激光钕玻璃：始于“死光”，盛于核聚变。伟人远瞩，三代接力！

钕玻璃简单说，就是掺杂了钕元素的玻璃。钕是镧系元素，同时也是稀土元素，更确切说是轻稀土。钕玻璃有什么用？它其实是一种激光器材料。在氙灯照射下，钕离子会吸收光子能量，从低能级跃迁到高能级。当激光穿过充满能量的钕玻璃时，就会吸收其中能量而获得增益。那钕玻璃激光器为啥这么重要，以致成了禁止出口技术。要明白这个，咱还得从头说起。

2010年干福熹院士受邀写过一篇文章，综述了中国激光的发展史。人类发明的第一个激光器，是1960年的红宝石激光器。钕玻璃激光器是在1961年，也就是红宝石激光器问世一年后，发明出来的。除此之外还有气体激光器和半导体激光器。中国各类激光器的研制，基本只比世界首创晚一年。这里面主要是归国科学家的贡献。

1959年王天眷从美国回国，1961年何慧娟和王育竹从苏联回国。而更早回国的黄武汉，当时已经在研制红宝石激光器。当然这里面也有本土力量，王守武在研制半导体激光，林俊琛在研究气体激光。这里说的本土，并不是说二人没有留学经历，而是他们回国比较早，国外激光器也还没怎么研究。1963年，王守武研制成功砷化镓半导体激光器，同年林俊琛搞出了气体红外激光器。

上面提到这些大神，全都集聚在中科院。而中科院长春光机所，则是群星中最亮的一颗。按干福熹说法，各类固体激光器第一次出光，都是长春光机所做出来的。其中钕玻璃激光器，是1962年干福熹院士搞的。干福熹院士1952年浙江大学毕业，1960年从苏联学成回国。

既然干福熹回国是在长春光机所，那之后钕玻璃研究，以及超级光盘研制，怎么会到了上海光机所呢？原因是1963年底，在北京展示红宝石激光打穿钢板实验后，聂荣臻副总理指示，在上海创建分所，利用当地工业基础，加速发展激光技术。于是就有了上海光机所。之后中科院光机所，全部从事早期激光研究的人员，共计200余人。还有电子所共计50余人，全部进驻上海光机所。

1964年10月16日，中国第一颗原子弹爆炸成功。根据教员之前“有矛必有盾”的反导指示，高能激光被列入“反导战略发展计划”。“反导战略发展计划”又称“640工程”，其中“640-3”就是激光反导。教员还说，死光要组织一批人专门去研究它，要有一小批人吃了饭不做别的事，专门研究它。

教员这里的死光指的是激光，特斯拉粉丝对这应该很熟。然而现在的特斯拉，却在排斥激光雷达，要搞纯视觉方案，这算不算欺师灭祖。

上海光机所成立后，年底就搞出了输出高达1200焦的，钕玻璃激光器。紧跟着就明确，把钕玻璃激光器，作为辐射武器的主要技术途径。然后在1969年，上海光机所又搞出了，输出能量30万焦的激光器。文章说迄今为止，都还是国内外最高水平。这篇文章发表在2010年，所以这个钕玻璃激光器，至少从1969领先到2010。这是中国科学家在教员时代，做出的伟大成就，领先世界至少40年。

但关于激光钕玻璃更多的情况，干福熹院士这篇文章写的并不详细。因为干院士这篇文章，回顾的是中国激光的整体情况，而不专注于钕玻璃。那么现在我们就请出钕玻璃二代目，姜中宏院士的一篇文章。

根据这篇文章，我国激光钕玻璃研制，是1962年干福熹院士提出，姜中宏负责具体工作。然后在1963年首次出光。当时激光武器的技术路线，还寄希望于红宝石激光器，但原定1964年实现的100J输出目标，到年中还不能突破10J。于是李明哲副所长与玻璃室另组突击队，由姜中宏牵头，在10月搞出了107J的激光输出。至此钕玻璃激光器，才成为激光武器首选方案，并承担起了突破1000J的任务。姜中宏院士不负众望，1964年底就完成了1000J输出任务，并于1965年搞到了一万焦。而美国当时的最高输出才7000J，因此是1965这一年，中国钕玻璃激光器能量输出，正式超越了美国。

为啥红宝石激光器突破10J都困难，而钕玻璃激光器能势如破竹，一路突破到一万焦。西安交大一张课件里说，相对晶体，玻璃较容易被制成大块材料，适合被用于大功率激光器。也就是钕玻璃的大功率属性，实际上来自玻璃的大尺寸，钕元素在这里提供的，只是激光的发生机制。

中国激光武器目前处在第一梯队，全球首个用于实战的激光武器，就是沙特从中国采购的“寂静狩猎者”。而这往上追溯，都是毛时代留给我们的科学遗产。但和平年代，我们没太多机会拿激光打人，所以想发展钕玻璃，还得让它在生产上找到用武之地。而这个用武之地，就是可控核聚变。

目前可控核聚变主要有两条路线，一条磁约束聚变，一条惯性约束聚变。惯性约束聚变，是用激光轰击核燃料靶丸实现的，因此也称为激光聚变。除此之外还有第三条路，重力场约束核聚变。太阳用的就是这种方式，但人类目前还玩不了。

