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              淵源研究

              中國光學玻璃、纖維光學與高速攝影的創始人龔祖同

              時間:2016-11-04 12:12:56   作者:編輯部   來源:龔氏網   閱讀:52096   評論:0
              內容摘要:龔祖同(1904.11.10-1986.06.26),漢族,江蘇省南匯縣人,1979年加入中國共產黨,我國著名光學專家,中國光學玻璃、纖維光學與高速攝影的創始人,中國應用光學的開拓者之一。中國科學院學部委員、研究員,博士生導師。第三屆全國人民代表大會代表,中國人民政治協商會議第二...
              祖同(1904.11.10-1986.06.26),漢族,江蘇省南匯縣人,1979/加入中國共產黨,我國著名光學專家,中國光學玻璃、纖維光學與高速攝影的創始人,中國應用光學的開拓者之一。中國科學院學部委員、研究員,博士生導師。第三屆全國人民代表大會代表,中國人民政治協商會議第二、四屆陜西省委員會副主席。
              中國光學玻璃、纖維光學與高速攝影的創始人龔祖同
              纖維光學與高速攝影的創始人祖同

              實驗核物理學的早期探索者

                1930年,趙忠堯發表了伴隨硬γ射線反常吸收的不同于康普頓散射的二次γ輻射方面的論文。1932年到1934年,祖同作為趙忠堯的研究生,對二次γ輻射做了深入研究,發表了《伴隨硬γ射線反常吸收的二次γ輻射的波長》和《趙忠堯、祖同致Nature雜志》,對趙忠堯發現伴隨硬γ射線反常吸收的二次γ輻射之后國際學術界在理論上所做的不同推測和解釋做了實驗驗證,并指出Thcγ射線的瑞利散射并不存在。由奇元素Al、Sb和偶元素Zn、Pb所產生的二次γ輻射的硬度差別探測不出來;所觀察到的軟成分波長25.4x.u(X射線單位=0.1nm)可用正負電子對的湮沒解釋,Pb、Sb后向波長13.8x.u的硬射線可以解釋為散射的正負電子產生的連續γ輻射。

              我國應用光學的開拓者

              正當祖同在實驗核物理的前沿取得初步成績并滿懷信心開拓前進時,祖國的需要改變了祖同的科學生涯。

              “九一八”事變后,日本加緊侵略中國,戰爭的烏云籠罩華北。時任清華大學物理系主任的葉企孫,看到對軍事極為重要的應用光學國內尚屬一片空白,十分焦急。1934年,留美公費考試中恰好有一名應用光學名額,他決定動員能刻苦鉆研并初露鋒芒的祖同去報考。他對祖同說,應用光學在國防上很重要,我國還是空白,留美公費考試中有一個應用光學名額,望能報考?!笆强瞻?,我就去填補?!?a href="http://www.kanaatbilen.com/" class="keyWord" style="font-size:16px;color:#000000;font-weight:normal;" target="_blank">祖同毅然接受了這個決定他一生專業方向的提議,被錄取為美國羅徹斯特大學應用光學直讀博士學位的公費生。后來,導師趙忠堯指出,德國光學在世界上領先,不一定去美國。祖同接受了這個建議,于1934年夏,經西伯利亞去德國柏林技術大學(現稱柏林工業大學),開始了他研究應用光學的生涯。

              1936年,祖同以“優秀畢業生”的榮譽自該校畢業并獲特準工程師稱號,隨即在應用光學專家F.維多特(Weidort)教授的指導下從事工程博士學位的論文工作,題目是“光學系統高級球差的研究”。這項研究的意義在于開始了我國高級像差的研究,并為把光學設計引入我國奠定了基礎。在攻讀博士學位期間,為了學到更多的光學儀器生產知識,祖同經常到德國的光學工廠實習、工作。1938年初,他回到災難深重的祖國,立即投入了昆明光學儀器廠的籌建工作,決心盡快為抗日將士制造出雙目望遠鏡。

              制造雙目望遠鏡的第一關是光學設計。祖同采用德國的設計技術,使用當時國內僅能找到的一臺電動計算機,很快完成了設計。為了在中國傳播德國先進的光學設計技術,他將有關技術傳授給3名西南聯合大學的學生。

