張磊的高考第一志愿是材料科學(xué)與工程專業(yè)。他給出的理由很樸實(shí)：這個(gè)聽起來有點(diǎn)高冷的專業(yè)，與人們的生活息息相關(guān)。

“從建筑、交通、機(jī)械制造，到生物醫(yī)療、電子信息、航空航天，材料無處不在。研究這些‘硬核’材料，是一件很酷的事?！被貞浧鹱约旱某跣模@位從江西農(nóng)村走出來的“80后”科研人員靦腆地笑了，“我想做腳踏實(shí)地的研究。如果沒有新材料的突破，再先進(jìn)的技術(shù)也只能停留在概念階段?！?/p>

2004年，張磊如愿考入中國地質(zhì)大學(xué)（武漢），專攻材料科學(xué)與工程。大學(xué)期間，他很早就進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，養(yǎng)成了良好的動手實(shí)踐習(xí)慣。

那些奇妙的材料學(xué)實(shí)驗(yàn)，深深吸引著張磊。大二那年，張磊加入了一個(gè)礦物材料研究課題組，以礦渣為原料，制備和研發(fā)微晶玻璃。實(shí)驗(yàn)室里，經(jīng)過高溫熔融、水淬冷卻、粉末成型、晶化處理……原本不起眼的工業(yè)固體廢料，變?yōu)轭伾鳟?、?jiān)硬耐磨的微晶玻璃材料。電子顯微鏡下，晶體閃著迷人的光，印刻在張磊的腦海中。正是這項(xiàng)課題，為他開啟了一個(gè)更冷門的研究方向——玻璃材料。

本科畢業(yè)，張磊考入北京工業(yè)大學(xué)繼續(xù)攻讀碩士，深耕玻璃材料領(lǐng)域研究。入學(xué)后，他與導(dǎo)師討論自己的研究課題?！皩?dǎo)師最先給我的課題是：研究和模擬玻璃液中的小氣泡如何運(yùn)動。我覺得模擬這個(gè)研究內(nèi)容太‘虛’了?！彼貞?，盡管自己不愿錯(cuò)過每一個(gè)寶貴的研究機(jī)會，但還是壯著膽子向?qū)熖岢鰮Q選題，“我想做更具體、更實(shí)際的科研工作?！?/p>

小伙子的坦誠打動了導(dǎo)師?！白隹蒲挟?dāng)然要看自己的興趣。有人是理論型，喜歡探究現(xiàn)象背后的原理；而你是實(shí)干型，更愿意拿出貨真價(jià)實(shí)的研究成果。你愿意吃苦做玻璃熔制實(shí)驗(yàn)，非常好。”導(dǎo)師的話，激勵張磊勇敢地邁出第一步，接受新的挑戰(zhàn)。

當(dāng)時(shí)，隨著平板顯示技術(shù)的迅猛發(fā)展，薄膜晶體管液晶顯示器成為市場上的主流產(chǎn)品。液晶顯示用基板玻璃的制造關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)在國內(nèi)剛剛起步，國外一直對我國進(jìn)行技術(shù)封鎖。在國內(nèi)還沒有同行涉足這一領(lǐng)域的情況下，張磊開始了液晶顯示用基板玻璃配方和工藝性能的研究。

他又鉆進(jìn)了最熟悉的實(shí)驗(yàn)室。

從早到晚，張磊都在研究、調(diào)試材料的配比，測試玻璃的熱膨脹系數(shù)和各種性能……一次次試驗(yàn)、分析數(shù)據(jù)，一次次調(diào)整、失敗，再重新來過。多少個(gè)不眠之夜，多少次推倒重來，最終都化作一串串篤定的數(shù)字和公式，寫進(jìn)研究論文。

從2010年開始，在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，張磊的研究成果相繼發(fā)表，成為國內(nèi)首批探究液晶顯示玻璃配方的研究者。同年，張磊憑借玻璃專業(yè)優(yōu)勢入職中國建材總院特種玻璃纖維與光電功能材料研究院，由此踏上了“追光”之路。

光纖和玻璃，有什么相同之處？“我們做的光纖傳像元件產(chǎn)品，其實(shí)就是由三種不同的玻璃原料制備而成的?！睆埨谔拐\地說，“當(dāng)時(shí)的老院長招我進(jìn)來，就是看中了我有玻璃材料的專業(yè)背景?！?/p>

