尹继红 著

    光电倍增管的研制历程，恰恰就是这样生动的案例，院士和资深研究人员牢牢地把握国产化的大旗不倒；合作组中坚力量，各个单位的负责人和具体项目负责人，不但发挥各自专业所长，更是在资源调用、合作协调方面给予项目组最大支持；合作组的青年人，更是以一腔饱满的热情，甘坐冷板凳，攻坚克难，充分发挥青年人敢想敢干的优良品质，如同给每一节列车都装上了动力系统，将普快的列车升级为高铁。

    一路爬山涉水，一路披荆斩棘。每一次的欢呼都是无数个不眠之夜堆积而成，每一次的笑容都需要用汗水和泪水化开。刘术林用一个小本本记录了他们每一次的冲锋陷阵。

    2013年，合作组攻克了第一个堡垒：样管的光电转换量子效率。这是一个极为考验工艺水平的难题，对环境、设备、人员均有很高的要求，极难重复。国际上自上世纪50年代起，经过60多年的努力，最高水平也只从20%提高到30%。项目组的技术人员经过艰苦探索，并广泛汲取国内外经验，在初步达到20%的基础上，又经过几年的努力，探索新的技术，量子效率逐渐提高，最高达30%，为获得高质量的光电倍增管奠定了基础。

    那次实验完成当天，正好是大年三十。大家走出实验室的时候，手机里拜年的短信已经开始响个不停。于是大家一起拍了一张喜笑颜开的合影，便各自欢天喜地回家过年了。这是这些年过得最踏实的一个除夕。

    每一只光电倍增管都要安装在一个重达8公斤的玻璃罩里面，进行防水封装。这种玻壳必须采用特殊的高硬度无钾玻璃配方。钱森他们几乎跑遍了半个中国，才找到一家愿意投入开展玻壳研制的企业。他们克服重重困难，又找专家帮助企业一点一点摸索工艺配方、生产规程，终于攻克了这一难题。这项工作和光电倍增管的研制攻关几乎是同步进行。

    在信号读出方面，最初制定的用两组微通道板收集电子的方案，因数据处理难度太大而放弃了。如何提高单组微通道板方案的电子收集效率成为一个重要的技术难点。在尝试了各种技术途径后，电子收集效率最高只有70%，而日本滨松公司的这一指标为92%。这个问题不解决，研制项目就会面临失败。通过合作组成员深入研讨，采用全新的镀膜技术，结合电子学设计的进一步优化，最终使电子收集效率达到99.4%以上。此时，大家终于看到了胜利的曙光。

    这些日子，每天他们都很累，甚至很多时候都是睡在实验室的地板上。但是刘术林和钱森的白头发却没怎么增加了，从司曙光和孙建宁的脸上也间或可以看见笑容了。因为他们看到，夜视迷茫，但每一天都离目标更近了一些。

    这一回，北方夜视科技集团没有掉链子。2012年，集团成立微通道板型光电倍增管事业部，组织了包括司曙光、孙建宁、张勤东在内的国内一流微通道板专家组成的团队进行重点攻关。其下属专门从事微通道板研究和生产的南京分公司加入合作组，核心任务就是研发新型光电倍增管生产线。

    庄红林作为江门中微子实验项目的总工程师，也常去北方夜视南京分公司督战。可每去一次，庄红林就感慨一次：“人家也真是拼了命在干呀。”司曙光红着眼圈对他说：“庄总，您知道吗？天天晚上睡不着，太难了。有时真想放弃。可一想到王所咬牙切齿的样子，我心里也憋着一口气呀。要搞不出我们自己的光电倍增管，我也没脸见王所了。”

    2012年5月，北方夜视南京分公司正式建成一条8英寸微通道板型光电倍增管试验线，并顺利研制出样管。2015年9月，在合作组的共同努力下，第一只符合要求的20英寸微通道板型光电倍增管产品在北方夜视南京分公司研制成功。2016年11月，公司建成国内首条20英寸微通道板型光电倍增管生产线，形成了年产7500只生产能力。

    在5年的联合研发过程中，合作组经过艰苦攻关，攻克了高量子效率的光阴极制备技术、微通道板、大尺寸玻壳以及真空光电子器件封装技术等一个又一个看似不可逾越的关隘，终于看到了最美的风景。玉渊潭的樱花烂漫，秦淮河的星光闪烁。追梦者终将抵达自己的梦田。

