電站(CSP),尤其槽式太陽能熱電站(Trough),是最便宜的太陽能。一些科技會議和項(xiàng)目計(jì)劃對有關(guān)技術(shù)的研究、開發(fā)和推廣起到了重要的作用,例如:
王之江特提出如下建議:(1)借鑒TRAN-CSP,中國應(yīng)制定一個(gè)針對各種能源的近期與長遠(yuǎn)發(fā)展目標(biāo)。
(2)國家應(yīng)鼓勵可持續(xù)能源(RenewableEnergy)優(yōu)先發(fā)展并進(jìn)行相應(yīng)立法。
(3)及早建設(shè)中國大型太陽能熱電廠。扶植Trough部件加工工業(yè),進(jìn)一步降低其成本,提高我國參與相關(guān)行業(yè)國際競爭的能力。
極紫外光刻技術(shù)(EHVL)是以波長11-14納米的軟X射線為曝光光源的微電子光刻技術(shù)。中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所王之江院士指出,根據(jù)目前光刻技術(shù)的發(fā)展形勢,EUVL將是大批量生產(chǎn)特征尺寸為70納米及更細(xì)線寬集成電路的主流技術(shù)。2001年國際半導(dǎo)體工業(yè)協(xié)會發(fā)布的半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展藍(lán)圖預(yù)測,特征線寬為70納米的半導(dǎo)體器件將于2006年開始進(jìn)入批量生產(chǎn),而且根據(jù)以往的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)看,這個(gè)技術(shù)節(jié)點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)會比預(yù)計(jì)的要提前。
國外EUVL方面的研究進(jìn)展很快。2002年3月美國桑地亞國家實(shí)驗(yàn)室宣布,它們研制的EUVL工程測試樣機(jī)己完成性能測試。歐盟計(jì)劃于2003年末或2004年初研制成功EUVL原型樣機(jī)。
為了能夠在未來的光刻設(shè)備市場上具有一定的競爭力,我國應(yīng)該盡快開展EUVL的研究。根據(jù)我們目前的財(cái)力和技術(shù)條件,可以選擇其中的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行攻關(guān),通過5年左右時(shí)間的努力,在EUVL成為半導(dǎo)體光刻技術(shù)的主流時(shí),使我國在EUVL方面有某幾種單元技術(shù)具備相當(dāng)?shù)膰H競爭力。
為此,王之江院士建議:我國應(yīng)盡快開展EUVL技術(shù)研究。根據(jù)目前國內(nèi)己具備的相關(guān)技術(shù)基礎(chǔ),至少選擇如下幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行攻關(guān):
1)EUVL光源研究。我國在激光等離子物理研究方面具有堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),通過進(jìn)一步的工程化研究可以獲得EUVL所需要的光源。
2)全反射式離軸非球面縮倍投影光刻物鏡研究。與目前的光學(xué)光刻不同,對極紫外光已無透射材料,因?yàn)樵谠摬ǘ嗡胁牧系恼凵渎识冀咏?,必須采用反射式光學(xué)系統(tǒng)。
3)高精度離軸非球面反射鏡加工、檢測技術(shù)研究。EUVL光學(xué)系統(tǒng)中的反射面要求具有接近理想的面形和亞納米量級的表面粗糙度。
4)極紫外多層高反射率光學(xué)薄膜制備技術(shù)研究。EUVL的反射式光學(xué)系統(tǒng)的反射面必須在鍍制了高反射率光學(xué)薄膜后才能正常工作,反射率越高,則生產(chǎn)效率越高。
王之江 - 獲獎情況
三項(xiàng)成果獲1979年全國科學(xué)大會獎(專著、紅寶石激光器、高能釹玻璃激光器);1:1光刻機(jī)獲上海市科學(xué)進(jìn)步一等獎(1986);