奇妙的光纖世界，讓張磊一下子著了迷——“玻璃纖維絲，細(xì)細(xì)的、透明的，有著一定的柔韌度。因?yàn)槟軌蛞龑?dǎo)光沿著它跑，所以人們稱它為光導(dǎo)纖維，簡稱光纖?！睆埨诮榻B，當(dāng)光線以大于臨界角度的入射角自高折射率介質(zhì)入射到低折射率介質(zhì)時(shí)，會在兩種介質(zhì)的界面上發(fā)生全反射，如果將這種全反射限制在設(shè)定的空間內(nèi)，使這種全反射連續(xù)不斷發(fā)生，則可實(shí)現(xiàn)光線的受控傳輸。依據(jù)光的全反射這一原理，制成光學(xué)玻璃纖維，可以使光像水在水管里流動、電流在導(dǎo)線里傳輸一樣，在設(shè)定的空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)定向、受控傳輸。這是人類科技的一大創(chuàng)舉。

光纖自誕生之初就形成了兩個(gè)分支：一個(gè)分支是通信光纖，典型應(yīng)用為光纜，隨著電話、網(wǎng)絡(luò)、有線電視等應(yīng)用到生活的每個(gè)角落；另一分支就是硬質(zhì)光纖，典型應(yīng)用就是光纖成像元件。

20世紀(jì)60年代開始，面對技術(shù)封鎖，中國建材總院牽頭制定了全國纖維光學(xué)十年發(fā)展計(jì)劃。老一輩科學(xué)家在無資料、無裝備、無技術(shù)支持的情況下，經(jīng)過艱苦卓絕的奮斗，成功研制出國內(nèi)第一片光學(xué)纖維面板，開辟了我國光纖傳像元件自主研發(fā)的時(shí)代。

經(jīng)過數(shù)十年技術(shù)迭代，中國建材總院打造了高水平的光纖傳像材料制造平臺，光纖傳像產(chǎn)品性能、生產(chǎn)條件、裝備性能和生產(chǎn)效率實(shí)現(xiàn)全面升級。

如今，接力棒傳遞到張磊這一代人手上。

張磊的辦公室里，擺放著大小各異、高矮不一的圓柱體。這些看似簡單的元件背后，是最前沿的制備技術(shù)——數(shù)百萬乃至數(shù)千萬根直徑為微米量級的光纖規(guī)則排列，熔合成一體，利用光纖點(diǎn)對點(diǎn)傳輸特性，在輸入端將所傳輸?shù)膱D像分解成以光纖直徑為單位的微小像元，每個(gè)像元在每根光纖中獨(dú)立傳輸，在輸出端組合成完整的圖像，從而實(shí)現(xiàn)圖像的高保真?zhèn)鬏敗?/p>

“利用這種原理制成的光纖傳像元件具有高分辨率、光學(xué)零厚度、高耦合效率等特性，典型產(chǎn)品包括光纖面板、光纖倒像器、纖維光錐圖像耦合器等?！睆埨谧孕诺亟榻B，這些新型傳像元件的研制，極大地推動了我國微光夜視、紫外預(yù)警、圖像數(shù)字化耦合、高清顯示等領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步，并逐步在航空航天、醫(yī)療診斷、新型光電耦合等領(lǐng)域得到應(yīng)用。

突破“零”的界限

2011年的夏天，張磊至今記憶猶新。

“光纖傳像元件生產(chǎn)流程復(fù)雜，從入職第一天開始，我就進(jìn)到生產(chǎn)線上實(shí)習(xí)，一步步學(xué)習(xí)制備技術(shù)和工藝?！睆埨诨貞洠鞖庾钛谉岬臅r(shí)候，他到熱壓部門實(shí)習(xí)，車間里，滾滾熱浪撲面。他跟著老師傅學(xué)習(xí)生產(chǎn)技術(shù)，收集生產(chǎn)一線的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)?！澳敲礋岬沫h(huán)境下，師傅一點(diǎn)兒也不急躁，為我細(xì)心講解熱熔壓成型的工藝，耐心指導(dǎo)我開展工作?！?/p>

耳濡目染，張磊也練就了堅(jiān)韌的性格。他每天都早早來到車間，熟悉技術(shù)流程，研究每一道工序的要點(diǎn)，“技術(shù)操作是個(gè)熟能生巧的過程，只有多接觸、多練習(xí)，才能更好地掌握它?！?/p>

生產(chǎn)線上，一個(gè)棘手問題引起了他的注意：光纖元件在制備過程中會炸裂。

問題出現(xiàn)在哪道工序中？整個(gè)生產(chǎn)線都在找原因。

“經(jīng)過前后關(guān)聯(lián)性的分析，炸裂大概率發(fā)生在基板制備的過程中，解決問題的關(guān)鍵也許就在熱壓車間。”張磊暗下決心，一定要找到突破口。

