“北京自由电子激光装置”的研制

主任，请他向苏联提出来，能不能卖给我们一个。他们说：对不起，这是我们国家的秘密，不能卖给你。苏联不卖，日本也不卖，结果我们只能自己去做。我就带着两个南工（“南京工学院”，今“东南大学”）毕业的大学生开始做，做了几年，就做出来了。我们所本没有做这些东西的条件，但就在这样困难的条件下，我们也做出来了。

所以，经历过这些，我觉得没有什么了不起的，只要你不怕，自己肯下工夫，什么都可以做出来。

陈：50年代我们国家的工业基础是非常差。

谢：跟国外不能同日而语。

陈：中国第一台激光器的研制成功是在1961年，那时中国的工业基础确实非常差，能研制成功主要靠王大珩先生50年代在长春光机所打下的技术基础。

谢：是的。但自由电子激光与普通激光还有些不同。普通激光有谐振腔、合适的工作物质就差不多了。但自由电子激光要复杂得多，不是一个简单的管子问题，涉及到的条件太多了，太复杂了。首先，它要求有一个直线加速器，直线加速器就要求几百个条件。

做过这些东西后，我觉得没有什么我们不能做，只要原理存在，我都可以做。不仅我们中国可以做，任何一个国家，只要给予适当的条件，都可以做。所以，原子弹，多少个国家都有，以色列这么小一个国家也有了。朝鲜不是受各方面制约，他们也做出来了。

陈：中国开始做自由电子激光的时候，有几家单位在做？

谢：新兴事物，大家都争着要做，刚开始国内有好几家单位在做，最初要做的有上海光机所、你们中国科学技术大学、中国工程物理研究院、原子能研究院、还有中国科学院的好多单位，都要做。

但是，做这个东西，第一钱要多，第二技术难度大，所以最后就我们做成了。做成的标志是什么呢？摊子搭起来后，电子在扭摆磁铁中出光了，出光是一个标志。另外，出光是什么样的光？是不是激光？任何一个事物都有一个饱和度，就是它发展到一个极端，它的转化过程就到头了，这就是饱和。到饱和状态时，物理过程才能稳定，假如不稳定，虽然是激光，也没有用。自由电子激光的强度是从零开始的，一直增加几十个数量级才能达到饱和的程度，所以实现从出光到饱和也是一个很困难的事情。所以出光是一个阶段，另外一个阶段就是饱和。我们的装置出光后，很快就饱和了。现在只有我们实现了自由电子激光从出光到饱和的过程。

陈：您们用多长时间让这个装置实现出光、饱和？

谢：大概6、7年，实现出光、饱和的时间是在1993年，这是中国第一个红外自由电子激光。这个做成后，国际自由电子激光会议在北京召开，就是为了纪念中国造成了自由电子激光。高能所的这个自由电子激光装置，是中国唯一工作的自由电子激光。

陈：其他单位的自由电子激光都没实现饱和吗？

谢：是的。在中国，虽然当初做的人很多，但多数没有实现出光，最后做成出光并实现饱和的，到现在为止就我们自己。还有一个单位，中国工程物理研究院。他们的钱很多，自由电子激光的主要装备是一个直线加速器，他们从俄罗斯购买，然后产生激光。

还有，我们做任何事情，不能只问他的结果，要问它的过程，要问它投资多少，因为一个国家的力量都是有限的，不是无限的。这个花太多钱的话，就不能做别的了。所以从钱上说，我们这个花钱不多，经费是“863”计划给的，每年100万，总投资大概1000万。据说其它单位做这个花了几千万，加速器是从国外买的，请了很多外国专家来安装、调试，做了很多年，所以花钱比较多。

陈：也就是说，“北京自由电子激光装置”是我们自己做出来的。

谢：我想那里头，没有什么不是我们自己做的，加速器是我们做的，我们做过很多加速器，这个不稀奇啦。扭摆磁铁是永久磁铁，中国好多企业的工厂可以做磁铁。整个装置基本上都是我们自己做的，没有用过外汇。

