李英杰 顏劉陽 白 欣 訪談?wù)?/p>

(1.大連理工大學(xué)哲學(xué)系，大連 116023； 2.南京大學(xué)哲學(xué)系，南京 210023；3.首都師范大學(xué)初等教育學(xué)院，北京100048)

訪談?wù)碚甙赐趿⒍Γ?934年12月2日出生，遼寧遼陽人。1955年8月畢業(yè)于長春機(jī)器制造學(xué)校(1985年改名為沈陽工業(yè)大學(xué))金屬切削專業(yè)切309班，9月進(jìn)入長春汽車拖拉機(jī)學(xué)院(1958年更名為吉林工業(yè)大學(xué)，2000年并入吉林大學(xué))機(jī)械系機(jī)械制造工藝及設(shè)備專業(yè)學(xué)習(xí)。1960年，從吉林工業(yè)大學(xué)畢業(yè)，畢業(yè)后將近40年的時間都在中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械研究所(以下簡稱“長光所”)工作，從事精密齒輪、激光光盤等方面的研究。1995年，當(dāng)選為中國科學(xué)院院士。1998年底，調(diào)離長光所，來到大連理工大學(xué)任職，主持跨學(xué)科微米納米技術(shù)的研究工作，現(xiàn)任大連理工大學(xué)微系統(tǒng)研究中心主任、微納米技術(shù)及系統(tǒng)遼寧省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室學(xué)術(shù)委員會主任，共獲得國家級獎勵4項，省部級獎勵20余項，發(fā)表論文200余篇，發(fā)明專利20余項。

本訪談錄根據(jù)對王立鼎院士的兩次訪談?wù)矶?，主要聚焦于王立鼎院士所從事的激光光盤裝備的研究工作，特別是在1986至1990年期間我國第一臺光盤伺服槽及預(yù)制格式刻劃機(jī)(1)光盤伺服槽及預(yù)制格式刻劃機(jī)是上個世紀(jì)80年代中期發(fā)展起來的光盤母盤制作的關(guān)鍵設(shè)備，它是由精密機(jī)械、控制系統(tǒng)、光電檢測系統(tǒng)、電子計算機(jī)、氬離子激光器、聲光調(diào)制器等組成，在技術(shù)上是比較復(fù)雜的、綜合性的精密裝備。其功能主要是在光盤原板上預(yù)制溝槽,并標(biāo)記預(yù)制格式信息。光盤溝槽作為光盤驅(qū)動器中激光讀寫頭的跟蹤和尋址軌跡。其作用是用來刻劃螺旋線螺距為1.5、1.6和2.0微米螺距，線距誤差±0.1微米光盤母盤。我國第一臺光盤伺服槽及預(yù)制格式刻劃機(jī)的研制成功，標(biāo)志著我國在光盤存儲領(lǐng)域有了關(guān)鍵性的突破。研制過程中的一些鮮為人知的歷史細(xì)節(jié)(封三圖1)。對這些歷史細(xì)節(jié)的挖掘一方面可以展現(xiàn)出我國如何在國外技術(shù)封鎖的歷史條件下從零開始、完成光盤母盤制作的關(guān)鍵設(shè)備，另一方面希望對快速發(fā)展的信息技術(shù)設(shè)備——如制作高集成度電子芯片的光刻機(jī)等有所啟示。

受訪人：王立鼎

訪談?wù)砣耍豪钣⒔?顏劉陽 白欣

訪談時間：2019年11月5日、2020年6月20日

訪談地點(diǎn)：大連理工大學(xué)機(jī)械館東樓王立鼎辦公室

1 解國家發(fā)展的燃眉之急：我國研制光盤伺服槽及預(yù)制格式刻劃機(jī)的歷史背景

李英杰(以下簡稱“李”)：王立鼎院士您好，很榮幸有機(jī)會對您進(jìn)行學(xué)術(shù)采訪。您能談一談激光光盤研究在20世紀(jì)80年代國外興起的背景嗎？

王立鼎(以下簡稱“王”)：在信息領(lǐng)域，信息的存儲與提取都是很重要的研究問題，當(dāng)時主要的信息儲存介質(zhì)是磁盤。隨著科技進(jìn)一步的發(fā)展，對存儲介質(zhì)的存儲容量提出了更高的要求，國際上一些學(xué)者提出了光存儲替代磁存儲的高密度存儲方案。所以在20世紀(jì)80年代初期，國外激光光盤研究興起了，研發(fā)音頻與視頻光盤及驅(qū)動器，隨后就出現(xiàn)了幾臺獨(dú)制的光盤母盤制作的關(guān)鍵設(shè)備。

李：您剛才談到了信息存儲新器件——光盤，那么與磁盤相比，光盤的優(yōu)點(diǎn)有哪些呢？

王：磁盤是當(dāng)時計算機(jī)存儲的基本元器件，它主要有兩個方面的缺點(diǎn)：一是存儲量小，不能滿足社會發(fā)展的需要，當(dāng)時一個體積較大的磁盤盤組的存儲量才200兆；二是易受到周圍電磁場的影響，產(chǎn)生退磁現(xiàn)象。而光盤相比磁盤來說，它當(dāng)時的存儲密度大，是磁盤的一百倍且壽命也要高于磁盤，因此光盤備受青睞。