              制造雙目望遠鏡的第二關是加工與裝調。當時沒有能夠加工光學鏡頭的中國技工。祖同從建立設備、邀請瑞士技師培訓工人做起,克服日本侵略帶來的物質條件上的種種困難,一步步向成功邁進。在全國高昂的抗日熱忱的支持下,僅用了半年多時間就制造出了中國第一批軍用雙目望遠鏡,有力地支援了抗日戰爭。祖同的這項工作不僅實踐了他科學救國的理想,也與當時遷到昆明的北平研究院物理研究所的嚴濟慈、錢臨照等試制顯微鏡的工作一起,開創了中國近代光學設計與光學儀器制造的歷史。中華人民共和國成立后,第五機械工業部建立了幾個光學儀器廠,其中的技工大多都是昆明光學儀器廠的第二、三代,甚至第四代技工。

              祖同的腳步從不停頓。在完成雙目望遠鏡的試制、生產后,他又試制了機槍瞄準鏡,參與試制了倒影測遠機。1958年,他指導研究生王乃弘試制成功中國第一只紅外變像管并制成了中國第一架紅外夜視儀,隨后推廣至云南光學儀器廠,武裝了火炮及重機槍。1960年又試制成功使用多堿陰極的可見光靜電聚焦三級串聯像增強器,用于被動式微光夜視,即一種無需照明、僅依靠微弱的月光及星光觀察的夜視技術。這開創了中國的夜視技術的歷史,為我國微光夜視技術的發展奠定了基礎。祖同擔任國防科工委夜視技術顧問,直至1986年逝世。

              1958-1960年,祖同主持研制成我國第一臺透射式電子顯微鏡。

              1960年,祖同擔任研制2.16米天文望遠鏡的技術負責人。隨后為其中間試驗品60cm望遠鏡的設計、加工、裝調奔波。由于“文化大革命”的影響,這項工作拖延了17年。由于祖同促進修改,最終于1976年成為一臺有用的望遠鏡。這項工作為制造中國的天文望遠鏡培養了一批專業人才。遺憾的是,當2.16米天文望遠鏡于1989年矗立在河北省興隆縣山上開始探索宇宙的奧秘時,祖同已經與世長辭。

              中國光學玻璃工業的奠基人

              祖同深知,不能生產光學玻璃,光學工業難為無米之炊。依靠進口玻璃,中國的光學工業不可能真正獨立。因此,從依靠進口光學玻璃制成軍用雙目望遠鏡起,自行生產光學玻璃就成了他魂牽夢繞的目標。

              1939年冬,祖同奔母喪回上海,考慮到上海輕工業發達,他用自己公費留學節省下來的400英鎊及同學的資助,于1940年初開始在上海小規模試制光學玻璃。不久,被日偽軍以“跟內地勾結,購買軍火”的罪名逮捕。日本侵略軍計劃把這位“年輕的光學專家”送往日本為他們效力。由于重慶國民政府設法營救,祖同得以喬裝逃出上海,返回昆明。第一次試制光學玻璃失敗。

              回到昆明光學儀器廠,祖同仍牽掛著光學玻璃的試制。他總希望早日試制成功,以此支援抗日并報答人民的培育之恩。1942年,他到貴陽東邊找到紅巖沖地址,在此建造簡易廠房,開始試制光學玻璃,并派人到美國標準局學習。日本投降后,當局者認為光學玻璃可以從美國進口,自己不值得搞,因而撤銷了貴陽試制廠。祖同第二次試制光學玻璃宣告失敗。

              1945年10月,祖同為了實現其試制光學玻璃的夙愿,從兵工署轉入資源委員會,參與接收秦皇島耀華玻璃廠并擔任該廠總工程師。他到該廠的目的之一是找機會試制光學玻璃。到該廠之后,等待他的首先是恢復日本侵略軍撤走全部技術人員后停產的平板玻璃生產,解決全廠員工的吃飯問題。1948年,正當耀華廠有條件試制光學玻璃時,秦皇島面臨解放,時局混亂,祖同不得已轉道天津赴上海耀華公司。第三次試制光學玻璃的愿望又成了泡影。幸運的是,他在上海耀華廠認識了在英國獲得博士學位回國的王大珩。

