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光學名人
周立偉

周立偉,1932年9月出生,博士,教授、博士生導師,電子光學光電子成像技術專家、寬束電子光學理論的開拓者與奠基者、中國工程院院士。長期在寬束電子光學、光電子成像領域從事教學與科研工作,研究方向為靜態和動態寬束電子光學的理論和計算機輔助設計。

周立偉在張量分析的基礎上建立并發展了寬束電子光學理論體系,由他和方二倫同志領導研制的軟件包設計各種變像管和像增強器,為我國微光夜視行業的發展開辟了道路,取得了重大的經濟效益和社會效益。為培養我國的光電子成像科技人才作出了重要貢獻。

人物經歷

周立偉(1932.9.17--)男,漢族。電子光學與夜視技術專家。出生于上海市,浙江省諸暨人。1958年畢業于北京工業學院(現北京理工大學),1966年獲前蘇聯數學物理副博士學位。曾任國務院學位委員會學科評議組成員,北京理工大學校學術委員會主任、中國光學工程學會名譽副理事長、中國光學學會副理事長等職。現任北京理工大學首席專家、校科協主席、博士生導師等職。研究同心球系統與移像系統的電子光學、陰極透鏡空間像差理論、寬電子束聚焦普遍理論、動態光電子學及時間像差理論、電子光學空間與時間傳遞函數、成像系統的設計與計算等,建立了寬電子束聚焦與成像較為完整的理論體系。該理論和方法應用于工程實踐,為我國微光夜視行業由仿制走上自行設計研制、自主開發開辟了道路。

發表論文200余篇,專著5部。專著《寬電子束光學》獲第八屆中國圖書獎、第二屆國家圖書獎提名獎和第七屆全國優秀科技圖書獎一等獎。研究成果獲光華科技基金一等獎、部科技進步一等獎、二等獎各兩項,國家科技進步二等獎和三等獎各一項等。

1984年和1996年被授予國家級有突出貢獻的中青年專家稱號和"全國兵器工業系統先進工作者"榮譽稱號,1997年被俄羅斯薩瑪拉國立航天大學授予名譽博士稱號,2000年當選俄羅斯聯邦工程科學院外籍院士。

1999年當選中國工程院院士。

個人生活

周立偉,1932年9月17日出生于上海市一個制藥工人的家庭。幼年時求學于上海培正小學、湘姚中學和高橋中學,1948-1951年在國立上海高級機械職業學校(現上海理工大學)機械科學習。周立偉的青少年時代是在上海度過的,他親身經歷了淪陷時期和國民黨政府統治時期,直到上海解放,對新、舊社會翻天覆地的變化有強烈的感受。上海解放前,在國立上海高級機械職業學校上學期間,他在地下黨引導下接受進步思想,參加學生運動。上海解放后,他成為第一批中國新民主主義青年團團員。抗美援朝時,他踴躍報名參軍,后因身體原因未被錄取。1951年7月,他被分配到上海公私合營華通電機廠工作,任技術員,他工作積極,努力鉆研技術。當時還不到20歲的他,在電表車間搞技術革新時,創造性地研制了一種繞扁平線圈的繞線機,提高工效7倍。上海《勞動報》為此專門作了報道。在廠里他虛心學習,認真刻苦,同時深深感到自己知識的不足,要求上大學充實自己。組織上滿足了他的愿望。1953年,他考入北京工業學院(現北京理工大學),分配到儀器系軍用光學儀器專業學習。在校五年期間,在師長們的諄諄教誨和黨組織的引導下,他學習勤奮,成績優秀,工作積極,擔任過團支委和班長等職務。1956年他加入了中國共產黨,1958年畢業留校任教,負責籌建夜視技術專業。他滿腔熱情投身于新專業的教學、科研和實驗室建設,寫出了《電子光學理論和設計》等教材。1962年11月,他被派往蘇聯留學,在列寧格勒烏里揚諾夫(列寧)電工學院電物理系學習。留蘇期間,他主要研究靜電聚焦同心球系統的電子光學和陰極透鏡的像差理論。整整三年半,他以驚人的毅力探索像管電子光學前沿課題,打下了堅實的基礎。1966年4月,他通過了學位論文答辯,獲蘇聯物理數學副博士學位。5月,他剛回到母校工作,“文化大革命”開始了。

