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潘攀:在太赫兹真空电子器件土地上播种希望
来源:新闻中心
发布时间:2021年05月27日 编辑:新闻中心

  2010年,潘攀从清华大学航天航空学院毕业来到12所。作为一名并没有真空电子学专业背景的本科毕业生,他十分幸运地加入了国防科技重点实验室,被分配到了短毫米波行波管课题组,参与开发中国第一支百瓦级W波段行波管。当时,开发新器件的常规思路是仿制国外产品,但是由于W波段行波管过于先进,西方对中国实施严格的产品禁运与技术封锁,因此该器件的研制只能完全依靠课题组自主创新与正向设计。在课题组长冯进军研究员的带领与指导下,潘攀几乎是从零开始,参与了从设计到加工、从组装到测试的全部科研环节,从中得到了充分的锻炼与丰富的实践经验。

  2013年,百瓦级W波段行波管研制成功,此时的潘攀已经对12所和真空电子学专业产生了特殊的感情,他下定决心要做一名优秀的科研工作者。当得知有机会攻读12所的硕士研究生后,他当即决定放弃自己的职位,再一次走上求学生涯,提高自己的科研水平,并迎接更有挑战的工作。

  2014年,他参加了在电子科技大学举办的太赫兹研究生夏令营,并了解到国外科研机构在太赫兹行波管方面的领先水平。“当我们还在实验室里研制94GHz行波管的时候,他们已经做出了220GHz行波管,并且准备用在机载雷达上了。美国人已经领先我们一代了,而我们必须迎头赶上。”潘攀回忆道。正是在这一年,他向当初的课题组长、现在的研究生导师冯进军研究员提出把220GHz行波管作为他的研究课题。

  作为开拓新频段的探索性研究,220GHz行波管的研制可谓困难重重。“起初我们的软硬件条件确实很匮乏,但这难不倒我,因为我在参加W波段行波管研究的时候已经经历过类似的困难了。”在设计方面,由于没有可借鉴的设计经验和快速的专用软件,潘攀就采用耗时的商业软件进行仿真验证,有时为了节省时间,他就睡在电脑旁,以便计算一完成就立即查看结果并修改设计方案;在加工方面,由于常规制造工艺不能满足高频率行波管的小尺寸和高精度要求,他就尝试利用微电子技术来加工零件;在测试方面,由于课题组没有太赫兹测试设备,他就向全国的高校和科研院所打听消息,一旦听说哪家单位的测试设备空闲了,他就连夜坐着火车去借用。

  功夫不负有心人,2016年,他研制的220GHz行波管终于有了实测结果——0.1瓦的功率,该结果在当年的国际真空电子学会议上被评为 “最佳学生论文”。随后的几年,在他坚持不懈的努力下,220GHz行波管的功率指标节节攀升,2017年达到1瓦,2018年达到5瓦,2019年达到10瓦,2020年达到20瓦。至此,中国的220GHz行波管终于实现了国际领先,完成了从跟跑到领跑的转变。潘攀也得到了国内外专家的认可,发表了国际期刊的封面论文,并多次在国内外学术会议上作邀请报告。

  太赫兹行波管的研究进展受到了上级机关与用户单位的关注,随之而来的是国家重大专项科研任务和一系列的合作邀请。此时,潘攀意识到必须要建立一支太赫兹行波管的研究团队,于是他开始频繁参加校园招聘会和各种学术会议来物色优秀毕业生,积极组织部门新员工进行培训,并为团队成员制定个人发展规划。他指导的青年员工研制出了更大功率的220GHz行波管和更高频率的340GHz行波管,实现了技术的传承与发扬。他也在工作之余继续攻读博士学位,确保自己的学术水平能够与时俱进。如今,太赫兹行波管的科研队伍已经从当年的一师一徒发展到十多人的攻关团队,承担了绝大部分太赫兹行波管领域的国家级科研任务,获得了近亿元的科研经费,成为了一支国际一流、国内领先的科研力量。

  提起未来的发展,潘攀这样说道:“如何尽快开发太赫兹电磁频谱资源,如何产生更大的功率,如何将太赫兹器件应用到陆、海、空、天装备中去,这些都是我无时无刻不在思考的问题。这其中的任何一个问题,都足够我们这代人为之奋斗终身。能够涉足太赫兹真空电子器件这片土地,我感到无比幸运,并且对未来充满希望。”

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