陈：与国内其他科研单位有没有合作？

谢：自由电子激光是一个非常复杂的科学装置，要有一个产生电子的电子源、要有加速电子的加速器、要有一个扭摆磁铁，还要有一些探测设备，这都是我们高能所做的。上海他们承担了一个电子加速后的束流分析，就是电子源的能源转换成自由电子的能量，电子束从加速器出来进入扭摆磁铁产生激光时的转换效率等等。当时有很多做自由电子激光的单位加入到了这个课题中，虽然有些单位的工作对我们没有多少贡献，但毕竟也扶持了中国的科研。

陈：我们这个自由电子激光的出光时间是1992年、实现饱和是1993年，国际上美国1970年就开始做了，我们的工作基本上还是在跟踪他们的研究，是不是这样？

谢：那当然了。这个不是独创的，是跟踪的，因为中国整体的科学技术都是跟踪的。比如，原子弹不也是跟踪吗，探月工程不也是跟踪吗，美国50前就探月啦。但跟踪也不是非常容易的事情。跟踪有两种。人家有了，我没有，我买别人的设备，请人家专家来帮助做，这是一种跟踪。还有一种跟踪，就是你有了，你也发表原理了，原理上没有新的东西了，我根据你的文献，用自己的材料，用自己的人力，自己做出来了，这是第二种跟踪。跟踪是跟踪了，但我们什么也没用他们的，也没请他们来帮助做，也不是国际合作，我们是第二种跟踪。我们做这个也不是说做就可以做的，这个不像国外，国外实验室一般经费使用灵活，他要做很快就做了，中国还要有申请的手续，要经过批准获得支持，一年百余万的经费。

科技技术的发展，产生最原始的想法，即所谓创新或独创，是比较难的。另外，跟踪也是一种发展。人家已做出来的，我们也做，完全照抄肯定不行，因为我们的条件不行。我们做出来的原子弹，跟当初美国做的第一颗原子弹就不一样。因为美国人做的时候，不知道它能爆还是不能爆，怎么样才能爆炸，我们做时虽然已经知道能爆，但还要根据我们中国的条件来做，这个路子也要探索。实际上，最初做任何一件事情，都要探索一个路子。比如我要到西直门去，这个路怎么走Ⅱ阿，不知道啊，就要探索。所以我们做的时候，国际上是有了，但中国还没有，也要探索适合我们自己的路子。当时，因为是新兴的事物，科研人员都争着做，但大家没有想到会这么困难。我们比较幸运，首先做出来啦，出光了，饱和了。

我们国家还存在一个问题，科学技术方面基本都是这样，就是财力投入不足，所以我们现在还是做红外的，而经过几十年的发展，国际上现在都在做x光的了，德国、美国、日本，做的都是X光的。X光的规模很大，投入也很大，现在国外要建一个未来加速器，估计要用100亿美元，他们要在这个上面做自由电子激光，不过这个还没有落实经费。X光自由电子激光是一个发展方向，中国也开始在这个领域探索了，是杨振宁领导在做，先做的是紫外的。以后上海光源也会做自由电子激光。上海光源是第三代光源，是同步辐射光源，出来的是非相干光，不能叠加在一起，自由电子激光出来的是相干光。

陈：国内就我们达到了出光、饱和，在国际上实现了出光、饱和的有哪些国家？

谢：国际上，我想有十多家，七八家吧，美国的、英国的、德国的、法国的。国际上有统计表的，我们高能所这个是在那个统计表上的，中国就这一个在统计表上。

三“北京自由电子激光装置”及国内相关研究近况

陈：现在“北京自由电子激光装置”还在工作吗？

谢：这个最早是在中关村实验室做的，现在挪到玉泉路去了。因为科学院有规定，说是一所一室，一个所只能有一个地方，不能占很多地方，所以我们中关村这个地方就关掉了，自由电子激光也要搬到玉泉路那里去。这个搬起来比较费劲，等于从头再来，建设方案也改了，东西搬家也搬坏了。现在，现在玉泉路那边的装置也恢复工作了，很早也出光了，但最近才实现饱和。

