第五章 研究
“嗯,含金量三个九。”
“老师,三个九是什么意思?”
“99.999。”
“这么高,太厉害了吧!”
“我们做实验,当然要求高精度,要开始实验了。”
实验室内的师兄调整好激光的频率与功率,按下开关,预热五分钟后突然传来“啪”的一声。
肉眼可见,一道极为细小的激光穿透烧杯中的去离子水,打在金片上,甚至有美丽的火花在金片上绽放。
紧接着,大珠小珠落玉盘,清脆细密的啪啪声不断传来,金片上连续有花火在烧杯水底绽放。
然而,五分钟后,火花明显减弱。
赵临渊问道,“张老师,激光的功率减弱了吗?”
张胜叹息一口气,“我说过了,这台激光器是山海市各大学中第一台高能激光器,这也意味着她的工作时间已经很长,四年了,能量衰减的厉害。”
赵临渊诧异地说道,“张老师,几十万的仪器只能用四年吗?”
“当然不是!”张胜说道,“能量衰减是因为激光谐振腔、偏振膜、甚至反射镜等高精密零件老化,需要替换,调整,但是如何调整是个问题,请专家来是要花大价钱的,我们尽量自己调整,但效果吗,你们也看到了,不够持久。”
“老师,请一次专家多少钱?”
“少则几千,多则数万。问题是专家也无法一次解决,这是个细水长流的支出。”
师兄和师姐开始拆激光器了,张胜带着赵临渊继续观看。外壳被拆掉后,露出里面两个谐振腔,师兄和师姐将谐振腔拿出来,除尘后用校准器校准安装。将反射镜片取下来,除尘,后再安装回去,校准光线路径。
一层层拆开,校准,除尘,安装。一切调整完毕,再次开机,激光能量果然重新开始啪啪,但五分钟后又罢工了。
“行了,今天就到这吧。”
“张老师,我有个想法,应该可以提高一些功率。”
“喔,你说说看”,张胜本就看好赵临渊,听到他的话也想知道这个学生是不是能够带来不一样的思考。
“去掉反射镜”,赵临渊说道,“反射镜片的时间长了,镜片有磨损,会降低反射率,镜片的安装位置和角度也会影响反射率,这些最终都会降低激光功率,所以,去掉反射镜片,让激光直接轰击到金片上。”
“激光的初始路径是水平的,如果去掉反射片,怎么样让她的路径变为竖直呢?”
“不需要竖直,换一个大烧杯,将烧杯倾斜放置就可以。当然,需要对烧杯的底部进行特殊处理,产生一个放置金片的凹槽。我觉得,特殊烧杯的成本比反射镜片要低得多。”
“好”,张胜称赞道,“这个想法很好,我们搞科研,就需要大胆设想,小心求证。临渊啊,我更加希望你能来我的实验室了。”
“张老师,我开学后才是大三,真的行吗?”
“我说行就行”,张胜说道,“你的情况我已经了解,只要你同意来我这里,我立刻给你发补助,解决你的后顾之忧。”
“我说老张,你也太不地道了”,这时一个声音从门外响起,一人走进观察室,原来是隔壁太赫兹实验室的顾艳,四十多岁的年纪,风华正茂,成熟女人的魅力晃得赵临渊眼睛挪不开。
“临渊同学,我们太赫兹实验室现在承担国家级通信课题研究,有没有兴趣?”顾艳开门见山地说道,她刚才在门口已经听到了张胜和赵临渊的谈话。
太赫兹是0.1~10THz的电磁辐射,频率上位于毫米波和红外线之间,能量上处于电子和光子之间,既不完全适合用光学理论来处理,也不完全适合微波的理论来研究。
太赫兹的频段比现有微波通信要高出l~4个数量级,这也就意味着它可以承载更大的信息量,简单来说,利用太赫兹无线网络传输高清影像资料只在弹指一挥间。而且,太赫兹波束可以在大风、沙尘以及浓烟等恶劣的战场环境下以极高的带宽进行定向、高保密甚至明码军事通信。
“顾老师,凡事总得有个先来后到吧”,张胜不满地说道,“你这样横刀夺爱可不是君子所为。”
“张老师,我当然不是君子,我是女人”,顾艳笑道,“临渊同学,我们实验室的太赫兹通信与华科院合作,你本科毕业后可以选择华科院的直博,怎么样?考虑一下?”
“谢谢顾老师”,赵临渊想了想,“我可以先在张老师的实验室学习一段时间再去您的实验室吗?”
