今天2019-1月9日，海洋試點國家實驗室學術委員會成員、國家教育部科技委副主任、天津大學精密儀器與光電子工程學院教授、中國科學院院士姚建銓來到海洋試點國家實驗室參加學術年會。會議期間，滿頭銀發、精神矍鑠的姚建銓院士接受了記者采訪，介紹了他目前研究的“激光致聲通信”技術情況。“簡單的說，激光致聲通信就是在空氣中利用激光、在水中利用聲波，通過機載激光對水的作用完成光波到聲波的轉換，把兩種介質中最佳的信道物理場結合起來，形成了強大的技術優勢，為空中與水下載體間的通信開辟一條新的技術途徑。”姚建銓解釋道
“與出席海洋試點國家實驗室學術年會的很多專家相比，我算是行當差別較大的”，姚建銓微笑著說。姚建銓于1962年畢業于天津大學精密儀器工程系，1965年在天津大學完成研究生學業。但正當他滿懷豪情壯志、意氣風發，準備用自己的科研知識報國之時，卻遇到了十年動蕩的文革時期。姚建銓談道，“我搞科研本該精力最旺盛的階段遇上了‘文革’，沒辦法，后來我總想把失去的時間補回來，所以就拼命工作。”改革開放后，中國科研界迎來了創新發展的春天，從那時起他便像一個上了發條的時鐘，每天都在爭分奪秒、高速運轉。
1981年，作為上世紀80年代中國第一批公派的訪問學者，姚建銓赴美國斯坦福大學、加利福尼亞大學深造。對于這來之不易的學習機會，他抓緊每一分鐘思考、學習。除了在實驗室就是參加英文補習班，他甚至有時因為實驗時間長，來不及吃飯就去補習班，餓得頭暈摔倒。然而，就是在這樣的艱苦條件下，他最終以優異的成績完成進修任務。學成之后，面對導師的挽留，姚建銓婉言拒絕，放棄了國外優裕的生活和工作條件，毅然返回中國。因為在他心中，始終裝著那個百廢待興的祖國，“祖國的需要，就是我的選擇”。
回國后，由于實驗條件簡陋，姚建銓就用更多的付出來補足。別人工作八小時，他就工作十小時，幾十年如一日，姚建銓用努力和汗水為中國激光研究贏得了一次次榮譽和盛贊。在高功率倍頻激光領域，姚建銓發明的雙軸晶體最佳相位匹配的精確計算理論，被國際學術界稱為“姚技術”“姚方法”并廣泛應用。在新型激光器及應用技術方面，他成功研制了高效固體激光器、可調諧激光器、高效倍頻系列激光器等，均達到了國際先進水平。他還獲得國家技術發明獎二等獎、國家教委及天津市科技進步獎二等獎共4次、中科院特等獎、軍隊科技進步獎一等獎、第36屆尤里卡國際發明博覽會金獎以及該博覽會個人最高榮譽獎“一級騎士勛章”……
“海洋是國家戰略資源的重要基地，提升我國海洋權益維護能力迫切需要研究水下通信動態組網技術和信息融合技術。”姚建銓說。但是，水下通信遠比日常生活中通信困難得多。空中與水下的通信是各國正在研究但未完全解決的問題。由于海水導電率非常高，一般的無線電波進入海水，很快會被損耗掉，無法滿足遠距離水下組網要求，所以目前主要通過在海底鋪設光纜，借助光纖傳輸信息。這讓那些在地面和海面主要依靠無線電臺收發電報的水下潛艇、無人潛水器等“行走”的深海裝備無計可施。“問題是發展的重要引擎，科技發展的過程其實就是解決問題的過程。水下通信短板讓我和海洋結緣。”姚建銓談道。
研究發現，在透明的液體如淡水或海水中，當激光脈沖在能量和功率上均達到或超過該液體的作用閾值時，會產生聲波，該現象稱為激光致聲。當從空中向水中發射一串帶信息編碼的激光信號，激光將在水中轉換為聲信號，水下目標接收該聲信號并恢復編碼信息，實現海氣信道中空中到水下的激光致聲通信。
“借助這個技術，在深遠海環境下，水下潛艇與艦艇、浮標和其他節點之間就能建立可靠通信網絡，構建空、天、水面、水下立體網絡，實現海洋多維、多源、海量信息的采集和傳輸。”姚建銓介紹道。相比其他方式，激光致聲通信機動性更強，隱蔽性更高，已經成為海洋強國、軍事強國競相發展的重要領域。“這不僅是學術發展的前沿，更是國家海洋發展的重大需求。”姚建銓說。相比歐美激光強國，我們在理論研究和基礎實驗上已經落后，不及時發展激光致聲通信技術，我國難以在短時間內打破他國水下通信的技術壟斷，戰時將無法在信息戰中搶占先機。
“有了海洋試點國家實驗室這個大平臺，我們將擁有更強大的專家隊伍和平臺支撐，突破機構之間隔閡，整合人才、平臺、資源優勢，集中力量辦大事，激光致聲通信定能取得突破性進展。”這位80歲高齡的院士自信地說，“作為海洋試點國家實驗室學術委員會的一員，看到海洋試點國家實驗室一步步成立、發展，感受到了國家發展海洋科研事業的信心和決心，感到十分欣慰和自豪。”
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