              中華人民共和國成立后,王大珩任中國科學院長春儀器館館長。他對于光學玻璃重要性的認識,與祖同可謂“英雄所見略同”。1950年,王大珩從東北人民政府申請了40萬元撥款,邀請祖同去長春攻關。此事對于祖同不啻如魚得水。他當時的心情,用他暮年所寫的回憶錄中的話說:“這時我感到非常興奮,下定決心,誓將光學玻璃試制成功。艱難困苦無所懼,赴湯蹈火也甘心?!睆模保梗担蹦甏旱介L春提出試制車間設計任務書起,祖同奔走聯系建筑設計與施工。當年動工,當年完成。1952年定制特型爐材,建造爐窯。7月制造大坩堝,10月中烤爐,幾次坩堝破裂失敗。祖同知難而進,屢敗屢戰,日夜生活在爐邊,全身心灌注在工作中。1952年除夕,第一次獲得了300升(一大坩堝)K8光學玻璃。接著又成功了兩坩堝。

              1953年的新年是祖同一生最感幸福的日子。他歷盡艱辛,終于實現了自己的宏愿,開創了中國自行生產光學玻璃的歷史。接著是鞏固、提高,開發新的品種。由硼冕玻璃到火石玻璃,再到鋇冕玻璃。在工藝上從經典法發展到澆鑄法。與此同時,他們接待了全國各地的代培人員并供給資料。從北京而南京而上海,毫無保留地提供了圖紙和配方。這是最無私、最徹底的奉獻。為了解決國內急需,他們有時甚至把自己的試制車間供工業部門生產之用。中國的光學玻璃工業從此誕生。

              從1951年春提出光學玻璃試制車間的規劃到1958年轉而研制紅外變像管,祖同為中國光學玻璃的試制與推廣生產整整工作了7個年頭。1957年他發表了《光學玻璃熔制的發展及有關原理》一文,對其7年來熔制光學玻璃的經驗作了科學的總結。1962年祖同擔任西安光學精密機械研究所所長,又指導所里的青年科技人員熔煉出一系列耐輻射玻璃品種,并轉交有關工廠生產,為中國的原子能工業做出了貢獻。

              中國纖維光學與變折射率光學的倡導者

              纖維光學是研究光在導光纖維中傳輸的理論和技術的一門學科。今天,光學纖維已經廣泛應用于光纖通訊及許多傳像場合。而在60年代初,纖維光學在中國還是空白。祖同以其對于科技新苗頭的敏銳洞察力,在任職西安光學精密機械研究所所長后不久,于1962年毅然成立了中國第一個纖維光學研究室,組織、指導年輕的科技人員從設計制造拉絲設備做起,于1964年成功地拉出了中國第一根導光纖維,制成了第一根傳光束和第一根傳像束。隨后,為推動纖維光學事業在中國的發展,他又在1964—1966年間,陸續把拉制導光纖維的技術推廣到北京、南京等地。中國的光學纖維工業由此起步。

              1972年,祖同在纖維光學研究的基礎上,又緊跟國外的發展,倡導開展自聚焦透鏡(一種利用折射率沿徑向按拋物線分布,光線在其中按正弦曲線行走而周期性聚焦的材料制成的成像元件)的研究。隨后,該所開展了自聚焦透鏡成像理論、像差理論及制作工藝的系統研究,開發了不少實用元、器件。祖同本人提出錐形自聚焦光纖及錐形自聚焦光纖網格板的設想。1978年,在東京舉行的第十三屆國際高速攝影與光電子學會議上,祖同發表了《錐形自聚焦光纖在高速網格攝影中的應用》一文,受到與會同行的高度重視。

              1984年,纖維光學與集成光學的研究在中國已有一定規模,為促進這方面的學術交流與協作,祖同倡議建立中國光學學會纖維光學與集成光學專業委員會。這一倡議獲得同行的熱烈響應和中國光學學會的首肯。祖同被推選為該專業委員會的首屆主任。