李：當(dāng)時國外關(guān)于激光光盤的研究狀況是怎樣的？

王：當(dāng)時主要是日本、美國以及荷蘭等發(fā)達(dá)國家在進(jìn)行激光光盤研究，國外出現(xiàn)了兩類刻劃光盤母盤的設(shè)備。一類稱刻錄機(jī)，它是單光束寫入系統(tǒng)，主要用于刻錄音頻與視頻光盤母板的信息；另一類是后開發(fā)的刻槽機(jī)，它是雙光束寫入系統(tǒng)，主要用于可擦重寫光盤和一次寫入光盤母盤的刻槽和預(yù)制格式。后者設(shè)備的精度和功能應(yīng)該更高些。如美國哥倫比亞廣播公司(CBS)激光視頻刻錄裝置、音樂公司(MOA)視頻刻錄機(jī)，荷蘭飛利浦實(shí)驗(yàn)室的刻錄機(jī)和日本松下的刻錄機(jī)屬第一類。當(dāng)時首先出現(xiàn)了數(shù)字式光盤，如CD，這是音頻光盤，后來又出現(xiàn)了模擬式視頻光盤，這兩者之間的區(qū)別在于記錄方式不同。日本Dacial化學(xué)工業(yè)有限公司的刻槽機(jī)和富士公司的刻槽機(jī)屬第二類。在激光光盤誕生之后，就必須要有光盤驅(qū)動器，將光盤驅(qū)動器小型化之后可以裝到計算機(jī)里面去，這個就是一次寫入光盤，稱作CD-ROM。這是不可擦除式光盤，它不像磁盤那樣可以擦掉后再重新寫入信息，這是當(dāng)時國外公司進(jìn)行激光光盤研究所能達(dá)到的一個最高水平。

李：這些光盤母盤刻錄設(shè)備的主要技術(shù)指標(biāo)是怎樣的？

王：根據(jù)當(dāng)時我們能夠查到的僅有的幾份資料，這些設(shè)備大致的技術(shù)指標(biāo)為：刻劃半徑29—100毫米；工作線距1.5微米或1.6微米；工作線距均勻性±0.1微米，主軸轉(zhuǎn)速120—300r/min，保精度180r/min；光斑半功率全寬度0.6微米；光學(xué)頭物鏡自動調(diào)焦精度±0.25微米。

李：當(dāng)時國內(nèi)關(guān)于激光光盤的研究狀況是怎樣的？

王：國內(nèi)關(guān)于激光光盤的研究我覺得可以用“一窮二白”來概括。由于我國科技發(fā)展起步較晚，激光光盤領(lǐng)域的研究沒有人涉及過，人們使用的存儲介質(zhì)還停留在磁盤階段。當(dāng)時國外出現(xiàn)的激光光盤引起了國家領(lǐng)導(dǎo)以及學(xué)界的重視，國內(nèi)學(xué)界還專門召開了幾次會議，談?wù)搰怅P(guān)于激光光盤的研究已經(jīng)進(jìn)行到哪一步了，可以通過什么途徑與資料查詢到相關(guān)內(nèi)容。在看到國外激光光盤技術(shù)快速發(fā)展之后，國家覺得光盤在提高信息存儲量方面很有潛力，于是在20世紀(jì)80年代中期國家科學(xué)技術(shù)委員會(以下簡稱“國家科委”，1998年改名為國家科學(xué)技術(shù)部)決定對激光光盤啟動研究工作。

李：我國激光光盤研究的緊迫性體現(xiàn)在哪些方面？

王：我認(rèn)為，我國激光光盤研究的緊迫性主要體現(xiàn)在國內(nèi)科技發(fā)展的需要方面。改革開放之后，我國進(jìn)入科技發(fā)展的快車道，各領(lǐng)域科技的發(fā)展多需要大容量信息的存儲與提取，當(dāng)時磁盤存儲量低，還沒有出現(xiàn)立式磁疇的新技術(shù)，因此只能尋找一種新的存儲介質(zhì)來進(jìn)行替代，激光光盤剛好就符合當(dāng)時的需要。但是，當(dāng)時國外公司對光盤技術(shù)不外露，特別是對母盤刻錄技術(shù)絕對保密。加上政治因素，西方國家公開叫喊“光盤刻槽機(jī)不賣給中國”。西方國家對中國的技術(shù)封鎖進(jìn)一步加重了我國激光光盤研究的緊迫性。

2 擔(dān)任光盤伺服槽及預(yù)制格式刻劃機(jī)攻關(guān)項目的總負(fù)責(zé)人

李：您能介紹一下“七五”計劃中的國家重點(diǎn)攻關(guān)課題“光盤伺服槽及預(yù)制格式刻劃機(jī)”的提出背景嗎？

王：前面說到我國在20世紀(jì)80年代中期開始了對激光光盤的研究，而這個研究在具體執(zhí)行時就形成了“七五”計劃中的國家重點(diǎn)攻關(guān)課題“光盤伺服槽及預(yù)制格式刻劃機(jī)”。這個課題是國家科委提出來的，當(dāng)時希望能制作出在計算機(jī)上用的可擦重寫106次的光盤，當(dāng)時國外并沒有這樣的研發(fā)成果。