1971年,他被下放到河南駐馬店五七干校”勞動,后隨干校遷到北京大興縣龐各莊。1972年回校后,他一方面主持夜視技術教研室工作,組織專業教師為工農兵學員上課;另一方面參加國家夜視技術的攻關會戰,主持研究變像管和像增強器的電子光學系統計算與設計。1973年與1974年,他兩次被派往荷蘭和英國考察像增強器技術。1978年,他率團參加在英國倫敦由帝國理工學院召開的國際光電子成像器件學術會議和由蘭克集團召開的電子成像國際會議。在國際光電子成像器件學術會議上,他發表了《電磁聚焦同心球系統的電子光學》一文,得到了高度評價,為他日后在國際上的重要影響奠定了基礎。

黨的十一屆三中全會迎來了中國科學的春天。1978年以來,有好幾年時間,周立偉感到年輕時代思考過的種種問題和想法在腦海中翻滾,抑制不住對科學研究的沖動和創造的渴望。經過十余年的艱苦探索,取得了豐碩的成果。對寬電子束聚焦與成像理論,他站在新的高度,對前人的學術成果作了科學總結并匯入自己的學術新見解,進行了全面深入的理論概括、總結與提高;在張量分析的基礎上建立了更具普遍意義的曲軸寬電子束聚焦與成像的完整理論體系,進一步發展了寬束電子光學。專著《寬束電子光學》出版后在國內外學術界引起了很大反響,榮獲1994 年第八屆中國圖書獎、1995年第七屆全國優秀科技圖書獎一等獎和第二屆國家圖書獎提名獎。對變像管和像增強器的電子光學系統設計與計算,周立偉也作出了重大貢獻。國內夜視技術領域研究所和工廠均使用由他領導的課題組研制的軟件包設計各種變像管和像增強器。他的研究為我國微光夜視行業由仿制到自行設計研制、獨立自主發展開辟了道路,取得了重大的經濟效益和社會效益。1984年由于“在電子光學研究獨樹一幟,有些技術理論進入國際先進行列”,周立偉被評為國家級有突出貢獻的中青年專家,同年升為教授。

自1978年以來,周立偉發表學術論文、科技報告和專著等200余篇(部),據1999年統計,有140余篇次被檢索系統收錄。專著有《寬束電子光學》、《寬電子束聚焦與成像——周立偉電子光學學術論文選》、《一個指導教師的札記》以及《目標探測與識別》(主編)等。他曾先后榮獲全國科學大會獎1項、光華科技基金一等獎1項、部科技進步一等獎2項、部科技進步二等獎1項、部技改成果二等獎1項、國家科技進步二等獎和三等獎各1項等重大獎勵。

周立偉在國內外電子光學與光電子成像學術界享有很高的聲譽。他多次被邀請講學,作學術報告,主持國內外學術會議等。他曾擔任中俄國際學術討論會主席、光電子成像與探測國際會議主席和亞洲光子學國際會議的國內委員會主席,四次被美國國際光學工程學會(SPIE)聘為SPIE論文集第1982、2898、3561、4925等卷的主編和分會主席,1994年、1995年兩次被美國國際科學基金會(ISF)聘為電子光學學科評委。1992年他當選俄羅斯圣彼得堡工程院外籍院士,1997年被授予俄羅斯薩瑪拉國立航天大學名譽博士稱號,2000年當選俄羅斯聯邦工程科學院外籍院士。自1999年起,俄羅斯科學院普通物理研究所謝列夫院士邀請他共同合作進行有關飛秒電子光學的研究。在國家自然科學基金會和俄羅斯基礎研究基金會支持下,2003年,他與謝列夫院士開始第二輪國際合作項目的研究。在國內,周立偉1983 年被國務院學位委員會學科評議組聘為全國第二批博士生導師,1984年至今任北京理工大學光電工程系教授,1999年當選為中國工程院院士。曾任教研室主任,系、學院和校學術委員會主任,國家科委夜視技術專業組成員,中國兵器工業總公司夜視技術專業組副組長,《國防科技名詞大典》副總主編等。現為北京理工大學和信息科學技術學院學術和學位評定委員會委員,中國光學學會副理事長、國務院學位委員會學科評議組成員、國家科學技術獎勵委員會國防組成員、國家“百千萬人才工程”學科評議組成員、全國博士后管委會專家組成員、兵器工業科技獎專業評審組成員、中國電子學會會士、中國兵工學會理事、中國兵工學會光學專業委員會主任委員、“兵工學報”、“北京理工大學學報”、“應用光學”、“紅外與激光工程”、“中國工程科學”、“Chinese Optics Letter”等學報和期刊的編委以及“光學技術”名譽主編、“紅外技術”編委會副主任等。此外,他還被聘為上海交通大學、中國人民解放軍信息工程大學、裝甲兵工程學院的兼職教授等。