              中國高速攝影的創始人

              1962年,根據錢三強、王淦昌等建議,經聶榮臻批準,成立了中國科學院光學精密機械研究所西安分所,并調當時任中國科學院長春光學精密機械研究所副所長的祖同擔任所長。祖同一向以國家需要為己任,更何況年輕時探索過核物理。他于1962年3月滿懷激情走馬上任,開始了為中國高速攝影建功立業的征程。

              祖同重任在身,一往無前,領導當時剛剛走出校門的年輕科技工作者奮戰一年,為反應堆研制了熱室潛望鏡,為中國首次核試驗研制了3臺克爾盒多幅高速攝影機和3臺轉鏡式等待型分幅高速攝影機。經現場使用,它們都獲得了重要圖片。在此后的歲月里,在祖同的領導下又陸續研制成功速度從每秒幾十幅到2000萬幅的間歇式高速攝影機、棱鏡補償式高速攝影機、等待型轉鏡高速攝影機、同步型高速攝影機、狹縫式高速攝影機以及不同時間分辨率的轉鏡型掃描高速攝影機和小型電影經緯儀等。

              祖同受1958年研制成功紅外變像管的影響,對于我國核科學家王淦昌所提的在西安光學精密機械研究所研制變像管高速攝影機的建議十分敏感。從1964年春起,他就組織力量開展了變像管高速攝影技術的基礎性研究,包括光電陰極的研制、寬束電子光學的研究、變像管的設計、制造以及控制電路的研制。從1969年起直至祖同逝世,陸續研制成功短磁聚焦的高速攝影變像管、長磁聚焦電偏轉的掃描管、靜電聚焦電偏轉的掃描分幅兩用管、皮秒時間分辨率的掃描管以及磁聚焦的多級串聯像增強器與靜電聚焦級聯像增強器等。祖同本人在高速攝影信息論、新型高速攝影原理的研究方面也頗有建樹。前面提及的“錐形自聚焦光纖在高速網格攝影中的應用”就是一個例證。

              由于祖同在高速攝影與光電子學方面的杰出貢獻,1978年榮獲全國科學大會授予的技術重大貢獻先進工作者稱號,1985年獲國家科技進步特等獎,在“現代國防試驗中的動態光學觀測及測量技術”中的7名個人獲獎者中名列第二。1980年中國光學學會高速攝影與光電子學專業委員會成立,祖同理所當然地被推舉為委員會的主任。

              當中國向外部世界開放的時候,美國同行對于中國科學院西安光學精密機械研究所在高速攝影方面的成就極為贊賞,授予祖同1981年度美國光聲成就獎。

              祖同的一生貫穿著熾熱的愛國精神。他一生事業的變遷都與祖國的需要密切相關。他放棄唾手可得的博士頭銜,提前回國為抗日將士研制軍用雙目望遠鏡;他百折不撓,終于開創了中國光學玻璃工業的先河;為了滿足祖國核武器試驗的需要,他以幾近“耳順”之年來到祖國的大西北開創高速攝影事業,其間不止一次帶隊跋涉于沙漠中的試驗基地……。祖同在其晚年所寫的回憶錄中,當談及他1952年除夕熔煉光學玻璃成功時的心情時寫道:“一生的重擔從此獲得初步解脫,這是我一生最幸福的日子,此生此世永志不忘?!逼鋹蹏鵁岢烙纱丝梢娨话?。

              祖同一生十分重視年輕人才的培養和選拔。早在抗戰時期,他就在自己工作的工廠里設過“祖同獎金”,獎掖后進,培養人才。愈到晚年,對此關切愈甚。1983年,他以79歲高齡,不辭長途跋涉,不畏酷暑,去中國科學技術大學九系為研究生講授“高速攝影概論”達半年之久。1985年年底,當他僵臥病榻,靠鼻飼維系生命的時候,仍然關心博士生的招收情況。