陈：您还经常到实验室去吗？

谢：我一个礼拜去一趟。现在我只是动脑筋，不再亲自动手去做。而且由于高能所搬家，许多东西都搬坏了，得从头订货，中间要等订的东西到货，所以前段时间也没做多少工作。

陈：高能所搬到玉泉路，您过去恐怕不方便喽。

谢：是的，原来在中关村时，我基本每天都可以去，现在只能一个礼拜去一趟啦。等装置真正工作了，可以多去几次。我现在年纪大了，做不了什么事啦，具体操作已经很难了。但是许多问题怎么解决，怎么去做，我还是很清楚的，指导他们一下。以前我事情很多，现在好了，我没别的事情，有充足的时间来考虑一些问题，这也是有利的事情。

我现在正发明一个新加速器，是一个新的工作原理，现在已经证明原理是正确的。我是这么想的，直线加速器包括三个部分：一部分是用一个电子枪产生电子，通过聚焦装置聚在一起，然后注入加速管加速，这是一部分。另外有电源、速调管两部分，一共三大件。我原来想怎么能够省一点钱，于是就想不要电子枪及聚焦等设备，用速调管来提供电子束。原来速调管的电子束完成任务之后就被扔掉了，我在管子上开个洞，加上一个磁铁，把一部分电子引出来，注入到加速管，这样速调管就身兼两个作用，一个提供电子束，一个是提供微波，而且这个电子束能量比较高，这样不就省钱了吗。于是就想把原来的三大件去掉电子枪及聚焦等设备，只用两大件，这样就能省不少钱。这是我10年前的想法。后来发现我们国家钱多了，外汇储备都达到万亿美金，虽然国家不在乎这点钱，但我这个原理创新的，所以还是要接着去做。

陈：您这么大年纪还坚持在科研的第一线，太令人敬佩啦！

谢：我今年87，过罢年就88了，快90岁了。人老了，能力就差多了，所以很少做事了。因为院士没有退休制度，所以我就带一个博士生，做一点科研，我带着他来做这个工作。我现在研究这个问题，多多少少还能做点贡献。科学技术就是一座大山，压上一勺土就变大一点，我压一勺，你压一勺，他压一勺，科学技术就发展起来了。

陈：关于国内其他单位的自由电子激光研究，我在《激光诞生四十周年纪念》的画册上看到有“曙光”装置，这个您了解吗？

谢：那个画册我看过。自由电子激光有很多类型，“曙光”装置是能量较低的一种，是基于感应加速器的自由电子激光，我前面说的是射频的。中国工程物理研究院在这个方面是做的比较好一点，他们做过好多年了。这个加速器原来是做模拟核爆炸用的，就是研究核爆炸的过程，后来变成自由电子激光了，具体怎么样，我不怎么清楚。

陈：杜祥琬院士曾经发过一篇文章，专门介绍了国内自由电子激光的发展状况，其中提到的有“曙光”装置、咱们高能所的射频装置，还有电子科技大学的切连科夫自由电子激光装置，他们是和北京大学等单位合作做的，这个您了解吗？

谢：那个也是低能的，叫切连科夫自由电子激光。北京大学现在还在做。我没看过杜祥琬的那篇文章，发表在什么杂志上？

陈：《物理》杂志。

谢：杜祥琬是后来到中国工程物理研究院的，原来不在那。他对那里的射频型自由电子激光比较了解，就是从俄罗斯买来加速器、请专家安装的那台。杜祥琬对我说，他们做到出光了，但没饱和。

陈：目前与美国相比，我们的研究还有多大差距？

谢：与美国相比，我们的科学技术水平还有较大差距，经济投入也还不足。在美国，钱不成问题，想做点东西很快就做出来啦，加速器几百米长，规模非常大。所以我们还要加把劲。

陈：好的，谢先生，听了您的介绍，我对中国自由电子激光的发展历史有了比较全面的了解，这对我以后的工作会有很大帮助。谢谢您抽出宝贵时间接受我的访谈！谢谢您！

推荐访问:自由电子 北京 激光 装置 研制