周立偉德業雙馨,誠以待人,嚴于律己,為人謙和,治學嚴謹。在45年的教學與科學研究生涯中,他把自己的一生奉獻給了祖國的科學與教育事業,為我國的電子光學和光電子成像技術領域的發展作出了卓越的貢獻,為祖國培養了一批又一批的優秀人才。

個人經歷

1932年9月17日出生于上海市。

1946-1948年 在上海高橋中學學習。

1948-1951年 在國立上海高級機械職業學校學習。

1951-1953年 任公私合營上海華通電機廠技術員。

1953-1958年 在北京工業學院儀器系學習。

1958-1962年 任北京工業學院儀器系助教。

1962-1966年 在蘇聯列寧格勒烏里揚諾夫(列寧)電工學院電物理系研究生。

1966-1980年 任北京工業學院助教、講師。

1980-1984年 任北京工業學院副教授。

1983年—至今 任北京理工大學博士生導師。

1984年—至今 任北京理工大學教授。

1999年 當選為中國工程院院士。

主要作品

1 周立偉.寬束電子光學.北京:北京理工大學出版社,1993

2 周立偉.寬電子束聚焦與成像——周立偉電子光學學術論文選.北京:北京理工大學出版社,1994

3 周立偉.一個指導教師的札記.北京:北京理工大學出版社,1998

4 周立偉(主編).目標探測與識別.北京:北京理工大學出版社,2002

技術成就

20世紀60年代初,我國開始發展夜視技術,它的關鍵器件就是變像管和像增強器,核心問題是如何制作高靈敏度的光陰極和如何設計出高質量的電子光學成像系統。像管電子光學理論和設計成為當時發展夜視技術的一個前沿熱門課題。鑒于像管電子光學涉及大物面、寬電子束聚焦成像問題,通常電子光學所研究的細電子束聚焦成像理論并不適用于研究寬束電子光學問題,而有關理論中還有許多含混不清之處,需要進一步考察與研究。

面對這一問題,周立偉選定靜電聚焦同心球系統的電子光學作為研究寬束電子光學突破口和切入點,由此弄清了大物面、寬電子束聚焦成像的特點和問題,如寬電子束聚焦近軸條件、電子光學橫向像差定義以及透過二級近軸橫向像差建立一級橫向像差與三級橫向像差之間的聯系,等等。由這一研究出發,周立偉解決了電磁聚焦同心球系統電子光學、移像系統電子光學、傾斜型系統電子光學以及寬電子束聚焦普遍理論等一系列問題。自80 年代起,他與西門紀業、艾克聰合作,提出了電磁復合聚焦陰極透鏡像差理論;與倪國強合作,解決了成像系統電子光學傳遞函數問題;與金偉其合作,進一步研究了寬電子束聚焦像差理論。在研究中,周立偉提出用張量分析的方法研究旋轉運動曲線坐標系下的電子運動,從而在更普遍的基礎上建立了曲軸寬電子束聚焦與成像的新理論體系。1993年,他的學術專著《寬束電子光學》出版,美、英、法、荷、俄、德、日等國12位與我國20位專家、教授均給予很高的評價,被認為是一部具有科學性、創新性與系統性的著作,紛紛來函希望該專著能譯成英文或俄文出版。2000年10月,諾貝爾獎金獲得者、俄羅斯科學院普羅霍洛夫院士在祝賀周立偉當選俄羅斯聯邦工程科學院外籍院士的賀信中贊揚他:“你是你自己的科學學派的創立者”。新世紀開始,周立偉又把自己的理論推廣到成像系統的動態電子光學領域,將動態電子光學和靜態電子光學統一起來進行研究,提出了時間渡越彌散、時間像差和空間像差及其傳遞函數的新表達式。

夜視器件中的變像管和像增強器的電子光學系統設計方法在國外是屬于極端技術秘密的范圍。80年代我國從荷蘭引入的第一代微光像增強器生產線,所有的技術包括光陰極制作工藝都引進了,唯有電子光學系統設計軟件包不予引進。這就是說,人家希望我們只能按所提供的圖紙制作有限種類的像管,不希望我們具備自主設計開發能力。