李：您能向我們簡單介紹一下可擦重寫106次的光盤制作的流程嗎？

王：要想制作出可擦重寫106次的光盤，首先得有光盤的刻槽機(jī)，這在我們項目里叫做光盤伺服槽及預(yù)制格式刻劃機(jī)，然后用光盤伺服槽及預(yù)制格式刻劃機(jī)制作出光盤母盤，接著再用光盤母盤來印制盤片，最終得到我們需要的光盤，所以說這個工序還是挺復(fù)雜的。

李：什么叫做伺服槽、預(yù)制格式呢？

王：伺服槽是光刻頭的運(yùn)動軌道，呈阿基米德螺旋線。由母盤復(fù)制出的光盤工作盤片上均帶有這種阿基米德螺旋線結(jié)構(gòu)，由它來引導(dǎo)光盤驅(qū)動器中光學(xué)頭(寫入或讀取信息)的跟蹤運(yùn)動。光盤上的阿基米德螺旋線非常密集，線與線之間的距離是1.6微米，誤差量不得大于±0.1微米，槽的寬度是0.6微米，深度只有0.1微米，從這就可以看出精度非常高，要求非常嚴(yán)格，我們用肉眼根本就看不出來，看得出來的只有紅色與綠色的光譜。在顯微鏡的放大之下，我們才能看到局部的伺服槽與格式化信息，看的時候都是直線，但實(shí)際上都是曲線，這就是光盤的伺服槽。預(yù)制格式的意思是預(yù)先存放好的格式化信息，它是由光斑大小的信息來組成的代碼，我們使用了“二七編碼”。我們使用磁盤時，要把磁盤的空白盤裝到計算機(jī)里的磁盤驅(qū)動器中先格式化，然后才能錄入信息，這個就不太方便了。所以我們在制作光盤母盤的時候，希望這個母盤本身既帶有伺服槽，又帶格式化信息。

李：據(jù)了解，這個項目的研制任務(wù)當(dāng)時國家科委下達(dá)給了長光所和上海激光技術(shù)研究所，您知道為何選擇這兩家研究機(jī)構(gòu)嗎？

王：實(shí)際上，任務(wù)不是直接下達(dá)給這兩個單位的。是長光所與清華大學(xué)競標(biāo)取勝了，國家科委才把任務(wù)下達(dá)給長光所。但國家科委有個決定：把裝備中的光學(xué)部分交給上海激光技術(shù)研究所，他們作為項目參加者。當(dāng)時國家科委是這樣說的：“我們都知道長光所的光機(jī)電研究都有，但是綜合我們科委的意見，光學(xué)系統(tǒng)部分要拿給上海激光技術(shù)研究所來做，1/3的研究經(jīng)費(fèi)給他們，總體負(fù)責(zé)單位是長光所?！庇捎趪耶?dāng)時激光光盤研究的總牽頭人是上海光學(xué)精密機(jī)械研究所的干福熹(2)干福熹(1933年1月3日—)，光學(xué)材料、非晶態(tài)物理學(xué)家。浙江杭州人。中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所研究員。1997年獲何梁何利科學(xué)和技術(shù)進(jìn)步獎。2001年獲國際玻璃界的大獎——國際玻璃協(xié)會主席獎。1980年當(dāng)選為中國科學(xué)院院士(學(xué)部委員)。院士，他力圖在上海地區(qū)建立光盤基地，再加上上海激光技術(shù)研究所在光學(xué)系統(tǒng)研究方面確實(shí)很出色，所以毋庸置疑就把一部分任務(wù)交給了上海激光技術(shù)研究所。

李：當(dāng)時長光所的方案論證是誰匯報的？您嗎？

王：對，是我，因?yàn)槲沂情L光所所長唐九華(3)唐九華(1929年10月7日—2001年10月27日)，光學(xué)工程專家，發(fā)明了光學(xué)補(bǔ)償定向儀新原理。作為主要負(fù)責(zé)人之一，在中國開辟了光學(xué)動態(tài)觀察測試技術(shù)領(lǐng)域。院士欽點(diǎn)的未來這個項目的總負(fù)責(zé)人。

李：長光所和上海激光技術(shù)研究所在項目中的具體分工是怎樣的？

王：長光所主要承擔(dān)精密機(jī)械、電子學(xué)、計算機(jī)的全部工作以及光學(xué)系統(tǒng)的部分工作。光學(xué)系統(tǒng)的部分工作主要是指設(shè)計研制大數(shù)字孔徑的光刻頭，當(dāng)時上海激光技術(shù)研究所在這個方面存在一些困難，所以這個就讓我們長光所來做了。上海激光技術(shù)研究所承擔(dān)光學(xué)系統(tǒng)的其他大部分工作，當(dāng)時上海激光技術(shù)研究所有位沈冠群研究員，技術(shù)上非常厲害，他在“文化大革命”前的1962年畢業(yè)，后來到長光所進(jìn)修過碩士，導(dǎo)師是著名光學(xué)專家王大珩(4)王大珩(1915年2月26日—2011年7月21日)，江蘇吳縣(今蘇州市)人，畢業(yè)于清華大學(xué)，中國著名光學(xué)家，中國科學(xué)院院士、中國工程院院士，“兩彈一星功勛”獲得者，被譽(yù)為“中國光學(xué)之父”。，所以他既有雄厚的光學(xué)基礎(chǔ)，又有動手能力，親自進(jìn)行光學(xué)調(diào)試，他是上海激光技術(shù)研究所這個項目的負(fù)責(zé)人，光學(xué)系統(tǒng)部分的研究工作交給他是非常放心的。沈冠群在完成這個項目的工作之后就成為了上海激光技術(shù)研究所的所長。

