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中科院用智慧托起神光“小太阳”

2013-06-13 08:43
kumsing
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  ——在中科院上海光学精密机械研究所有一台用于研究激光“打靶”来激发热核聚变的巨大激光器神光装置,俗称“小太阳”,是世界上为数不多的高功率激光实验装置。这里也是上海市激光学会的科普教育基地。

  随着研究的深入,神光装置不断发展。近两年,它的驱动器装置升级已进入最后紧张的进场安装工作。实验室的支撑团队十几位技术工人正忙于精密调试。他们通过自己的智慧和双手,把初加工完成的单元器件调试为达标的器件,将科学家设计出的图纸变成实实在在可靠可用的装置。尽管他们自称只是个“拧螺丝的”,可离开他们,科学家的设想再好,也只停留在图纸上。

  对光栅,一座山头翻出一粒沙

  这十几位技术工人都毕业于光机所工厂的技校,在实验室摸爬滚打多年,各有特长。

  调光栅就是蔡志坚的看家本领。光栅尺只是神光装置的一种辅助工具,它能帮助装置精确获得所需要的光场。在光栅上,每毫米都有一两千根刻槽,刻槽宽度只有2微米,只要误差超过零点几微米,仪器就无法正确读数。由于器件加工误差,要达到工作要求精度,只有靠精密装调来弥补。

  出现稳定绿光,是光栅装调成功的标志,可常常手轻轻一抖,或旁边有人走过,绿光就忽闪而逝。一次,蔡志坚整整调了两天,还没见到绿光,闪烁的红光令他眼花。最后,稳定绿光出现时,他的眼睛早已又干又痒,眯成缝睁不开眼。

  神光装置的真空压缩室是一个长17米、宽4.5米、高3米的金属大空箱。为了保证真空,这个集装箱似的大家伙,全身上下哪怕纳米级漏缝也不能有。当时,工人们已经堵上了用仪器能探测出的所有细小缝隙,可仪器显示仍然没有达到漏气不可超过10-10帕·立方米/秒的要求。

  蔡志坚想到,如此细小的漏缝,连水也通不过,要在这么大的箱体上找到它,好比在一座山头上翻出一粒特定的沙子。这样的漏缝靠仪器也很难检测出来,因为环境空气的轻微扰动,就可造成干扰。于是,他和同事把箱子拉到一个极其安静的地方,又仔仔细细找了3天,终于发现了最后的小漏缝,并将其堵上。

  超净,留不得一丝油污

  百级洁净度,是神光装置中很多仪器必须达到的。这意味着每立方米空气中,直径超过0.5微米的颗粒必须少于3500个。

  然而,机械零件上存在油污总难避免,那就只能彻底清洗、擦除。“超净”两字在神光装置的技术要求中,出现频率很高。不过,怎样才算洗干净、擦干净?其实并没严格的技术标准,只能靠工人的责任心与直觉。

  某项目中有一个压缩室为了达到高真空要求,箱体内一两百平方米的平面,全都需要用酒精与丙酮来回擦洗,同时清除各种螺丝孔里加工残留下的油污,防止油污在真空条件下挥发起来污染光学元件。

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