周立伟的技术成就

周立伟的技术成就

20世纪60年代初，我国开始发展夜视技术，它的关键器件就是变像管和像增强器，核心问题是如何制作高灵敏度的光阴极和如何设计出高质量的电子光学成像系统。像管电子光学理论和设计成为当时发展夜视技术的一个前沿热门课题。鉴于像管电子光学涉及大物面、宽电子束聚焦成像问题，通常电子光学所研究的细电子束聚焦成像理论并不适用于研究宽束电子光学问题，而有关理论中还有许多含混不清之处，需要进一步考察与研究。

面对这一问题，周立伟选定静电聚焦同心球系统的电子光学作为研究宽束电子光学突破口和切入点，由此弄清了大物面、宽电子束聚焦成像的特点和问题，如宽电子束聚焦近轴条件、电子光学横向像差定义以及透过二级近轴横向像差建立一级横向像差与三级横向像差之间的联系，等等。由这一研究出发，周立伟解决了电磁聚焦同心球系统电子光学、移像系统电子光学、倾斜型系统电子光学以及宽电子束聚焦普遍理论等一系列问题。自80 年代起，他与西门纪业、艾克聪合作，提出了电磁复合聚焦阴极透镜像差理论；与倪国强合作，解决了成像系统电子光学传递函数问题；与金伟其合作，进一步研究了宽电子束聚焦像差理论。在研究中，周立伟提出用张量分析的方法研究旋转运动曲线坐标系下的电子运动，从而在更普遍的基础上建立了曲轴宽电子束聚焦与成像的新理论体系。1993年，他的学术专著《宽束电子光学》出版，美、英、法、荷、俄、德、日等国12位与我国20位专家、教授均给予很高的评价，被认为是一部具有科学性、创新性与系统性的著作，纷纷来函希望该专著能译成英文或俄文出版。2000年10月，诺贝尔奖金获得者、俄罗斯科学院普罗霍洛夫院士在祝贺周立伟当选俄罗斯联邦工程科学院外籍院士的贺信中赞扬他：“你是你自己的科学学派的创立者”。新世纪开始，周立伟又把自己的理论推广到成像系统的动态电子光学领域，将动态电子光学和静态电子光学统一起来进行研究，提出了时间渡越弥散、时间像差和空间像差及其传递函数的新表达式。

夜视器件中的变像管和像增强器的电子光学系统设计方法在国外是属于极端技术秘密的范围。80年代我国从荷兰引入的第一代微光像增强器生产线，所有的技术包括光阴极制作工艺都引进了，唯有电子光学系统设计软件包不予引进。这就是说，人家希望我们只能按所提供的图纸制作有限种类的像管，不希望我们具备自主设计开发能力。

实际上，早在70年代，在夜视技术的攻关会战中，由周立伟、冯炽焘、方二伦组成的课题组就着手研究像管电子光学系统设计与计算，取得了可喜的结果。80年代，周立伟与兵器工业部下属研究所的方二伦合作研究用微机计算设计像增强器电子光学系统，经多次反复修正补充，编制了较为完善的像管电子光学设计软件包，极大地推动了其推广应用，产生了重要影响。90年代，周立伟与方二伦、张智铨合作研究用多重网格法加速场的迭代计算，并进行系统优化，研制成功了ODESI-V像管电子光学系统优化设计软件包。软件包经国内有关研究所和工厂多年使用，效果显著。这些都为我国微光夜视行业自主设计与开发新型夜视器件开辟了道路。如国营298厂应用ODESI-V像管电子光学系统优化设计软件包，进行了IXZ20/30二代管、IXZ18/11与IXZ18/25一代管的电子光学设计和研制。据1999年统计，这些管子的销售收入近亿元，并出口到巴基斯坦和欧洲地区，取得了重大的经济效益和社会效益。除正设计和优化设计外，他与倪国强、仇伯仓合作，研究了成像系统的电子光学逆设计方法。新世纪开始，他和兵器工业部下属研究所的方二伦又研究把动态电子光学系统计算融合到静态电子光学系统设计软件包中。

自70年代起，周立伟积极参与我国夜视技术的规划论证工作，如参与制定了我国夜视技术发展的十年规划，多次率队赴英、荷、美等国考察像增强器和夜视技术。为了加速我国夜视技术的发展，在引进一代管技术，改进二代薄片管性能，发展我国第三代微光夜视与热成像技术，研究蓝延伸与红延伸光阴极以及电子轰击CCD像管上，他积极向有关方面提出报告和建议，并参与“七五”以来我国夜视技术一系列规划的制定工作。为表彰周立伟对我国兵器工业所作的贡献，1996年他被授予“全国兵器工业先进工作者”荣誉称号。