李：當(dāng)時您作為齒輪專家，此前未涉及過光盤領(lǐng)域，長光所為何選擇您作為這個項目的總負(fù)責(zé)人？

王：首先，我作為長光所機(jī)械學(xué)科的老研究員，是國內(nèi)知名的齒輪專家。其次，我雖然是從事齒輪研究的，但也對精密機(jī)械領(lǐng)域有較完全的了解。更重要的是，當(dāng)時我們長光所的所長唐九華院士點(diǎn)名讓我做這個項目的總負(fù)責(zé)人。唐所長專門找我去他的辦公室，他跟我詳細(xì)說明了這個項目的有關(guān)情況，他是這樣說的：“這個項目涉及光機(jī)電等方面，比我們長光所研究的國防裝備——光電經(jīng)緯儀(5)光電經(jīng)緯儀，基于光學(xué)經(jīng)緯儀的電氣化，實(shí)現(xiàn)了被測目標(biāo)的圖像、測量時刻的方位角和俯仰角的同步實(shí)時記錄。它主要用于靜止和運(yùn)動目標(biāo)的跟蹤測量，在飛行器試驗(yàn)測量中(比如衛(wèi)星發(fā)射、飛機(jī)試驗(yàn)等)具有較為廣泛的運(yùn)用。涉及的技術(shù)還要寬，應(yīng)該說難度非常大。你的齒輪研究做得非常好，用國產(chǎn)機(jī)床進(jìn)行精化，再加上創(chuàng)新工藝研究，最后做出了世界先進(jìn)水平的齒輪，所以說你的能力非常強(qiáng)，我相信你，我想讓你當(dāng)負(fù)責(zé)人?！奔热凰L都這么說了，對我這么信任，我真是不好推辭，就這樣成為了這個項目的總負(fù)責(zé)人。

3 光盤伺服槽及預(yù)制格式刻劃機(jī)的研究任務(wù)分解

李：成為該項目的總負(fù)責(zé)人后，您是怎樣招募研究團(tuán)隊的？

王：成為總負(fù)責(zé)人后，我就從長光所第6研究室調(diào)到了第12研究室，第6研究室主要是做齒輪研究的，第12研究室是研發(fā)精密儀器裝備的。第12研究室的人比較開放，而且還有幾個年輕人愿意跟著我做這個項目的研究。所長在第12研究室里找到了比我晚3年畢業(yè)的劉玉章，讓他做我的副手，他主要是研究電子學(xué)控制的。由于這個項目涉及的領(lǐng)域太寬，我后面還招募了其他幾個研究室的同志，最終一共是有5個研究室的同志來參與這項工作，專業(yè)有光、機(jī)、電、計算機(jī)，還有各種各樣的單元技術(shù)專家。我覺得從招募研究人員的情況就可以知道我們這個項目的難度有多高了。

李：研究人員具體人數(shù)是多少？

王：約100人。

李：人數(shù)非常多啊，那這個研究團(tuán)隊的組織架構(gòu)是怎樣的？

王：1個技術(shù)總體組，下面按專業(yè)分為3個專業(yè)組，還有若干個單元技術(shù)研究組。

李：技術(shù)總體組的基本情況是什么樣的？比如人員構(gòu)成、研究內(nèi)容等。

王：我記得技術(shù)總體組是6個人，組內(nèi)成員都是當(dāng)時資歷深厚的人，在各專業(yè)研究領(lǐng)域都有不錯的研究成果，我算其中一個。其成員都分管各專業(yè)組的管理與研究工作，一位蘇聯(lián)回來的電子學(xué)博士當(dāng)顧問。

李：專業(yè)組呢？

王：成立了技術(shù)總體組之后，下邊按專業(yè)分成了3個專業(yè)組。第一個專業(yè)組是機(jī)械組，組長為葛慧琴女士，1965年畢業(yè)的大學(xué)生，她基本按照我的主意進(jìn)行研究與管理。第二個專業(yè)組是電控組，組長為劉玉章，1963年畢業(yè)于長春光機(jī)學(xué)院，他以前是研究電控的，這是他第一次研究數(shù)字控制，而且光盤伺服槽及預(yù)制格式刻劃機(jī)的要求非常高，需要連續(xù)工作70分鐘左右，保持整個電路系統(tǒng)不出任何問題，要做好實(shí)時跟蹤，所以這對他來說也是一個新問題，劉玉章在這個項目中算是二把手。第三個專業(yè)組是計算機(jī)組，組長為邢忠寶，他當(dāng)時也就40來歲，算是中年，與人相處得很和諧，非常有水平，計算機(jī)的軟件和硬件他都懂。

