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【美丽成电・奋斗之美】常冰:以光为尺 丈量科研报国路
文:学生记者团 姚翎 江湖 新闻中心 罗莎 图:本人提供 来源:新闻中心 时间:2025-10-08 133

  在信息与通信工程学院实验室里,2021级博士研究生常冰正专注地调试着光频梳设备,激光沿着光纤通过一台台精密仪器,最终在光谱仪上呈现出“梳齿”状的频谱。这位年轻的科研工作者,用智慧与汗水编织“光尺”,凭借在光频梳及其精密测量系统领域的研究成果,先后荣获首届科协青托博士生专项计划、博士国家奖学金、中国国际大学生创新大赛全国金奖等多项荣誉,获评学校2024年度成电杰出研究生。

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信通学院2021级博士研究生常冰

寻光启程:从好奇到深耕

  初入电子科技大学,本科生常冰与光源与照明专业结下不解之缘。课堂上的光学现象、实验室里的干涉条纹、班主任老师的 妙畅想,让她对光产生了浓厚兴趣。

  在科研道路上,导师姚佰承教授成为常冰的指路明灯。姚教授严谨的治学态度、执着的科研精神和深厚的学术造诣,深深感染着她。“每次与姚老师交流,都能对科学问题产生新的认识。”常冰说。她选择跟从内心的声音,加入了姚佰承老师的团队,并成为其首位直博生,开启了光频梳技术的研究之旅,并将研究方向聚焦于精密感知光源,决心攻克光源稳定性差、调控速度慢,导致光学精密感知系统性能差的行业难题。

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常冰受邀在第二届光学青年科学家大会上作报告

  光频梳能产生一系列频率严格等间隔的相干光,其频率分布如同梳齿般整齐排列。这种独特的光源不仅能精确测量光的频率,更因带宽大、通道多和相干性好的优势,在大容量光通信系统、激光雷达等领域展现出巨大应用价值。

  常冰敏锐地意识到,这把“用光铸就的精密尺子”在光通信领域能匹配标准通道间隔要求;在激光雷达应用中,时域上的周期性超短脉冲可用于精确测距;在原子光钟等精密正时系统,又能提供严格稳定的频率标准。这项蓬勃发展的技术,让她看到了无限可能。

执光破壁:在困境中创新

  双光梳激光雷达领域长期存在一个技术瓶颈:传统方法无法同时兼顾测量速度、精度和距离,严重限制了其应用范围。常冰和团队成员深知,只有打破传统思维才能实现突破。

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常冰及其团队与中国工程物理研究院开展联合测试

  经过无数次实验探索,他们创新性地提出基于色散傅里叶变换的双梳测距系统方案,首创时、频域信息融合测量法,同步利用色散干涉(频域信息)和飞行时间测量(时域信息),并成功研制出超快高精度长距离激光雷达原理样机。该系统实现了2.8纳米的测量精度,测距范围达到1.7公里,测量速度提升10倍,环境抗干扰能力显著增强。这一突破让激光雷达在精度和速度上实现双赢,为其在无人机探测、工业检测等领域的应用发展了新的解决策略。

  在分布式声波传感系统性能提升方面,针对原有系统灵敏度低、探测距离短的缺陷,常冰和她所在研究团队创新性地提出了采用微腔光频梳替代单频激光器的方案。然而研发之路布满荆棘:初代设备体积庞大,光频梳系统达数立方米;核心芯片对震动、温度等参数极度敏感,调节过程复杂,耗时一小时仅能维持几分钟稳定,有效数据采集窗口极短,实验一度陷入停滞。

  “当时我们都快想放弃了,开始怀疑这个方向有没有做的必要。”常冰回忆道。在饶云江教授和姚佰承教授的坚定支持下,团队决心迎难而上。经过三年不懈优化,他们采用自主开发的热辅助激光技术等先进手段,将微腔光频梳体积缩小为20×20×15cm³的便携式设备,稳定工作时长提升至数百小时。最终,系统灵敏度提升10倍,探测距离延伸至70公里,实现了我国分布式光纤传感技术从跟跑到领跑的跨越。尤为可贵的是,该技术全程采用国产化路线,关键器件与调控手段均实现自主可控,为高端传感技术发展提供了重要支撑。

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常冰发表的代表性论文

化光为用:让科研扎根大地

  “七项国家级项目听起来很厉害,但绝不是我一个人就能完成的。”常冰坦言。

  在参与国家重点研发项目等国家级项目过程中,她深刻体会到团队协作的重要性。“既要明确自身在项目中的核心任务,又要关注项目整体进展,更要善于在团队讨论中激发创新灵感。”她特别感谢导师营造的开放氛围,让团队成员能自由交流、大胆创新,这种学术环境不仅培养了她的科研能力,更塑造了她的合作精神。

  谈及高水平论文发表心得,常冰认为关键在于“从技术细节中抽离、提炼出普适的科学价值并清晰传递给读者”。“最初我的《自然通讯》论文构思时,子刊是不敢想的,”她坦言,“是导师指导我们通过数十次讨论,不断追问‘这项研究最本质的突破是什么’,反复打磨才提升到更高层次。”面对严苛的审稿意见,她也经历了心态转变:“从将审稿人视为‘刁难者’,到理解他们是帮助我们提升的‘学术同行’。”她认为,高水平学术发表不仅需要扎实功底,更需要开放胸襟和精进精神。

  积极科研的同时,常冰始终秉持“科研落地,服务社会”的信念。“真正的科研成果不应囿于实验室,而应转化为推动社会进步的生产力。”这种理念的形成,与她丰富的竞赛经历密不可分。“竞赛更强调解决实际问题,比如研发高灵敏度气体传感器,必须直面市场需求,思考‘这项技术能解决谁的问题’。”这种问题导向思维,让她在科研选题时总会评估应用前景和社会价值。

  正是这种“需求牵引”的科研思维,使团队研究成果精准服务国家战略需求。经过多年耕耘,她和团队成功研发5类16种产品,在中国工程物理研究院等单位的实际应用中展现重要价值,成果服务于星光III激光聚变国家大科学装置等,转化合同金额已突破300万元。

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常冰的核心研究成果荣获中国光学工程学会优秀创新成果奖

  常冰说,是竞赛经历培养了她的系统思维能力。“期刊投稿关注科学意义,而竞赛需要展示完整解决方案与应用价值。”这种从技术研发到产品设计,再到商业模式的完整思考,为她参与国家重大工程项目、推动成果转化奠定了坚实基础。“每次参赛都像是一次‘微型创业’,让我以更务实的视角审视科研工作。”

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常冰在2025级研究生开学典礼上作为在校生代表发言

  “我常常鼓励师弟师妹们珍惜学校提供的竞赛平台。”常冰说,“这些经历不仅能培养创新思维,更能让我们始终保持科研工作者的社会责任感。”因此,在博士期间,她也积极指导师弟师妹们参加本/研科创竞赛,获得了7项国家级荣誉奖励。

  如今,这位年轻的成电科研工作者依然在光学世界里执着探索,用那把神奇的“光尺”丈量着未知疆域,更用科研报国的初心,书写着新时代成电青年学人对社会的责任与担当。


编辑:罗莎  / 审核:王晓刚  / 发布:陈伟