知名人物 王之江人物简介
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知名人物 王之江人物简介
·王之江
王之江，光学家，中国科学院院士。发展了光学成像的象差和象质评价理论，完成了多种光学系统设计;领导研制了我国第一台激光器; 领导完成的高能、高亮度钕玻璃激光系统，是当时世界上同类器件的最高水平; 在全息学、干涉计量学、光信息处理、自由电子??光、激光分离同位素、光刻技术和光计算技术等学科前沿研究领域中，取得多项研究成果。
王之江，1930年10月15日生于江苏省常州市; 父亲年轻时，在绸布店当学徒，20世纪40年代起在一家布厂当职员、厂长 (直到解放后)，平时很少在家，整天忙于厂里的事情，王之江懂事起，对父亲的敬业精神十分钦佩。在中学读书期间，王之江养成了勤奋好学，锲而不舍的学风，认真对待每门功课。1949年以优异成绩考取大连理工学院。王之江进入大学后，十分珍惜就学机会，尊师尊教，以古语“师傅领进门，修身在自身”鞭策自己; 并以 “工欲善其事，必先利其器”作为座右铭，孜孜不倦地吸取知识。在大学一年级末，他听了王大珩 “物理改造世界”的学术报告，经过深思，看到物理学基础理论对改造世界有着如此大的影响力，深受鼓舞，决心转系攻读物理学，从此与物理学结下了不解之缘。年轻的王之江意识到，作为有抱负的物理系学生，必须具备独立思考问题、分析问题的能力。从大学二年级??始，他除了全面掌握课本知识外，还主动阅览有关世界科技发展动态的文章，来丰富自己的知识。为了能对物理学现象、内涵有独到见解，他自觉阅读古今中外成功科学家的哲学著作，吸取前人的思辩、观点、视角和思路，提高和改进自己的学习方法。他的唯物辩证的学术思想，对他一生的科学研究受益匪浅。1952年王之江以优异的成绩毕业，被分配到中国科学院长春光机所，在王大珩先生的领导下从事光学设计研究工作。1959年在长春举办的全国光学学术会议上，他宣讲了20余篇学术报告，崭露头角，一举成为一名出类拔萃的年轻科学家，曾被评为长春市共青团 “向科学进军” 积极分子。1960年世界上第一台激光器问世后，事隔一年，在他领导下的我国第一台激光器研制成功。1964年，王之江从长春调到中国科学院上海光机所工作，担任固体高能激光器研究室主任，全面开展激光物理、激光单元技术和总体装置的研究工作。1974年，在他领导下的钕玻璃激光器水平高于世界上当时已知的最高水平，对我国激光科学技术发展起到了积极的作用。1978年，任中国科学院上海光机所副所长、博士生导师; 1979年加入中国共产党; 同年在他的倡导下，上海光机所率先建立光信息实验室，1985年获得我国第一张电子全息图。1984年，在我国率先提出光计算的研究课题，1986年中国科学院在长春召开的光计算发展战略研讨会上，一致推荐王之江为本学科的学术带头人，对我国光信息处理和光计算的发展起了推动作用。激光分离同位素是国际上20世纪80年代激光??术重大应用项目之一，1985年在他积极倡导下，被列入我国“七五” 攻关项目。1990年上海光机所承担的 “激光与光学系统” 总体装置等7个课题通过国家级鉴定，他既是该项目的倡导者、组织者，又是研究者，为我国激光分离同位素的发展作出重大贡献。1984—1992年他担任中国科学院上海光机所所长期间，对该所科研发展方向和发展战略的确立发挥了主导作用。他积极推行国际学术交流和重视人才培养，对提高该所的知名度和研究水平作出了贡献; 同时积极提倡 “依法治所”，为深化改革作出了努力。
由于他在光学、激光领域的卓越贡献，1988年被美国光学学会聘为特别委员，1989年被国际量子电子学理事会聘为理事，在国内外学术组织兼职职务达15项之多。王之江除担任上述职务外，还是第三届、第五届全国人民代表大会代表，第八届、第九届上海市人民代表大会代表; 曾被评为上海市及全国先进工作者和上海市劳动摸范。王之江多次赴美国、日本、德国、法国、罗马尼亚、朝鲜等国出席国际学术会议或讲学，受到国外同行的欢迎。王之江认为所有事物都会有发展、变化、进步，他总认为自己并不高明，认为过去的工作不会完美无缺。他不盲从过去的科学知识，总希望以分析和批判的观点去读书和学习。
风格独特的光学设计思想的创立