拉曼自由電子激光器獲中科院科技進(jìn)步二等獎(1987);
1:1亞微米物鏡獲上?萍歼M(jìn)步一等獎(1988);
激光打印機(jī)獲上海市科技進(jìn)步一等獎(1990);
1997年獲何梁何利基金科學(xué)與技術(shù)進(jìn)步獎。
國際組織任職情況
中國光學(xué)學(xué)會副理事長(1980~1992)
光學(xué)學(xué)報(bào)主編(1985~1990)
中國激光主編(1980~1990)
國際量子電子學(xué)會議和國際激光與光電子會議(IQEC和CLEO)中國節(jié)目委員會主席(1983~1986)
美國光學(xué)學(xué)會高級會員(Fellow)
國際光學(xué)工程學(xué)會SPIE會員
OpticalLetters海外編委
中國科技大學(xué)、浙江大學(xué)、大連理工大學(xué)兼職教授
王之江 - 設(shè)計(jì)講義
王之江的光學(xué)設(shè)計(jì)講義光學(xué)設(shè)計(jì)課程目錄
1.光學(xué)設(shè)計(jì)和光學(xué)儀器的發(fā)展史
2.對光學(xué)系統(tǒng)的基本要求、指標(biāo)
3.高斯光學(xué)
光學(xué)表面對光線偏折,光路計(jì)算,近軸光線,像差,物像關(guān)系,薄透鏡,拉氏不變量,光管,傳輸耦合的基本條件,近軸光路計(jì)算,ABCD矩陣,光焦度和主平面。
4.像差理論
球面的球差,球差零點(diǎn),球差與折射率,初級球差,正弦條件,彗差,透鏡彎曲,主光線,主光線光路像差,畸變,像散,像面彎曲,初級像差理論,像差與光闌移動,像差與物面移動,色差,光學(xué)玻璃和晶體,二級光譜,薄透鏡組,非球面,校正像面彎曲的措施,可能校正的像差與不可能校正的像差,軸對稱與非軸對稱。
5.為何有多種不同結(jié)構(gòu)的光學(xué)系統(tǒng):望遠(yuǎn)鏡、顯微鏡、照相物鏡、目鏡、光刻物鏡。
6.成像質(zhì)量
衍射,點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)和像差,能量集中度,分辨能力,偽分辨,光學(xué)傳遞函數(shù),星點(diǎn)檢驗(yàn),雜光,降低雜光的措施,鬼像。
7.光學(xué)設(shè)計(jì)軟件的基本功能
*成像質(zhì)量的計(jì)算和分析:光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)輸入,孔徑,視場,波長,表面模型,玻璃表,玻璃模型,光闌,望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng),Analysis包含的項(xiàng)目計(jì)算,像差量級不同時(shí)要用不同方法分析。
*結(jié)構(gòu)優(yōu)化(Optimization):變量選擇,優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)選擇,內(nèi)定目標(biāo)函數(shù)調(diào)出,限制邊界條件,Tools和Solves的作用,如何改變優(yōu)化過程。GlobalOptimization。
*公差計(jì)算,內(nèi)定的公差初值,初值修改,公差計(jì)算,根據(jù)各變量的靈敏度修改公差,放寬公差的可能性,公差和成本,機(jī)械固定和裝校的原則,美國標(biāo)準(zhǔn),ISO
8.設(shè)計(jì)的例子
單透鏡:焦距控制,視場選擇,目標(biāo)選擇。
王之江 - 相關(guān)詞條
梁思禮 | 匡定波 | 李衍達(dá) | 雷嘯霖 | 林尊琪 |
干福熹 | 黃宏嘉 | 李啟虎 | 陸汝鈐 | 劉盛綱 |
郭雷 | 黃民強(qiáng) | 李未 | 侯洵 | 劉永坦 |
郭光燦 | 黃琳 | 簡水生 | 李志堅(jiān) | 劉頌豪 |
高慶獅 | 何積豐 | 侯朝煥 | 林惠民 | 闕端麟 |
王之江 - 參考資料
1、http://www.opticsky.cn/read-htm-tid-15564.html
2、http://www.baisi.net/thread-55793-1-1.html