比起搞基礎研究的科學家，中國科學院上海技術物理所（以下簡稱上海技物所）研究員王建宇覺得自己更像一個(ge) 科學工程師。科學家的任務是發現一個(ge) 個(ge) 科學原理，而他的目標是通過攻克一個(ge) 個(ge) 前沿技術難題，把科學家的一個(ge) 個(ge) 夢想變成現實。

　　“做自己喜歡做的事，讓中國的光電設備遨遊太空，做一個(ge) 實現科學夢想的工程總師。”這是王建宇常說的話，也是他的奮鬥目標。

　　給“嫦娥一號”裝上“激光”眼

　　2007年11月28日，中國首顆探月衛星嫦娥一號攜帶的星載激光高度儀(yi) 在距離月球表麵200公裏的繞月軌道上發出第一束激光，並在月球表麵踩下第一個(ge) “腳印”。這標誌著中國人也能用自己的技術繪製立體(ti) 月球圖了。

　　這個(ge) 激光高度儀(yi) 是王建宇和他帶領的科研團隊曆時三載研製而成的創新成果，“嫦娥”就是靠這副“探月激光眼”來探查月球的地形地貌。

　　“用它從(cong) 衛星上打出一束激光，通過測量激光折返跑的時間和角度，就能計算出月麵某一點的相對高度，從(cong) 而獲得月球地麵特征的信息。”近日，王建宇在接受筆者采訪時解釋說，“激光眼”與(yu) 衛星所載的CCD立體(ti) 相機相配合，能得到更加精準的全月立體(ti) 圖像。而在不具備拍攝光照條件的月球背麵，它更有用武之地。

　　然而，讓這個(ge) 身高17厘米、體(ti) 重15.7公斤的“小家夥(huo) ”在太空工作卻並非易事。此前，由於(yu) 我國的激光器從(cong) 未上過天，缺乏相關(guan) 研製經驗，等待王建宇的是一係列技術難題。除了要讓激光高度計準確地抓住200公裏外月麵反射回來的微弱激光信號，他們(men) 還要克服太空中真空失重、溫差劇變、高壓、大能量等問題，這些無一不是“攔路虎”。

　　“尤其在研製後期，激光器一進入真空，半個(ge) 小時就壞掉了，當時那簡直是激光高度計的"致命傷(shang) "。”回想起當初的情景，王建宇仍曆曆在目。 為(wei) 了按時保質完成任務，他與(yu) 合作夥(huo) 伴中科院上海光機所研究人員探索激光器的保護，提高空間激光器的可靠性；與(yu) 中科院半導體(ti) 所研究人員攜手，探討常規半導體(ti) 激光二極管如何更好地在空間應用。功夫不負有心人，他們(men) 終於(yu) 克服瓶頸，為(wei) 激光器穿上了一件特製的“太空服”，成功地將它的壽命提高到1年以上，按時完成正樣產(chan) 品。

　　上天後，激光高度計幾乎每隔一秒就向月麵發射一束激光，“激光足印”的密度每平方公裏達到0.87個(ge) 點，它不斷傳(chuan) 回包括月球南北極在內(nei) 的高程數據，填補了國際探月數據的空白。

　　激光高度計的研製成功使國內(nei) 空間激光遙感技術取得重大突破。“十一五”、“十二五”期間，一批與(yu) 空間激光技術有關(guan) 的科研項目得到立項，應用於(yu) 多個(ge) 國家空間工程任務中。

　　而對於(yu) 王建宇來說，讓他自豪的不僅(jin) 是天上的研究成果，還有這個(ge) 過程中成長起來的一支有能力自主創新的隊伍，因為(wei) “這些才是金錢難以衡量的”。讓探月車擁有“智能眼”

　　在今年下半年有望“落月”的“嫦娥三號”巡邏器上，上海技物所有3個(ge) 載荷，分別是激光高度計、激光三維成像儀(yi) 和紅外成像光譜儀(yi) 。王建宇把改進激光高度計的實踐機會(hui) 給了年輕人。“我讓開了，他們(men) 就鍛煉出來了。”他說。