1952年，年满21岁的王之江从大连理工学院物理系毕业分配到长春光机所 (原中国科学院长春光仪器馆) 工作。那时我国的光学设计力量非常薄弱，水平相当低。著名光学专家王大珩教授为振兴我国的光学事业，奋发图强，身先士卒，把光学设计这副重担交给了他。王之江带领一班人，齐心协力，埋头苦干，??展了各种光学设计的研究工作。在实践中，他发展了像差理论和像质评价理论，形成了新的理论体系，包括初级像差的导出和表达，证明存在一个球差反常区域，将高级像差按性质分为本征和衍生两类，导出高级象差的相互关联和准确分布值，柱面系统和失对称系统的象差理论，由像差要求决定光学系统结构的方法，以信息和光学传递函数理论为基础，建立各种象质评价标准的联系; 并提出了一种可用于像差系统的公差理论，以及用信息传递的观点进行光学仪器的整体设计等。
王之江领导的长春光机所光学设计研究室是当时光学设计的中心，在1958年、1959年长春光机所举办的光学设计培训班上，全国各主要大学和光学工厂，包括浙江大学、北京工业学院、哈尔滨工大、上海光学仪器厂、云南298厂、西安248厂、南京电影机械厂、上海照相机厂的光学设计负责人都曾先后来到长春学习。王之江系统地阐述了他的光学设计理论思想体系，为国家培养了一批高级光学人才，为全国普及、提高光学设计水平和光学仪器的工业发展作出了贡献。由他主设计的照相物镜系列、平面光栅单色仪、长工作距离反射显微镜物镜、非球面特大视场目镜、150#大型电影经纬物镜，以及近年完成的数种光刻物镜专利等一系列结果达国际先进水平，后几种设计至今仍是世界先进水平。在1959年召开的全国光学会议上，王之江发表了20多篇论文，充分显示出他在光学领域中的卓越成就和聪明睿智。1964年出版的 《光学设计理论基础》 专著，是他从事光学设计10余年的工作结晶，至今仍是我国光学界不可多得的专业论著。
我国第一台红宝石激光器的诞生
王之江的人生哲学是勤奋、拼搏，为祖国的科学事业奉献??切。20世纪50年代末，他与我国光学专家们正为探索 “光源亮度只能减弱不能提高，光束趋于分散而不是相反，像趋于模糊而不是相反，波长只能变长而不能变短” 等几个古典光学领域中不可逾越的禁区难题而努力时，美国科学家肖洛和汤斯发表了 “光受激辐射” 的设想，梅曼 (Maiman) 相继在1960年研制出世界上第一台红宝石激光器，这一震撼世界的新技术给古典光学带来光明和希望。年轻的光学专家王之江如鱼得水，由他领导的一个松散的小组于一年后在长春光机所成功地研制出我国第一台激光器，成为我国激光技术开拓者之一。他设计的实验方案和梅曼有所不同，采用直管氙灯成像照明，比梅曼采用的螺旋管氙灯漫射照明有更高的效率，从而只须小得多的电源; 谐振腔采用外腔及半透明耦合输出，以补偿红宝石的光学不均匀 (梅曼采用宝石二端镀银、小孔耦合输出，这是沿袭微波耦合概念，在激光领域现已完全不用了); 由于银膜易损，采用直角棱镜和多玻片组成高品质腔，这些都是国际上首次采用。
当国际上激光技术的竞相发展相当迅猛的时刻，1964年，国家决定在上海成立激光专业研究所，开展高能激光器的研究，王之江担任高能固体激光器研究室主任，全面开展激光物理、??光单元和总体装置的研究。通过提高效率和扩大规模，使钕玻璃激光输出由毫焦耳提高到万焦耳 (7个量级); 通过多种措施改善方向性，使之成为高亮度器件，亮度达1010 W/cm2/Sterad(中心部分达1011)，用直径12cm透镜聚焦在10m处可打穿8cm铝板，按我们所知是当时世界最高水平。
在此项工作的初期和末期，王之江是该课题负责人，在有关技术决策中均起着主要作用，包括寄生振荡的发现和消除; 强调提高透过率的重要性，并采取措施降低玻璃含铁量以形成高透过率 (10-3cm-1); 选择合适的形状来降低自发辐射损耗等提高效率的措施。早在1965年激光会议上，他明确提出高亮度是定向能武器的必要条件，热烧蚀是目标破坏的主要机制，并确定武器要求的亮度值比现状要高出万倍以上，器件要有革命性变化才行。在20世纪70年代初期，这个重要论断被普遍承认，并在领导部门接受后领导了改善方向性的工作，发现弥散——激光自作用形成多种测量和补偿改善形状及弥散的方法，采用某些腔结构限制激光振荡模式，发现玻璃的激光损伤，降低夹杂铂而提高破坏阈值等。这些工作绝大多数在国际上均为首创。与此同时，他在总结大量实验工作的基础上，运用古典光学的光学原理，大胆地提出高亮度、高能量、高负载的运动扫描的实验方案，并付诸实施，使我国高能激光器的水平高于已知的国际水平。在1976年全国激光会议上，他全面论述了激光辐射武器的发展前景和实现辐射武器的必要条件。这些结论，与十年后美国物理学会组织的高级科学家小组所作 “美国定向能武器研究状况的结论”近乎一致，由此可见王之江的科学预见性。他领导的这项工作不仅为我国激光反导的技术决策起了重要作用，而且对我国激光科学技术尤其是固体激光科学技术的发展也起到了重要作用。