              祖同一生不斷進取,從不停步。他活到老,學到老,探索到老。直到暮年,還抱著物質無限可分的信念,著力探索光子的結構,希望對光的二重性問題有所貢獻。他一生開創性的研究成果很多,論著相對較少。他為人正直,嚴以律己,以身作則。他的辦公室門上貼有一張告示:“星期天照常上班。每晚7點到9點照常辦公?!辈徽摴澕偃?,每天工作三個段落,10個小時,直到病重住院為止。

              祖同暮年常以王勃“滕王閣序”中的“老當益壯,寧知白首之心;窮且益堅,不墜青云之志”自勵。他的言行為“老驥伏櫪,志在千里,烈士暮年,壯心不已”作了最好的注解。

              生平簡歷
              1926年 考入清華大學物理系。

               

              1930年 以優異成績畢業留校任教。

              1932年 進清華大學研究生院,師從我國實驗核物理先驅趙忠堯,研究伴隨硬γ射線  反常吸收的二次γ輻射。

              1934年 懷著科技報國的愿望,赴德國柏林技術大學深造。兩年后畢業,獲“優秀畢業生”榮譽和特準工程師稱號。此后在該校攻讀工程博士學位。

              1938年 回國參加了我國第一個光學工廠昆明光學儀器廠(昆明兵工署22廠)的組建工作,后擔任廠制造主任。

              1942年 到貴陽創建貴陽兵工署53分廠,再度試制光學玻璃,任廠主任。

              1945-1948年 任秦皇島耀華玻璃廠總工程師,從事平板玻璃生產的恢復與改進工作。

              1948-1950年 任上海耀華玻璃廠總工程師。

              1951年 應中國科學院長春儀器館籌備處副主任王大珩的邀請調該館工作,任研究室主任,負責研制光學玻璃。

              1957年 任中國科學院光學精密器械儀器研究所(現長春光機所)副所長。

              1958年 任長春光機學院副院長。期間開展了紅外夜視技術與電子光學方面的研究工作。

              1960年 擔任我國2.16米天文望遠鏡研制組的負責人。

              1962年 奉命來西安組建中國科學院西安光機所,擔任所長,致力于研究高速攝影技術和纖維光學。

              1978-1981年 任陜西省物理學會理事長

              1978-1984年 任國際高速攝影與光電子學會議的中國國家代表

              1979-1984年 任中國光學學會副理事長

              1979-1986年 任國家科委光學及應用光學學科組副組長

              1980-1986年 任中國科學院西安分院副院長

              1980-1986年 任陜西省光學學會理事長

              1981-1986年 任國防科工委夜視技術顧問

              1984-1986年 任中國光學學會名譽理事

              1984-1986年 任中國科學院西安光機所名譽所長

              1986年6月26日 因病醫治無效,在西安去逝,享年82歲

              主要論著   
              1 Chao C.Y.Kung T.T.(祖同).Letter to the editor.Nature,1933,4:709.   
              祖同.伴隨硬γ射線反常吸收的二次輻射的波長.清華大學理科報告,1935,3(1):85—93.   
              祖同.光學系統的高級像差.柏林工業大學博士學位論文.   
              祖同.光學玻璃制造的發展.物理通報,1952,1(4、5、6):196—198.   
              祖同.光學玻璃熔制的發展及其有關原理.科學通報,1957(2、3):705—712.   
              祖同.高速照相及纖維光學.物理通報,1964(2):49—55.   
              祖同.錐形自聚焦(變折射率)纖維在高速網格攝影中的應用.全國第一屆高速攝影會議論文集.北京:科學出版社,1978:1—12.   
              8 Kung Tsutung.Application of fibre(selfocus fibre)to high-speed rasterphotography.Proc.of the 13th international congress on high speedphotography and photonics,1978:812817.   
              祖同主編.60厘米試驗天文望遠鏡專集.北京:科學出版社,1980.   
              10 祖同.變折射率光學.應用激光,1983(1):1—3.   
              11 祖同等.高速攝影概論.合肥:中國科學技術大學出版社,1983.   

              12 祖同等.高速攝影總論與間歇式高速攝影.北京:科學出版社,1983.


              責任編輯:GONGQQ028


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              標簽:中國科學院  王大珩  江蘇省  代表大會  科研人員  龔祖同  龔祖同資料  
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