李：單元技術(shù)的研究組呢？

王：研究組是專門對某個單元技術(shù)問題進(jìn)行研究的小組，它比專業(yè)組稍微小點(diǎn)兒。由于有若干個，我在這里就重點(diǎn)說3個。

第一個研究組是研究衍射光柵干涉儀，我們想用它來代替激光干涉儀。衍射光柵的好處就是它比激光干涉儀更便宜，雖然它比不上激光干涉儀測量長度的精確度，但是它的干涉條紋細(xì)分均勻性特別好。這個技術(shù)是長光所原來的一位老先生顧去吾研究員——我的前輩，他提出的原理，他專門招收了一個名叫郝德福的博士生，根據(jù)這個原理來做衍射光柵干涉儀，所以說，衍射光柵干涉儀是長光所的發(fā)明。當(dāng)時的研究始終存在一個問題，就是干涉儀出來的信號形成的圖形應(yīng)該始終是圓的，而且直徑不變，但是這個系統(tǒng)出來的圖形的大小在變，長短軸的方向也在變，最終經(jīng)過不懈努力，這個問題還是被解決了。

第二個研究組是研究圓光柵測角系統(tǒng)，主要負(fù)責(zé)人是楊厚民，他比我還早一年畢業(yè)，是從事電子學(xué)控制研究的。

第三個研究組的研究目標(biāo)是研制高精度基準(zhǔn)鋼球，用來標(biāo)定裝備軸系的精度，負(fù)責(zé)人是知名的研究軸承摩擦磨損專家——我的老師劉承烈。當(dāng)時需要研磨一個1英寸大小的單鋼球，這個單鋼球的圓度本身大約是0.1微米，已經(jīng)算是非常精密級的了，但還是滿足不了我們的要求，最終通過研磨與測量，我們的鋼球圓度是17納米，比英國圓度儀做基準(zhǔn)的玻璃球還圓，英國的玻璃球大概是做到了20納米，所以說這個精度是很了不起的。

李：這個項目當(dāng)時的研究年限是幾年？

王：一共是4年，從1986年到1990年年底(封三圖2)。

李：在1986年項目研究開始的時候，您與您的團(tuán)隊制定了怎樣的研究目標(biāo)？

王：第一點(diǎn)是刻錄光盤的線距誤差一定要在±0.1微米以內(nèi)，這個必須要達(dá)到。第二點(diǎn)是最小光斑——光點(diǎn)的直徑要控制在0.5微米，刻出的槽寬為0.6微米，能夠刻出作為跟蹤用的阿基米德螺旋線與“二七編碼”。第三點(diǎn)是光學(xué)系統(tǒng)能夠?qū)膺M(jìn)行調(diào)制，既適應(yīng)刻外圈，又適應(yīng)刻里圈。最后一點(diǎn)是針對空氣軸承的指標(biāo)，因?yàn)榭諝廨S承在整體裝備中起重要的作用，空氣軸承必須要達(dá)到50納米。這個是對外界說的指標(biāo)，我對我們自己內(nèi)部的同志要求爭取達(dá)到30納米。

李：最終的完成情況是怎么樣的？

王：最終我們可以算是超額完成任務(wù)了，首先是按時完成項目的研究任務(wù)，沒有超過4年的研究年限，其次是精度上也完成了任務(wù)，甚至精度更高。比如，本來要求刻錄光盤的線距誤差一定要在±0.1微米以內(nèi)，我們最終達(dá)到了±0.02微米，即±20納米。當(dāng)時據(jù)日本松下公司報道，他們達(dá)到了±50納米的精度，而我們是±20納米。再如空氣軸承，我們本來的內(nèi)部指標(biāo)是達(dá)到30納米，最終測量的時候是14.7納米的精度，這比英國泰勒霍布森圓度儀的空氣軸承精度還要高，他們空氣軸承的出廠精度是25納米。所以從這些技術(shù)指標(biāo)上來看，我們所研制的“光盤伺服槽及預(yù)制格式刻劃機(jī)”至少達(dá)到了國際先進(jìn)水平。

4 單元技術(shù)的創(chuàng)新與突破

李：在“光盤伺服槽及預(yù)制格式刻劃機(jī)”項目中，面對國外的技術(shù)封鎖，您與您的團(tuán)隊一共對多少個單元技術(shù)進(jìn)行了創(chuàng)新與突破？

王：一共約10個單元技術(shù)。

李：這10個單元技術(shù)具體涉及了哪些研究領(lǐng)域？

王：主要是精密機(jī)械、光學(xué)、電子學(xué)與計算機(jī)4個研究領(lǐng)域。

李：在精密機(jī)械方面，有哪些單元技術(shù)的創(chuàng)新與突破？

王：精密機(jī)械方面的技術(shù)創(chuàng)新與突破主要體現(xiàn)在空氣軸承、精密蝸輪、精度絲杠、精密導(dǎo)軌4個方面。首先是空氣軸承，為了獲取圓回轉(zhuǎn)的高精度，我們選用了空氣靜壓主軸，“由于空氣靜壓軸承的節(jié)流作用和擠壓膜效應(yīng)，主軸旋轉(zhuǎn)可自動穩(wěn)心；又由于氣膜的均化效應(yīng)而能減小軸承工作表面形位誤差的影響，因而可獲得很高的回轉(zhuǎn)精度，其回轉(zhuǎn)精度保持性和重復(fù)性也很好；它還有不污染環(huán)境、溫升極低等優(yōu)點(diǎn)”[1]。并且我們還配備了高潔凈度、高穩(wěn)定度的氣源，使主軸回轉(zhuǎn)誤差小于0.02微米(包括系統(tǒng)誤差與隨機(jī)誤差)。為避免氣流對刻槽機(jī)光刻工作的影響，氣路中設(shè)有回氣管路，加之采用了專門設(shè)計的柔性聯(lián)連節(jié)，最終我們使圓回轉(zhuǎn)系統(tǒng)的角速度穩(wěn)定精度達(dá)到5×10-6。