小孩子才做选择,我全都要,这就是赵临渊现在的想法,不过时间上得有个先后。
“可以,不过张老师的实验室可是好进不好出啊”,顾艳说道,张胜的实验室其实是严进严出,不仅毕业不容易,进来也需要大力气,赵临渊属于特殊待遇。
张胜哈哈一笑,“别听顾老师危言耸听,我的实验室也没那么严苛,不过是要求SCI 3.0以上而已,不难办到。”
SCI 3.0,已经可以满足博士毕业要求,远远高过普通硕士研究生的毕业标准,张胜对学生的严格要求可见一斑。
赵临渊不是很在乎,不管是普通期刊,还是影响因子3.0以上的核心期刊,对他来说差别并不大,“我会努力的,张老师,如果我满足了SCI 3.0以上,是不是就可以去顾老师的实验室?”
“好”,张胜说实话并不怀疑赵临渊能够满足条件,但至少也得是两年以后,“如果你能在两年以内满足这个条件,我就同意你去顾老师的实验室,而且,你也仍然是激光实验室的学生。”
“临渊同学,你好像很有信心”,女人的直觉,顾艳觉得赵临渊不像是随便说说。
“其实,大三和大四的课程我已经自学完了”,赵临渊平静地说出让人震惊的话,“我想把两个实验室的项目当成我接下来两年的学习内容。”
“你说大三和大四的课程已经自学完了?”张胜不敢相信,“包括电动力学和热力学吗?”
“包括。”
“那你说一下什么是墒增?”张胜考校道。
热力学可不仅仅是高中学过的热量的概念,包括很多复杂的知识点,即使有老师的讲解,每年也有不少同学在挂科的边缘徘徊。
“熵是系统的热力学参量,它代表了系统中不可用的能量。熵增过程是一个自发的由有序向无序发展的过程,熵增加,系统的总能量不变,但其中可用部分减少。墒增原理表示:孤立系统的熵不会减少,也就是说,对于孤立系统,从有序向无序的转变是不可逆的过程。”
见赵临渊顺利回答了张胜的问题,顾艳对赵临渊更加感兴趣了,“临渊同学,那你觉得太赫兹通信的缺陷是什么?”
赵临渊脑海中闪过太赫兹的概念,随即回答,“与4G信号相比,5G信号衰减快,与5G信号相比,太赫兹信号在空气中传播时衰减会更严重,传输距离会更短。”
“很好”,顾艳开心地说道,“这些可不是物理学的知识,你怎么知道的?”
“通信的基础是电磁波,这些基本原理电动力学中都有。”
张胜和顾艳对视一眼,两人都被赵临渊震撼了,毕竟他们二人之前也做不到自学物理天书的程度。
“顾老师,您觉得呢?”
“如果临渊同学能够满足你的要求,我们实验室随时欢迎临渊同学”,两年的SCI 3.0,足以说明赵临渊的科研天赋,顾艳当然愿意吸收赵临渊到实验室。
“好”,张胜说道,“临渊,我和顾老师的意见你已经知道了,你觉得怎么样?”
“谢谢两位老师愿意给我机会”,赵临渊说道,“我会好好努力的。”
“好,你先回去吧,明天到实验室来报到”,张胜撵人了,难得有和顾老师单独聊天的机会,必须好好珍惜。
与两位老师再见后,赵临渊离开实验楼。之所以答应两位老师,一方面是因为大三和大四的课程已经学完,另一方面是因为科研需要平台,比如激光器、TEM等昂贵的仪器,不是当下的自己可以购买的。
第二天,上课时间,赵临渊闷头看书,《激光器的原理与构造》。
激光的产生依靠的是电子在不同能级之间跃迁时释放出光子,利用谐振腔不断产生相同频率和方向的光子。
但是,当前激光器的功率依然较低,赵临渊的脑海中有一种新型谐振腔,利用实验室的平台,赵临渊有信心可以将这种新型谐振腔研制出来,届时激光功率将可以翻倍。
大学更看重学生的自律,老师们不会像中学老师一般把学生们当孩子管理,上课不听讲,考试挂科害的是自己,自己的人生要学会自己负责。
对于赵临渊这种上课看书不听讲的,老师一般也不会在意。
放学后,赵临渊立刻到实验室报道,向张老师申请他的研究方向,“谐振腔的改进与激光功率的提高”。
“这个方向偏基础,基础研究不是那么容易的”,张胜提醒道,“你确定想要研究这个吗?”
“张老师,上次看过钇铝石榴石激光器后我就有了这个想法,我想研究提高激光器的功率”,赵临渊说道。
“可以,那台激光器以后就由你负责维护”,张胜对学生采用的是放养加支持的态度。只要大方向没有问题,他鼓励学生们有新想法,也因为这个原因,他的很多学生都在某一方面成为小专家。