　　而他自己又開始了新的挑戰。這次他的任務是給探月車做“眼睛”，也就是紅外成像光譜儀(yi) 。這個(ge) “眼睛”可以讓月球車通過高光譜分辨率獲取月球物體(ti) 高光譜圖像，為(wei) 精確識別月球表麵的特征信息和物質分類提供服務。

　　說起來，這項任務倒是與(yu) 王建宇的研究方向比較接近。此前，他已經在國際上率先提出多維精細超光譜遙感成像探測技術和係列解決(jue) 方法，實現了把超光譜成像的高光譜分辨率、高空間分辨率、高時間分辨率集成化。

　　然而，由於(yu) 航天設備要“斤斤計較”，紅外成像光譜儀(yi) 的“減肥”任務十分艱巨。要把原來裝在飛機上的重達100公斤的“大塊頭”變成5公斤左右的“小家夥(huo) ”，安裝在0.6米高的月球車上，王建宇的挑戰又來了。

　　經過思索，他想到了用一塊方糖大小的LTF晶體(ti) 來進行波長選擇和多光譜成像。“當電能量加在晶體(ti) 兩(liang) 端時，晶體(ti) 內(nei) 部的原子會(hui) 根據聲波的強度重新排列，相當於(yu) 是可變參數的光柵，讓紅外成像光譜儀(yi) "看到"從(cong) 可見光到2.5微米紅外光之間的光譜。”他解釋說。

　　原理有了，然而研究晶體(ti) 並不是王建宇的強項。他找到了中電26所研製以LTF為(wei) 核心的分光器件，在雙方聯合攻關(guan) 下，終於(yu) 突破技術難題，研製成的“聲光可調諧濾波器”相關(guan) 技術指標達到國際一流。現在，王建宇正在期盼月球車的紅外成像光譜儀(yi) 能帶回優(you) 質圖像。

　　把“量子通信”搬上衛星

　　安全性是量子通訊的拿手好戲，也是目前國際上的研究熱點。然而，超遠距離乃至衛星和地麵的量子通信和量子力學的基本問題檢驗在國際上卻一直是個(ge) 難題。

　　今年6月《自然—光子學》中一篇文章再次引起全球關(guan) 注，王建宇等人用自主研發的星地量子通信樣機進行的一係列實驗再次驗證了星地量子通信的可行性，為(wei) 未來實現基於(yu) 星地量子通信的全球化量子網絡再添助力。從(cong) 原理上說，由於(yu) 量子信號的攜帶者光子在外層空間傳(chuan) 播時損耗比地麵小得多，如果能夠在技術上實現在衛星上產(chan) 生光子，再穿透大氣層後仍然存活並保持其量子特性，人們(men) 就可以在衛星的幫助下實現全球化量子通信。

　　事實上，由中科院院士、項目首席科學家潘建偉(wei) 提出的量子通訊衛星計劃的攻關(guan) 工作，早在2008年就被列為(wei) 中科院重大創新項目，王建宇出任該項目的總工程師，開始和潘建偉(wei) 合作進行攻關(guan) 實驗。2011年量子科學衛星工程正式列入空間科學衛星戰略性先導專(zhuan) 項。

　　在2008年至2011年期間，中國科技大學、中科院上海技物所、中科院光電研究所、上海小衛星工程中心和中科院上海光機所的科學家們(men) 攜手攻關(guan) ，在我國的遼闊的青海湖畔，開展了一係列驗證實驗，首次證明量子通信衛星在技術上可行性。

　　預計，我國將在2015年前後發射全球首顆量子通訊衛星。目前，相關(guan) 研製工作正在緊鑼密鼓地進行中。

　　“細節決(jue) 定成敗。從(cong) 設計、生產(chan) 、實驗到交付、應用，每一環節都不能馬虎，否則一環出錯，結果就是整體(ti) 失敗。”王建宇說。他希望與(yu) 整個(ge) 團隊全力以赴，把好每道關(guan) ，讓世界早一天看到中國的量子通訊衛星。

　　其實，作為(wei) 中科院上海分院領導之一的他完全可以離開科研一線，但王建宇卻從(cong) 未想過放開老本行。“這才是我真正喜歡做的事，不讓我做，我會(hui) 難受的。”他笑言。