精密蝸輪方面，當(dāng)時的要求非常高，因?yàn)樗鼤绊戇M(jìn)給速度的均勻性以及進(jìn)給長度方向的精確性。當(dāng)時我制作了一個超精密齒輪來代替精密蝸輪，最后效果非常好，現(xiàn)在看來當(dāng)時我制作的那個齒輪已經(jīng)達(dá)到了一級精度標(biāo)準(zhǔn)，遠(yuǎn)超國外。精度絲杠方面，它其實(shí)是兩個特殊制造的半螺母扣在一起形成的，螺距的均勻性特別好，精確度很高，達(dá)到了國際先進(jìn)水平。精密導(dǎo)軌方面，我們用的是聚四氟乙烯(6)聚四氟乙烯，英文縮寫為PTFE，俗稱“塑料王”，是一種使用了氟取代聚乙烯中所有氫原子的人工合成高分子材料。一般稱作“不粘涂層”或“易清潔物料”。這種材料具有抗酸抗堿、抗各種有機(jī)溶劑的特點(diǎn)，幾乎不溶于所有的溶劑。材料制成圓柱形，與導(dǎo)軌摩擦運(yùn)動，這樣可以做到既平穩(wěn)又靈敏。我們選用四點(diǎn)定位法作為支撐，通常被認(rèn)為是違規(guī)超定位。我采取了精確調(diào)整法，解決了四點(diǎn)精確定位，這樣可以使整個運(yùn)動平臺更加穩(wěn)定，所以這也屬于我們的一個創(chuàng)新。

李：在光學(xué)方面，有哪些單元技術(shù)的創(chuàng)新與突破？

王：光學(xué)方面技術(shù)的創(chuàng)新與突破主要體現(xiàn)于光刻頭的大數(shù)值孔徑，光斑的尺寸極小、聲光調(diào)制電路、光柵干涉儀等。當(dāng)時國內(nèi)進(jìn)口的電子束光刻機(jī)，其聚焦電子束為1.0微米，而我們需要達(dá)到光斑的尺寸0.5微米，如果想要達(dá)到這個要求就必須解決光刻頭大數(shù)值孔徑物鏡的設(shè)計制造問題，我們最后研制出了一個0.85數(shù)值孔徑的物鏡，再加上我們運(yùn)用了音圈電機(jī)技術(shù)，最終使光斑尺寸符合了要求。聲光調(diào)制電路主要就是能夠調(diào)節(jié)光的強(qiáng)弱、控制光的有無，并以軟件編輯實(shí)現(xiàn)格式化所需要的“二七編碼”。光柵干涉儀在前面已經(jīng)介紹過了，這里就不再贅述了。

總的來說，聲光調(diào)制器對激光光束進(jìn)行調(diào)制，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)光、功率線性變化和發(fā)生光脈沖；0.85大數(shù)值孔徑聚焦物鏡，使光斑半峰值全寬度小于0.6微米；偏振分光、合光系統(tǒng)解決了雙光束同時刻錄及格式數(shù)據(jù)記錄問題；用激光束和象散法取出物鏡調(diào)焦誤差信號，并進(jìn)行調(diào)焦伺服控制，使光刻頭在最佳聚焦?fàn)顟B(tài)下進(jìn)行刻錄([2]，頁170)。

李：在電子學(xué)方面，有哪些單元技術(shù)的創(chuàng)新與突破？

王：電子學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新與突破主要體現(xiàn)在電子控制方面。為了使圓回轉(zhuǎn)系統(tǒng)的角速度穩(wěn)定精度達(dá)到5×10-6，我們采用了閉環(huán)機(jī)電伺服系統(tǒng)，“該系統(tǒng)運(yùn)用了高同步精度的數(shù)字鎖頻技術(shù)，系統(tǒng)的輸入量是計算機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)時鐘脈沖，反饋信號由與負(fù)載同軸的精密圓光柵提供”([2]，頁169)。除了閉環(huán)控制系統(tǒng)，在整機(jī)控制系統(tǒng)中，我們還有一個開環(huán)控制系統(tǒng)的執(zhí)行方案，它是靠機(jī)械傳動精度。由于這個機(jī)器的蝸輪、絲杠、導(dǎo)軌和空氣主軸精度極高，因此開環(huán)控制精度極高又工作穩(wěn)定，本裝備有兩套控制系統(tǒng)，所以它具有良好的運(yùn)行可靠性和靈活性。再加上“這個機(jī)器本身備有螺旋線軌跡間距的檢測系統(tǒng)，既可以檢查刻槽機(jī)出廠時的制造質(zhì)量，又可借助計算機(jī)進(jìn)行長圓雙向數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)處理，因而實(shí)現(xiàn)了用戶在刻錄光盤過程中的質(zhì)量監(jiān)控”([2]，頁170)。