實際上,早在70年代,在夜視技術的攻關會戰中,由周立偉、馮熾燾、方二倫組成的課題組就著手研究像管電子光學系統設計與計算,取得了可喜的結果。80年代,周立偉與兵器工業部下屬研究所的方二倫合作研究用微機計算設計像增強器電子光學系統,經多次反復修正補充,編制了較為完善的像管電子光學設計軟件包,極大地推動了其推廣應用,產生了重要影響。90年代,周立偉與方二倫、張智銓合作研究用多重網格法加速場的迭代計算,并進行系統優化,研制成功了ODESI-V像管電子光學系統優化設計軟件包。軟件包經國內有關研究所和工廠多年使用,效果顯著。這些都為我國微光夜視行業自主設計與開發新型夜視器件開辟了道路。如國營298廠應用ODESI-V像管電子光學系統優化設計軟件包,進行了IXZ20/30二代管、IXZ18/11與IXZ18/25一代管的電子光學設計和研制。據1999年統計,這些管子的銷售收入近億元,并出口到巴基斯坦和歐洲地區,取得了重大的經濟效益和社會效益。除正設計和優化設計外,他與倪國強、仇伯倉合作,研究了成像系統的電子光學逆設計方法。新世紀開始,他和兵器工業部下屬研究所的方二倫又研究把動態電子光學系統計算融合到靜態電子光學系統設計軟件包中。

自70年代起,周立偉積極參與我國夜視技術的規劃論證工作,如參與制定了我國夜視技術發展的十年規劃,多次率隊赴英、荷、美等國考察像增強器和夜視技術。為了加速我國夜視技術的發展,在引進一代管技術,改進二代薄片管性能,發展我國第三代微光夜視與熱成像技術,研究藍延伸與紅延伸光陰極以及電子轟擊CCD像管上,他積極向有關方面提出報告和建議,并參與“七五”以來我國夜視技術一系列規劃的制定工作。為表彰周立偉對我國兵器工業所作的貢獻,1996年他被授予“全國兵器工業先進工作者”榮譽稱號。

社會評價

周立偉長期工作在教育戰線上。80年代中期,他所領導的教研室與實驗室曾榮獲北京市教育系統先進集體稱號。1987年以周立偉為首席學術帶頭人的“軍用光學”(后改為“光學工程”)博士點通過評審,被評為國家重點學科。在此基礎上獲得了世界銀行貸款支持,在光電工程系內建立了顏色科學與工程國家重點學科專業實驗室。2001年,北京理工大學“光學工程”博士點以100%的得票率復評為國家重點學科。

45年來,周立偉一直站在教學與科學研究的第一線上。在指導研究生的過程中,他以自己對祖國科教事業的獻身精神、嚴謹的治學態度,潛移默化影響著自己的學生。通過言傳身教,一方面傳授業務知識和科學研究方法,培養學生們嚴謹樸實的學風;另一方面,通過他對事業的追求和奉獻,以自己的人格來塑造學生的人格,激發學生為實現“四化”奮斗的事業心和強烈的求索精神、飽滿的工作熱情與百折不撓的韌勁。周立偉一直把為祖國培養具有創造性的優秀高科技人才作為自己的光榮職責。他十分關心年輕一代學者的成長,盡自己可能支持幫助他們,為他們脫穎而出創造條件。他熱愛自己的學生,把研究生看做是自己的子弟,盡一切可能把自己的學識傳授給他們,但絲毫不放松對他們的嚴格要求。他以自己“熱愛祖國,忠誠教育,獻身科學,勤于鉆研,勇于創新,追求卓越”的信條,來教導學生們在“做學問中學做人,做人中學做學問”。他被學生們譽為“嚴師慈父”。這些年來,他所帶出來的博士和碩士,無論是學術素質或是思想品質都是很不錯的。1998年他出版了《一個指導教師的札記》,是他指導研究生20余年的實踐中寫下的有關科學方法的札記,對青年學人特別是研究生在學習與科學研究過程中的科學方法、學習方法、治學和思想方法以及科學論文寫作方法敘述了自己的認識和體會,在學術界得到了很好的反響和評價。

自改革開放以來,周立偉已培養了18名博士生和17名碩士生,其中不少人已成為教授、研究員、副教授、高級工程師,成為院校和研究所的優秀教學和科技骨干、領導成員,如博士生導師、系主任、總工程師、所長、副所長等。1999年他被評為北京理工大學師德標兵,2001年被評為北京市高校系統優秀共產黨員。


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