我国光电子技术研究的起步工作
在激光领域，王之江素以敏锐著称。光信息处理是20世纪60年代兴起的一门新科学。早在1960年，王之江就应用信息论于光学系统信息传递过程，包括从衍射谱平面的测量获得物体的信息; 可用相互区分的光子态导出光学信息量值; 用信息论讨论多种非直接成像，包括全息成像过程等。1975年，王之江提出开展现代光学的光信息处理的研究。在他领导下，70年代末，上海光机所建立起光信息处理实验室，开展图像的光数字处理、编码孔成像、光学与计算机全息等方面的基础研究和应用基础研究的工作。1985年获得我国第一张电子全息图，还先后研制出透射式微分干涉相衬显微镜，非接触式的偏振小孔球面干涉仪，图像采集、帧存储器、计算机互联的大型图像自动处理的光数字处理系统等研究成果，使我国光信息处理的研究水平跟上了国际发展的潮流。
随着光信息研究工作的深入，20世纪80年代国际上兴起的光计算是克服电子计算机局限性的全光技术，它的诞生不仅对整个光电子领域的发展产生深远的影响，而且标志着人类将电子时代迈向光子时代。王之江认为应重视这一前沿科学。1984年，他在国内率先提出 “光计算” 的研究课题，并且明确指出光计算的研究领域是长期目标，而它的中间成果会有很大的应用价值。在他的指导下，以专用光电子系统为近期目标，开展了光计算的体系结构和算法、双稳器件及光折变非线性效应等基础研究。1989年他受国家自然科学基金委和中国科学院委托，组织撰写了 “我国光电子发展战略”，提出了适应世界科技发展潮流及我国科技方向的学科领域，得到专家们的高度评价。由于他在光学、激光领域的卓越贡献，1988年美国光学学会聘请王之江为核心会员，他还被选为国际量子电子学理事会成员。
强激光研究领域里的开拓
继高能钕玻璃激光之后，自由电子激光是20世纪70年代??始发展起来的一种新型强相干辐射源，受到人们的普遍重视。早在1963年，王之江就提出用自由电子产生激光的建议，那时他不仅研究了自由电子对激光的散射效应，而且研究了自由电子掠过光栅表面时产生的史密斯—普塞尔效应的一种自由电子激光的原型。当1976年世界上第一台自由电子激光器运转成功的消息报道后，王之江立刻注意到这种激光器具有高亮度、高效率、可调谐范围宽等无与伦比的优点。在他的积极筹划下，1980年上海光机所开展了自由电子激光的研究。1985年，他所领导的??个小组首先在国内实现了毫米波自由电子激光 (8毫米波段，功率约1兆瓦的Raman型自由电子激光) 输出。1986年与中国科技大学合作，开展康普顿自由电子激光实验，获得10微米的自发辐射。早在1981年，他就指出了电子束亮度对自由电子激光的重要性，并导出了电子束亮度的极限值，并论证了采用激光等离子体作为高亮度电子束源可比目前达到的电子束亮度水平提高万倍。国际上对于用射频加速器或感应加速器于电子激光孰优孰劣长期未有定论，早在美国决策之前3年，王之江就指出感应电子加速器的电子束发散度大、亮度低，发展到短波长会发生困难，指出射频加速器为优，后来事实确实如此。
激光分离同位素是国际上20世纪80年代激光技术重大应用项目之一。1982年，在天津召开的全国分离同位素会议上，研究和部署了我国分离同位素的发展方向。这时王之江就注意到用激光技术实现分离同位素是最有效的技术途径，它投资少，收效快，并能带动我国激光产业的形成。为了实现这一愿望，王之江充分利用上海光机所激光物理和激光??术的优势，积极部署开展单项课题和总体实验的研究，并对激光分离同位素的关键科学技术问题进行了认真分析和理论计算，为争取立项作了充分准备。在他的积极倡导下，激光分离同位素终于列入了我国 “七五” 攻关项目。上海光机??承担的 “激光与光学系统” 总体装置等7个课题于1990年通过国家级鉴定。王之江是该项目的倡导者、组织者又是研究者，为我国激光分离同位素发展作出了巨大贡献。
为建立激光科研基地而不懈奋斗
