“科技兴则国兴,科技强则国强”这是沈德忠院士一生的信仰理念。从贵阳走出的他,以一颗赤子之心,在我国人工晶体领域深耕数十载,用智慧和汗水浇灌出傲立世界的“中国品牌"晶体。
本期《贵州科学家故事》,就让我们走进这位贵阳之子,看他如何用晶体之光,点亮科技报国之路。
沈德忠(1940.6一2014.4.5) 生于贵州贵阳。
1964年毕业于四川大学物理系。1986至1987年于多伦多大学进修光波导,1993至1994年在美国圣芭芭拉大学合作研究光折变效应。1995年当选为中国工程院院士。
沈德忠长期致力于人工晶体研究,先后生长出锯酸钾(KN)、磷酸氧钛钾(KTP)等十多种晶体。他攻克KN晶体生长难题,使该晶体批量生产和应用成为可能,获1988年国家科学技术进步奖一等奖。他首创熔剂法生长大块KTP单晶,打破美国垄断和禁运,实现批量出口,获2001年国家科学技术进步二等奖及杜邦科技创新奖。
晶体征程中的破局之路
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贵阳少年,勤学善思初露头角
1940年,沈德忠出生于贵阳一个工人家庭,因家庭贫困小学一度辍学。买不起玩具,他就自己动手做:用木板刻孙悟空,用竹弓绷棉线,一捏就翻筋斗。童年这股动手创造的劲儿,成为他日后科研创新的最初萌芽。
1956年,沈德忠被保送贵阳一中。彼时国家号召“攀登科学高峰”,他课内学习刻苦、效率极高;课余畅游南明河、苦读中外名著、传唱苏联歌曲、表演民族舞蹈,还在工厂实习中练就一手钳工绝活。这段全面发展、苦练本领的少年时光,为他日后成为顶尖科学家奠定了坚实基础。
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迎难而上,攻克KN晶体世界领先
上世纪七十年代,激光技术急需非线性光学晶体,但主流晶体各有缺陷。沈德忠毅然选择难度极大的锯酸钾(KN)作为研究方向,经费仅几万元,买不起进口设备,他就自己画图让机修车间加工,硬是造出晶体生长炉。面对晶体“发蓝”、开裂、多畴极化等世界性难题,他从原料组成、晶体结构入手深入研究,设计出特殊降温程序和极化方法,一一攻克难关。
几年努力,沈德忠团队长出了国际一流大尺寸KN晶体。1986年,美国专家在评估报告中承认:“KN单晶制备技术难度大,美国已落在中国后面。”人工晶体研究所成为全球能接受KN订单的三家单位之一,IBM公司用其晶体实现39%的倍频转换效率,创下纪录。1988年,这项成果荣获国家科技进步一等奖。
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打破禁运,让KTP晶体”反向出口”
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严谨求真,纠正沿用百年的错误
1996年起,沈德忠受聘清华大学化学系双聘教授,培养博士生之余继续晶体研究。他在处理硼酸色锂(CLBO)晶体倍频器订单时发现:按传统方法将通光面切成相互平行的布儒斯特角,寄出去后却没有回音。
他从基础光学原理深究,发现倍频光偏振方向已旋转90°,传统切法不但不能减反射,反而增加损耗。他据此提出“非平行通光面”新准则。这项原创性成果纠正了国际激光界的长期误区,1999年获中国专利授权,彰显了科学家的严谨本色。
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简朴育人,润物无声树风范
身为中国工程院首批院士、我国人工晶体界一代宗师,沈德忠的办公室却不足20平米:一把木椅用了40年,沙发补了又补。领导多次要改善,他都婉拒。在他心中,思考更多的是如何以有限财力创出一流成果。这份甘于清苦、淡泊名利的品格,本身就是对后辈无声的教诲。
他培养学生时,严谨与鼓励创新并重。发现数据存疑,必查证叮嘱“不能以讹传讹”;看到新想法,则全力扶持。他常言“机遇只垂青有准备的头脑”,鼓励后学夯实基础、敢于突破。为让更多青少年热爱晶体事业,他在40°C高温的生产线旁为央视科普讲解。“只有好晶种才能长出好晶体”一一从实验室到科普现场,这份传承是他留下的最宝贵财富。
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老骥伏枥,矢志晶体献终身
沈德忠晚年同时肩负科研与教学双重任务,每天往返60多公里,年过七旬仍工作超10小时。一次国庆观礼后,他放弃午餐安排,坚持赶回清华上课;又有一次带病赴外地讲学,他说“只要能克服的困难,就一定要克服”。
“生命不息,奋斗不止”是他的终身信条。2014年初,他因过度劳累做了三个心脏支架手术,出院时仍说要加倍工作、多招博士生。然而一个多月后,4月5日,他永远离开了挚爱的事业。他留下的,不仅有领先世界的中国品牌晶体,更有严谨学风、谦逊为人、廉洁奉公的精神丰碑。
时代回响
沈德忠“科技报国"的坚定信念,在当今科技自立自强的征程中依然闪光。面对关键核心技术“卡脖子”难题,他迎难而上的破局勇气、严谨求真的治学态度、甘为人梯的育人风范,仍是科研工作者的精神标杆。从人工晶体打破国际垄断,到基础研究纠正百年误区,从实验室里的攻坚克难,到科普课堂的薪火相传一一沈德忠用一生践行的“晶体人生”,始终激励着新时代科研人在科技强国的道路上续写荣光。