“這不是在平時(shí)工作中憑經(jīng)驗(yàn)就能解決的問題。需要大量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來尋找產(chǎn)品炸裂的規(guī)律?！泵刻煜掳嗪?，張磊主動留在車間里加班統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，一忙就是一晚上，回到宿舍休息時(shí)已近深夜12點(diǎn)。經(jīng)過一段時(shí)間的數(shù)據(jù)積累，他發(fā)現(xiàn)，一周中每天的產(chǎn)品炸裂比例不同，周一的炸裂比例明顯低于其他時(shí)間。

為了研究規(guī)律背后的真正原因，他廢寢忘食地翻閱資料、反復(fù)比對數(shù)據(jù)，向前輩請教、分析可能出錯(cuò)原因……經(jīng)過系統(tǒng)的調(diào)查研究，終于找到了規(guī)律，這是由于周末休息時(shí)，車間的保溫箱降至室溫狀態(tài)開始保溫，而工作日時(shí)保溫箱則一直處于熱保溫狀態(tài)，由于熱保溫起始點(diǎn)不同導(dǎo)致保溫過程發(fā)生了變化，從而增大了炸裂風(fēng)險(xiǎn)。

“當(dāng)時(shí)我的經(jīng)驗(yàn)還不足，雖然找到了規(guī)律，但在實(shí)際解決問題時(shí)也走了不少彎路，迷茫徘徊時(shí)，是師傅拉了我一把?！被貞洰?dāng)初，張磊很是感慨。在進(jìn)行熱壓實(shí)驗(yàn)的過程中，他曾因?yàn)轵?yàn)證數(shù)據(jù)失敗而沮喪。

“不要原地踏步。成功是在失敗的基礎(chǔ)上，反方向前進(jìn)一步。”老師傅的話，就像一道光，讓張磊豁然開朗。他隨即調(diào)整實(shí)驗(yàn)方向，經(jīng)過反復(fù)驗(yàn)證，最終拿出成果。不經(jīng)意間發(fā)現(xiàn)的規(guī)律，解決了生產(chǎn)質(zhì)量的問題，更好地規(guī)避了產(chǎn)品的炸裂風(fēng)險(xiǎn)。

憑借出色的表現(xiàn)，張磊在熱壓部門實(shí)習(xí)兩個(gè)月后就被調(diào)到光纖傳像元件最核心的技術(shù)部門——扭轉(zhuǎn)成型部，作為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人獨(dú)立承擔(dān)光纖傳像元件的自主研發(fā)任務(wù)。

之后的10余年間，他和光纖傳像研發(fā)團(tuán)隊(duì)將國家需求視為己任，不斷攻克各種技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)了多個(gè)“零”的突破。

光纖倒像器，是夜視技術(shù)中微光像增強(qiáng)器的核心關(guān)鍵材料。

團(tuán)隊(duì)先后成功研發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的大尺寸光纖倒像器、高對比度光纖倒像器、超短光纖倒像器等多個(gè)高性能光纖倒像器產(chǎn)品，并實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品批量化、系列化，打破了國外技術(shù)壟斷，填補(bǔ)了國內(nèi)空白，解決了國家應(yīng)用急需，為微光夜視成像、粒子探測識別等領(lǐng)域提供了關(guān)鍵材料支撐。

把科研論文寫在生產(chǎn)一線上，善于思考的張磊又發(fā)現(xiàn)了新問題。

“在扭轉(zhuǎn)成型部，所有的工序都是純手工操作，每個(gè)工人的技術(shù)熟練度、細(xì)心程度都不一樣，會使產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生一些細(xì)小偏差?！睆埨谡f，我們的產(chǎn)品面向的是國家重大需求，容不得毫厘損失，“生產(chǎn)過程保持一致性和穩(wěn)定性是關(guān)鍵，如果核心的生產(chǎn)技術(shù)和工藝實(shí)現(xiàn)自動化，生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量會大大提升?！?/p>

“為了讓這些‘突發(fā)奇想’變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，我愿意付出更多時(shí)間和精力?！睆埨谌硇耐度氲缴a(chǎn)線上。從坯板制備到扭轉(zhuǎn)成型，再到成品加工工藝，整條生產(chǎn)流程中的每個(gè)細(xì)節(jié)，他都親自去摸索，希望找到技術(shù)改進(jìn)的突破口。

面對新的技術(shù)難題，張磊埋頭苦干，堆出了齊人高的實(shí)驗(yàn)記錄手冊，每一頁都是探索和思考的印記。

“我喜歡夜深人靜的時(shí)候，沉下心來專注于探究技術(shù)問題。當(dāng)年師傅的那句話，不斷激勵著我，勇于試錯(cuò)，一步一個(gè)腳印，向著失敗的反方向更進(jìn)一步?！鄙a(chǎn)車間的燈光下，他聚精會神地調(diào)試著設(shè)備。輕描淡寫的話語，從沒透露出一次次實(shí)驗(yàn)、一串串校準(zhǔn)數(shù)據(jù)中的“苦”，反而透出一股一絲不茍、追求極致的勁頭。