李：在計算機(jī)方面，有哪些單元技術(shù)的創(chuàng)新與突破？

王：計算機(jī)是整臺刻槽機(jī)管理的神經(jīng)中樞。它的技術(shù)創(chuàng)新與突破主要體現(xiàn)在先進(jìn)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計以及軟件設(shè)計兩個部分?？傮w結(jié)構(gòu)設(shè)計方面，我們采用了大系統(tǒng)控制論中的遞階分級式控制方案。首先要在設(shè)計系統(tǒng)的過程中將比較復(fù)雜的大系統(tǒng)對象劃分為若干個小系統(tǒng)，并解除小系統(tǒng)之間的耦合，使它們之間相互獨(dú)立，以便能使用一般的最優(yōu)化設(shè)計方法，分別完成各個子系統(tǒng)的最優(yōu)化方案設(shè)計。然后，在局部最優(yōu)化的基礎(chǔ)上，考慮各個子系統(tǒng)之間的相互影響和相互耦合作用，使各個子系統(tǒng)之間協(xié)調(diào)起來，達(dá)到整個系統(tǒng)的最優(yōu)化[3]。根據(jù)這個原理，我們分解出了刻槽機(jī)系統(tǒng)控制功能塊、道間距數(shù)據(jù)采集功能塊、狀態(tài)的采集及判別功能塊和刻槽機(jī)精度檢測功能塊等。

軟件設(shè)計方面，我們采用了中斷方式進(jìn)行編程，主要解決了以下技術(shù)難題：(1)根據(jù)專用計算機(jī)的工作時序，完成了各中斷源的中斷優(yōu)先級排隊，實(shí)現(xiàn)了多級中斷的中斷嵌套[3]。(2)編寫程序則采用樹形結(jié)構(gòu)、菜單顯示，使系統(tǒng)計算機(jī)兩功能塊的銜接層次分明，一目了然，大大方便系統(tǒng)操作。

5 獎勵分享與科研團(tuán)隊建設(shè)

李：我們了解到該項目在1992年11月獲得了國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎(封三圖3)，這也是非常不錯的，當(dāng)時為什么沒有獲得一等獎呢？

王：我們當(dāng)時申請的是國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎，經(jīng)過了中間幾次評審之后，在最后一次評審會上，評委們跟我說：“老王啊，你們在這個項目中所達(dá)到的研制工作水平按理來說絕對能夠拿一等獎，但是目前來看這個項目只有社會效益，還沒有產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益(7)該項目成果雖然在當(dāng)時沒有得到快速應(yīng)用，但是它在“八五”期間完成了中試、傳遞和轉(zhuǎn)化，最終輻射給了生產(chǎn)企業(yè)，促進(jìn)了光盤技術(shù)產(chǎn)業(yè)化，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。資料顯示，為促進(jìn)成果商品化、商品產(chǎn)業(yè)化，當(dāng)時的國家計委在1994年批準(zhǔn)建立國家光盤工程研究中心。此后，我國制盤產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，成立了多個光盤制作公司，如：深圳先科激光電視有限公司，具備了以數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、母盤錄刻與盤片壓制全過程的生產(chǎn)能力，并且還準(zhǔn)備引進(jìn)磁光型可擦光盤盤片生產(chǎn)線；上海聯(lián)合光盤有限公司，年可生產(chǎn)250萬張CD盤，全部銷往國外；深圳天極光電技術(shù)實(shí)業(yè)股份有限公司，固定資產(chǎn)8500萬元，年產(chǎn)值1.2億，年利潤1000萬元；等等?？偟膩碚f，光盤伺服槽及預(yù)制格式刻劃機(jī)的成功研制促進(jìn)了我國“八五”制盤產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，加快了我國改革開放的步伐，從而推動經(jīng)濟(jì)高速增長，縮短了我國與其他大國的差距。詳見：戚其秀《中國光盤產(chǎn)業(yè)》，刊載于《多媒體世界》1994年第6期15—17頁。，所以我們只能給你們二等獎了?！庇捎谶@個原因，最終這個項目被評為了二等獎，而不是一等獎。

李：當(dāng)時只有10個獲獎人員的名額，那您是依據(jù)怎樣的原則進(jìn)行獲獎人員名單排序的？

王：我采取了一個非常民主的方式：按照所做貢獻(xiàn)的大小進(jìn)行不記名公開投票。

李：排序的具體情況是什么樣的？

王：首先，我把技術(shù)總體組的所有成員、專業(yè)組的所有組長以及每個研究組的一名群眾代表都組織在一起進(jìn)行不記名公開投票。投票的規(guī)則就是你覺得誰對這個項目作出的貢獻(xiàn)最大誰就排第一，誰貢獻(xiàn)第二大，誰就排第二，以此類推。最終在大家的見證下就有了一個人員名單排序。當(dāng)時有一個從蘇聯(lián)回來的博士研究員排在了第五名，我的助手張某某認(rèn)為他的貢獻(xiàn)沒有那么大，就說他怎么排在第五?。课艺f，這是大家公開投票的結(jié)果，不是我一個人決定的，不能改動。我這樣做就是為了公平，即使個別同事有意見，也得服從。