激光聚变装置，咱其实也有。某种程度上，咱还是这方面的祖师爷。它是1964年，王淦昌院士和苏联巴索夫，各自独立提出的。2007年王淦昌院士诞辰100周年，胡仁宇写了一篇文章，对这段历史做了详细描述。

1964年诺贝尔物理奖，授予了三位激光科学家。当时王淦昌就将激光跟核物理联系起来，提出了激光聚变的设想。美苏当时也有类似设想，不过大家相互保密，谁也没公布出来，所以就成了各方独立发现。提出这一思路后，王淦昌院士与上海光机所邓锡铭做了探讨。邓锡铭也是院士，所以这基本是一群院士的故事。

在前面干福熹院士文章里，也提到了邓锡铭，他搞的是氦氖气体激光器。同时也提到了，王淦昌院士的激光聚变。之后根据国内条件，选择激光钕玻璃作为主攻路线，并于1965年正式启动了，激光聚变研究项目。

关于王淦昌院士，还有一个故事。就是他原本不是搞核物理的，而是研究基本粒子的。并且在1956年，建立了我国第一个，高山宇宙射线实验站，将我国在该领域的研究，推进到国际先进水平。后来1961年4月1日，刘杰与钱三强找到王淦昌，希望他放弃原来研究方向，参与国家急需的核武器研究，并希望他改名。王淦昌毫不犹豫，提笔写下“王京”二字。从此隐姓埋名17年，与国际学术界断了一切联系。1999年，王淦昌被追授“两弹一星”勋章。

既然中国在激光聚变上起步这么早，为啥现在说起激光聚变，却是美国风光无二呢？其实咱国家不是没有激光聚变，只是咱非常低调，对外只有一个名字——神光计划。为啥这么低调呢？因为激光聚变是最接近氢弹爆炸的，真实物理过程。全球禁止核试验后，如果还想合法研究氢弹，基本只能用激光聚变的方式。我想这也是美国，专攻这条路的原因。知道了这层关系，神光计划的低调，也就可以理解了。

20世纪80年代，氢弹之父于敏意识到激光聚变重要性。于是在1988年，与王淦昌、王大珩院士一起上书，建议将激光聚变列入“863”计划。这里多说一句，整个“863”计划，就是王淦昌、王大珩等四位院士，建议国家开展的。而在激光聚变正式进入“863”计划之前，王淦昌等院士已提前推动，开始了“神光-I”激光器的设计。

根据姜中宏文章，神光这个名字的来历，是80年代上海光机所，建成我国最大激光驱动器后，时任国防部长张爱萍给题的。根据装置使用要求，上海光机所对激光玻璃做了一系列优化，还研制了新型的氟磷掺钕玻璃。到90年代，为满足神光装置升级要求，又研发了N31钕玻璃。

这个N31钕玻璃，现在芯飞睿官网有产品资料。芯飞睿前身南京光宝光电，是南京先进激光技术研究院孵化企业。而南京激光院，是上海光机所下属单位。芯飞睿官网不仅有N31，还有N41、N51等一堆钕玻璃。那这些钕玻璃，都是干啥用的？下面我们请出钕玻璃三代目——胡丽丽。

与一代目二代目并列的，三代目也有一篇，激光钕玻璃研究综述。根据这篇文章，N21用于神光-Ⅱ，N31用于神光-Ⅱ和神光-Ⅲ原型。如果这个命名有规律，那N51应该是用于神光4和神光5原型，但其实对外口径上，我们还只有神光-Ⅲ。神光四有自媒体消息，但没有主流报道。

胡丽丽的贡献是什么呢？虽然咱1969年研制的大型固体激光器，领先了世界40年，但在钕玻璃大规模制造上，咱还有一个卡脖子项目。根据胡丽丽这篇文章，20世纪末随着美欧高功率激光装置的兴建，需要总量近8000片的钕玻璃，而传统的坩埚熔炼技术，难以满足这一需求。最后经过6年探索，美国于2001年，搞出了钕玻璃连续熔炼技术。该技术被誉为美国NIF六大成就之一。NIF是美国国家点火装置，也是搞激光聚变的。

美国搞出这一技术后，第一时间对外封锁。于是2002年，在国家科技重大专项支持下，胡丽丽带队，开始攻克钕玻璃连续熔炼技术。为攻克这一技术，胡丽丽团队连续7年春节不放假，最后终于补齐了这最后一块短板。成为国际上唯一掌握，制作大尺寸高性能激光钕玻璃，全过程工艺的团队。并建成世界唯一一条，大口径高品质钕玻璃连续熔炼生产线，每年可生产钕玻璃1200片。

有人说你不是追赶美国技术吗？咋还搞出这么多唯一。原因是胡丽丽团队不仅在追平，而且在超越。根据人民网的一篇文章，胡丽丽团队的连续熔炼技术，有四项指标领先国外同类产品，其余指标与国外相当。参数一致性较原来提高2-3倍，生产效率提高10倍。

2017年胡丽丽团队，大尺寸高性能激光钕玻璃批量制造技术，获国家技术发明二等奖。商务部禁止出口的钕玻璃，突出大功率、大尺寸，指的应该就是胡丽丽的成果。实至名归！