功夫不負(fù)有心人。

經(jīng)過近10年的攻堅(jiān)，張磊和他的團(tuán)隊(duì)，交出亮眼“成績單”——他和團(tuán)隊(duì)提出了采用雙向差速旋轉(zhuǎn)扭轉(zhuǎn)成型精密控制技術(shù)來制備光纖倒像器的方法，推動了光纖傳像元件成果產(chǎn)業(yè)化及創(chuàng)新技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展，帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)的升級；創(chuàng)建了高性能光纖倒像器用玻璃材料體系，攻克了光纖傳像元件用芯料、皮料、光吸收料的匹配性和生產(chǎn)工藝技術(shù)等關(guān)鍵難題；開發(fā)了全自動高精度無損拉絲技術(shù)及成套裝備，將原有的輪拉和抱拉技術(shù)進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，提高了生產(chǎn)效率和生產(chǎn)的自動化水平，解決了光纖傳像元件高分辨率、高對比度、低缺陷、低畸變等技術(shù)問題。他和團(tuán)隊(duì)在光纖傳像元件領(lǐng)域布局相關(guān)發(fā)明專利百余項(xiàng)，已經(jīng)授權(quán)國家發(fā)明專利60余項(xiàng)，其中授權(quán)國際專利4項(xiàng)。

十幾年如一日的攻堅(jiān)，少不了家人的支持?！懊?xiàng)目時(shí)，我先去接女兒放學(xué)回家、做好飯，等媳婦來接班，然后再回單位繼續(xù)工作。”張磊的語氣中有感激、有歉意，也有甜蜜，“她們都很理解我，也很支持我?！?/p>

有的時(shí)候?qū)嵲诿Σ贿^來，張磊會帶剛上小學(xué)的女兒到單位?？粗职终J(rèn)真工作的身影，小姑娘也會安安靜靜地在辦公室里自己學(xué)習(xí)。雖然并不知道爸爸具體是做什么項(xiàng)目，她會自豪地向小伙伴介紹：“我的爸爸是工程師！他做的工作可有意思了！”每每聽到這樣的贊美，這位“理工男”的心仿佛融化了一般，“這是對我最大的褒獎?！?/p>

帶著家人的鼓勵，他繼續(xù)向前。

最近兩年，團(tuán)隊(duì)中不斷注入新鮮血液，張磊仿佛看到了當(dāng)年的自己?！斑@些年輕人都很有闖勁兒，也很能吃苦?！彼麪款^成立了“一根筋QC小組”，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)里的年輕人開展技術(shù)攻關(guān)?！皩W(xué)歷僅代表過去，學(xué)習(xí)才能掌握未來?！彼忉?，“QC”就是“quality control（質(zhì)量控制）”的縮寫，“我們在生產(chǎn)一線展開科研，對光纖傳像元件的自動化生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)和優(yōu)化。希望這些年輕人也能夠發(fā)揚(yáng)堅(jiān)持不懈的精神，努力攻克技術(shù)難題?！?/p>

面向未來，張磊還有很多期待。目前，團(tuán)隊(duì)正在拓展研究領(lǐng)域，以航天、電子、醫(yī)療等領(lǐng)域的高技術(shù)發(fā)展需求為目標(biāo)，努力研發(fā)新產(chǎn)品，引領(lǐng)我國纖維光電成像元件的新發(fā)展。比如，空間技術(shù)用光纖傳像元件，可以提升航天器導(dǎo)航系統(tǒng)的測量、控制精度，為拓展空間視覺測量的視野提供關(guān)鍵功能材料；圖像轉(zhuǎn)移、倒轉(zhuǎn)及圖像合成技術(shù)，通過固態(tài)材料在小空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)圖像的平移、轉(zhuǎn)向、倒像和放大，能夠助推醫(yī)療裝備的小型化。

胸懷祖國的大我精神、敢為人先的攻堅(jiān)精神、守正創(chuàng)新的探索精神、勇?lián)姑姆瞰I(xiàn)精神——這是張磊奮力追光的精神動力?？蒲泄ぷ髡叩男睦?，始終裝著國家，張磊的夢想就是“推動我國光纖成像技術(shù)盡快站上國際制高點(diǎn)”。

那些奮斗的日子，張磊不覺得苦。“唯有不斷前行、努力提升自己，才能不辜負(fù)這個(gè)偉大的時(shí)代?！泵鎸μ魬?zhàn)，張磊充滿信心。他和團(tuán)隊(duì)正努力追著光、散發(fā)光。