李：當(dāng)時國家給這個項目研究團(tuán)隊的獎金是多少？

王：就1萬元錢。

李：您是怎樣分配這1萬元錢獎金的？

王：首先，我們按要求分給了上海激光技術(shù)研究所3000元錢，我們長光所最終就只有7000元錢。當(dāng)時長光所有個政策，我們這個項目排序前幾位的人員可以享受3年津貼，津貼是40元/月，我主動跟其他幾位老同志商量說，這個項目有這么多年輕人在干活，我們每人都拿出10元的津貼分給這些年輕人，讓他們也受益。大家最后同意了我的意見，我們就相當(dāng)于每月拿了30元津貼，另外10元給了其他幾個優(yōu)秀的年輕人。其中，有一個碩士畢業(yè)的年輕人拿了20元津貼。

7000元獎金我們獲獎的幾個人一分錢也沒有拿，最終買了120件的確良襯衫，分給了所有參加光盤伺服槽及預(yù)制格式刻劃機(jī)的研究人員和參與研制的工人及管理人員，買襯衫剩下的獎金就給大家分了。所以最后的結(jié)果就是，該拿紅本的拿紅本(獎勵證書)，該拿津貼的拿津貼，該拿獎金的拿獎金，每人都拿到一件白襯衫，分配結(jié)果皆大歡喜，沒有任何人有意見。

李：組織一支100多人的研究團(tuán)隊，您是怎樣進(jìn)行隊伍建設(shè)的？

王：關(guān)于隊伍建設(shè)問題，我主要談?wù)勔韵缕唿c(diǎn)。第一點(diǎn)，作為總負(fù)責(zé)人，必須為團(tuán)隊做好研究計劃，在關(guān)鍵問題上要有主見，做好各種應(yīng)急準(zhǔn)備，具有較強(qiáng)的管理隊伍能力和操控事件發(fā)展的能力。第二點(diǎn)，作為總負(fù)責(zé)人，必須要有真本領(lǐng)，親自動手，不能只說不做。從理論方案到實(shí)地實(shí)驗(yàn)，從裝備調(diào)試到刷實(shí)驗(yàn)室地板油，我都全程參與，每天都是第一個進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室和最后一個離開實(shí)驗(yàn)室的人，我不能把自己當(dāng)做一個高高在上的領(lǐng)導(dǎo)者，而要實(shí)實(shí)在在地做事情。第三點(diǎn)，團(tuán)隊成員必須要學(xué)習(xí)新的知識，因?yàn)槲覀冞@個項目涉及了光、機(jī)、電、計等4個方面的技術(shù)，就拿我自己來說吧，我比較精通精密機(jī)械方面的技術(shù)，對光學(xué)、電子學(xué)、計算機(jī)懂得不多，所以我就必須通過學(xué)習(xí)對這三方面的技術(shù)有一定的了解。當(dāng)時我上了清華大學(xué)周明德教授的《計算機(jī)原理與操作》課，還與工農(nóng)兵學(xué)員出身的同志一起旁聽關(guān)于自動控制的課程，其他同志和我一樣也要進(jìn)行相關(guān)的學(xué)習(xí)。只有擁有豐厚的理論知識，才能在實(shí)際操作中獲得好效果。第四點(diǎn)，要制定一個明確的目標(biāo)，比如，當(dāng)時我們制定的內(nèi)部目標(biāo)就是要做到世界之最，技術(shù)上達(dá)到國外同等水平，我認(rèn)為這不是一個最好的目標(biāo)。第五點(diǎn)，集中專家的智慧來解決技術(shù)難題。畢竟我們當(dāng)時還是很年輕的，肯定不如老專家們經(jīng)驗(yàn)豐富。第六點(diǎn)，團(tuán)隊成員必須要按時完成任務(wù)。只有按時完成任務(wù)，整個研究才能繼續(xù)推進(jìn)，不然肯定不能在規(guī)定的時間內(nèi)完成。當(dāng)時我的一個副手沒有按時完成任務(wù)，我就問他原因，得知是他自身的原因不是技術(shù)問題之后，我就嚴(yán)肅批評了他，在按時完成任務(wù)方面我毫不留情面。第七點(diǎn)，研究經(jīng)費(fèi)要精打細(xì)算，我說的精打細(xì)算不是省，而是在購買儀器設(shè)備等需要花錢的時候要讓懂行的人去，用最少的錢買到最滿意的設(shè)備，不然到最后研究經(jīng)費(fèi)可能就不夠用了。

李：您用了哪些方法增加隊伍的凝聚力？

王：首先，要以身作則，下面的研究人員看到總負(fù)責(zé)人都是這樣腳踏實(shí)地干實(shí)事，那么他們就會覺得這個項目是有盼頭的，也就會死心塌地跟著你。其次，要善于聽取大家的心聲，讓他們覺得自己也是被重視的人，解決他們擔(dān)心的問題，讓他們能夠放心工作。最后，要出于公心，要善于調(diào)動大家的積極性，比如我前面談到的將自己的津貼拿出一部分分給年輕人，這樣大家都會勞有所獲，那么以后在工作中就會更加有勁頭。

致謝非常感謝王立鼎院士接受訪談，提供原始圖片及相關(guān)資料。