进入20世纪80年代，我国改革开放全面深入发展，正当其时，王之江于1984年受命任中国科学院上海光机所所长，历时8年带领全所科技人员拼搏于学科前沿研究领域。他十分清楚，要使该所成为国际上有地位、国内的重要科研基地之一，一是要抓研究方向和发展战略，为此他明确指出上海光机所必须拓宽??光技术研究领域才能有生命力，提出 “激光与光电子学” 是该??今后的研究方向; 二是科研要有创新、有成果，首先要有人才，才能与国际接轨。经他努力，上海光机所成为首批被国务院学位委员会授予硕士、博士学位的授权单位之一和博士后科研流动站; 每年有在学硕士、博士研究生近200人充实到科研第一线，积极开展国内外学术交流和协作研究，上海光机所每年有200余人次走出去和请进来开展学术交流。在他倡议主持下，1985年在上海召开了3000余人的全国光学学术会议，1992年在上海召开世界光学会议，对提高上海光机所的学术地位和社会影响作出了积极贡献; 三是推行干部分工负责制，提倡 “依法治所”，在他的关心下，制定了各种管理规章制度，并汇编成册; 同时他十分重视科研成果转化为社会生产力，创办了若干个高新技术企业，其中上海嘉光集团已年产值超亿元，成为国内外著名的光学元件库房，为国民经济发展作出了巨大贡献。
50年来，王之江先后撰写了 《光学设计理论基础》 和 《成像光学》两部著作，主编了 《光学手册》; 发表科技论文200余篇; 获专利5项，重要研究成果16项，获奖成果11项。先后共培养硕士生29名，博士生32名，博士后3名。
21世纪的今天，王之江仍为我国现代光学，激光科学技术的前沿学科的发展而继续探索、拼搏。他认为一个人一生真正能有所发现和创造的地方只是很有限的，所以学习和借鉴对于每个人是十分重要的。他这种钻研和持之以恒的精神是值得年轻科学人员学习的。
简 历
1930年10月15日 出生于江苏省常州市。
1949—1952年 在大连理工学院学习。
1952—1964年 任中国科学院长春光机所助理研究员、副研究员。
1964—1978年 任中国科学院上海光机所副研究员、研究员。
1978—1984年 任中国科学院上海光机所副所长、博士生导师。
1979—1988年 兼任上海激光技术研究所所长。
1981—1984年 兼任中国科学院长春光机所副所长。
1984—1992年 任中国科学院上海光机所所长，中国科学院院士。
主要论著
1 王之江. 光学设计理论基础. 北京： 科学出版社，1964; 第二版，1985
2 王之江，伍树东. 成像光学. 北京： 科学出版社，1990
3 王之江主编. 光学手册. 上海. 北京： 机械工业出版社，1987年第一次印刷. 1994年重印
4 王之江. 高级像差理论. 物理学报，1960，16： 189—204
5 王之江. 柱面光学系统的像差. 物理学报，1960，16： 205—213
6 王之江. 电磁辐射的相干性. 物理学报，1963，19： 320—335
7 王之江. 红宝石光量子放大器. 物理学报，1964，20： 63—71
8 王之江，汤星里，沈冠群. 红宝石量子放大器的工作参数对受激辐射能量的影响. 科学通报，1964，(2)： 151—155
9 王之江. 光学谐振腔的结构和波型限制. 科学通报，1964，(3)： 269—271
10 王之江，方洪烈. 棱镜谐振腔振荡模式. 物理学报，1975，24：454—457
11 王之江. 全息术和信息编码. 科学通报，1978，23： 719—723
12 王之江. 论电子束亮度的极限. 科学通报，1981，(22)： 1359—1360
13 Wang Zhijiang. Laser beam wavefront diagnostics，by a three-plate ringinterferometer and a gratin g spatial filter system. IEEE J. Quan. Elec.，(USA)，1981，QE-17：1768—1771
14 王之江. 电子一电子相互作用辐射. 光学学报，1981，1：115—119
15 王之江. 电子束干涉及自由电子辐射. 光学学报，1982，2： 1—3
16 王之江，陈守华. 论激光加速电子. 科学通报，1982，(13)： 780—782
17 王之江. 电子束穿过磁化等离子体辐射. 科学通报，1983，(4)： 211—212
18 王之江，李元康，江建中. 只有一个对称面的光刻光学系统. 光学学报，1984，4：322—324
19 王之江，邹海兴. 投影光刻机光学系统的总体设计. 光学学报，1987，7：159—164
20 王之江，孙保定，路敦武. 1：1分步亚微米光刻镜头. 光学学报，1988，8：928—932
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