    3、那是一双双眼睛

    “我们要在地层深处为人类装上一双眼睛”。高能所年轻的博士后温凯乐在打石山下，面对那些即将进入地下700米工作的工人们迷惑的眼睛时，曾这样浪漫地回答过他们的提问。

    钱森也是这样回答他的光电倍增管项目组里年轻学生们的。高能所自己培养的硕士研究生李海涛就曾经蹙着眉头问：“老师，我们如何研究微观世界？”

    钱森回答他：“用光电倍增管啊。”

    李海涛那时还没接触光电倍增管：“那是什么呀？”

    钱森回答他：“那是眼睛。”

    整个探测器是人类的眼睛，光电倍增管是探测器的眼睛。刘术林、钱森他们的工作就是将这双眼睛擦亮。

    还有好些位和李海涛一样幸运的学生，在学生时代就进入到这个世界级难题研究领域。他们那时候也都几乎对光电倍增管一无所知，对自己要做的事情也云里雾里。

    王兴超是中国科学院西安光学精密机械研究所培养的硕士研究生，主要开展电真空器件电子光学仿真设计。他在2013年毕业后就直接入职北方夜视，开始从事光电倍增管研制及产业化研究工作。他就是奔着这个项目去的。那个时候，在北方夜视，对于这个项目，一切都几乎为零。没有设备、没有技术、没有资料。在高能所指导下，他们开始小心翼翼地伸出了手、迈开了步子去试探，就像一个初学走路的娃娃，摇摇晃晃、踉踉跄跄。他们找来了所能找到的一切资料，开始按照高能所的要求实验新研发的光电倍增管、设计开发微通道板型光电倍增管生产线。在这个漫长的过程中他们几乎天天摔跤、常常磕破头，就是从来没想过放弃。事实上，他们不敢放弃、不能放弃。自从集团公司决定将自己绑上这架战车之后，就没有任何人有资格说“放弃”两个字。

    王兴超目前已经是北方夜视光电倍增管事业部主任，具体负责光电倍增管的相关研发生产工作。继2016年研制出满足“江门中微子实验”项目需求的20英寸微通道板型光电倍增管后，两年后又研制出了国家重大科技基础设施“高海拔宇宙线观测站”用低噪声及高时间分辨率20英寸光电倍增管、清华大学“锦屏中微子实验”项目用8英寸光电倍增管，打破国外垄断，实现国产化替代。随着北方夜视一跃成为国内光电倍增管生产的龙头老大，王兴超也成为了具有世界领先水平的“中国造”光电倍增管的扛旗手。

    扎着马尾辫的马丽双的硕士和博士都是在高能所的光电倍增管实验室联合培养的。这间实验室也就设置在钱森那间简陋的工作室。如今，里面已经摆满了样管和仪器。这些年来，马丽双一直在从事光电倍增管的各种参数测试方案研究与优化，各种样管的评估等。五年时光，她从硬件小白变成硬件科研人员。她常说自己是“和光电倍增管一起成长”：“五年前，一次偶然的机会第一次进到这个神秘的地下实验室，被金灿灿的大灯泡所吸引。当时也未曾想过，这个被称作PMT的大家伙将是我未来科研生活中最重要的伙伴。它是我国第一款自主研发的大面积光电倍增管，可以将一个光电子放大一千万倍。每一次我都这样介绍它。其实我还特别想说一句，我有幸参与了它的孵化与诞生。”

    捕光的眼睛和追光的眼睛对望，便有了梦想的力量。

    在光电倍增管研发合作组里，赵天池年纪最大，已经年过花甲。刘术林和王贻芳都是50岁左右。孙建宁和曹俊年纪差不多，40出头。钱森30多岁。还有一群20多岁的年轻人。就是这样一个团队，前前后后干了八年，只为“江门中微子实验”那双“追光逐诺的眼睛”。

    2015年12月16日，“江门中微子实验20英寸光电倍增管采购合同签约仪式”在中国科学院高能物理研究所举行。通过公开招标方式，北方夜视获得20英寸光电倍增管订单的75%份额，共计15000只。

    这是一个外人看起来很成功、很热闹、也很长国人志气的签约仪式。但是高能所的人却都明白，王贻芳所长在这个时候拍板举行这样一个签约仪式其实是在进行一场豪赌，一场没有选择的豪赌。这是科学实验最忌讳的风险巨大的决定。因为，这时候的北方夜视仅仅还只拿出了一只样管，还没有任何批量生产的经验，更没有批量使用的范例。一个受关注程度如此之高、投入规模如此之大的国际合作项目的核心元件，只看到一件样品就签下了巨额采购合同。大家的心都悬在了半空。