胡丽丽：玻璃科研路上的中国力量

中国科学院上海光学精密机械研究所研究员胡丽丽在玻璃研究领域的杰出贡献。她在激光钕玻璃和特种光纤等方面历经多年努力取得多项突破，打破国外的技术封锁和垄断，在国内率先攻克多项关键技术，为中国的相关领域发展奠定坚实基础，并且积极探索AI赋能玻璃研究的未来方向。

玻璃的形成、结构及性能演化机制，一直是凝聚态物理领域极具挑战性的谜题。在全球范围内，玻璃行业的市场规模十分庞大，预计到2027年将超过1.5万亿美元。中国虽是世界最大的玻璃生产国，产量占比超过50%，但在不少高端玻璃制品方面，仍受到国外的限制。

就拿钕玻璃来说，这种每平方米售价高达30万元的玻璃，被裁切后，吸收足够能量就能产生超强激光，是超强激光器的核心部件。美国、德国、日本等国家花费六年研发制备出这种玻璃后，便对相关的制备工艺、设备和产品进行严格封锁禁运，这无疑是中国发展超强激光面临的巨大挑战。

然而，中国科学院上海光学精密机械研究所的研究员胡丽丽，作为中国激光玻璃领域的学术带头人，经过7年的艰苦钻研，成功为中国的“神光”研制出钕玻璃。2025年1月，62岁的胡丽丽登上了ICG（国际玻璃协会）主席奖的领奖台，她在玻璃领域深耕38年，成为该奖项设立30年来第三位中国获奖学者，获奖证书上“玻璃的梦想（glass dream）”这句话令人动容。在此之前，她还荣获了旨在奖励非晶态材料领域突出贡献科学家的N. F. Mott奖，是该奖项自1983年设立以来的首位中国获奖者。

胡丽丽深知，玻璃没有像晶体那样规则的结构，要研发出具有特殊性能的特种玻璃难度极大，且缺乏系统理论。但为了满足国家重大战略需求，她毅然改变研究方向。自1987年开始从事玻璃研究起，她就秉持着材料研究最终要实现应用的理念，不仅自己身体力行，也这样教导学生。在特种玻璃与光纤研发领域，她带领团队不断开拓创新。

2005年起，为满足中国自主研发激光聚变装置的需求，胡丽丽带领团队从基础研究入手，对新型高增益激光钕玻璃研发以及大尺寸激光钕玻璃批量制备中的连续熔炼、精密退火、包边、检测这四大关键核心技术，进行了近十年的持续攻关。其中，大尺寸激光钕玻璃的连续熔炼技术难度最大，诸如羟基和过渡金属杂质超标、玻璃炸裂、内部出现条纹和气泡等难题不断涌现。但研究团队没有退缩，经过反复测试、分析、讨论解决方案，终于在2012年攻克了连续熔炼工艺中的重重难关，还设计建立了激光钕玻璃连熔中试生产线，实现了全链条关键技术的集成和贯通。

截至目前，胡丽丽的研究团队已经圆满完成了“神光”系列装置所需大尺寸激光钕玻璃的研制任务。自主研发的激光钕玻璃成品在铂颗粒、羟基吸收系数等核心技术指标上达到国际领先水平，成功挑战了美、德、日三家联手才能达到的技术极限。相关成果还荣获了2016年度“上海市技术发明特等奖”、2017年度“国家技术发明二等奖”、2022年度“中国科学院杰出科技成就奖”。

在光纤激光器方面，其应用范围广泛，涵盖激光空间远距通讯、军事国防安全、医疗器械仪器设备、大型基础建设等领域，进入21世纪后逐渐占据了激光器市场的半壁江山。万瓦级高功率掺镱大模场光纤的纤芯要承受超高激光功率密度，容易产生色心，从而导致输出功率下降，破坏激光系统的稳定性。而掺镱大模场光纤是高功率光纤激光器的核心增益介质，它的主要作用是产生激光并放大激光功率以实现上万瓦的输出功率。然而，该光纤产品及其制备工艺长期被美国的Nufern、nLight等公司垄断并严格管控，这成为制约中国高功率光纤激光器发展的技术瓶颈。

自2011年起，胡丽丽研究员带领年轻的研发团队，针对高功率激光光纤的激光效率、功率稳定性和长期可靠性这三个难点问题展开研究。历经八年的艰难攻坚，他们从稀土掺杂石英玻璃构效关系的基础研究出发，在掺镱激光光纤的纤芯成分设计、制备工艺优化、包层结构创新三个方面开展了一系列工作，在国内率先攻克了万瓦级掺镱大模场光纤的批量制备关键技术。这一突破解决了中国高功率光纤激光器关键元件的问题，使中国高功率光纤激光器装上了国产“芯”。团队研制的多种高性能掺镱激光光纤打破了国外公司的产品禁运、技术和产品垄断，满足了空间环境等高功率光纤激光器急迫的应用需求，自2019年以来，研究团队实现直接销售额超过2亿元，间接经济效益超过18亿元。

在AI特种玻璃构效理论研究方面，从海外留学归来加入胡丽丽团队的邓路博士分享了一件小事。2025年春节期间，当时国产开源人工智能大模型deepseek还未大火，刚有媒体报道时，胡丽丽就在工作微信群里转发相关报道并分享自己的看法。邓路表示“她一直关注前沿”。随着人工智能的发展，玻璃的研究范式急需变革，如何利用AI赋能快速开发玻璃新材料成为当下热点。胡丽丽研究员表示，AI将来是一种工具，要学习和利用好它，使特种玻璃研发更高效精准。自“十四五”开始，她积极引进交叉学科的海外优秀人才，构建涵盖玻璃结构性能表征、分子动力学模拟、AI辅助建模的玻璃构效关系研究平台。为了加快平台建设进程，她还带领团队成员走访相关单位、组织学术论坛，积极谋划相关平台的论证工作，有望在“十五五”期间构建一个集高通量制备、AI辅助建模、结构表征验证的特种玻璃材料构效关系平台，创新特种玻璃研发范式。

胡丽丽研究员在玻璃研究领域成果斐然。她在激光钕玻璃和特种光纤方面的研究突破了国外的技术封锁，满足了国家重大需求并带来可观的经济效益。同时，她还积极探索AI与玻璃研究的结合，展现出其敏锐的科研前瞻性，对中国玻璃研究的未来发展有着深远意义。