中國計(jì)量測試學(xué)會(huì)院士候選人推薦表

1、附件 1中國計(jì)量測試學(xué)會(huì)院士候選人推薦表被推選人基本信息姓名梅剛?cè)A性別男出生年月日（公歷）1955 年 12 月民族漢族出 生 地湖北省工作單位中國科學(xué)院武漢物理與數(shù)學(xué)研究所行政職務(wù)主任單位所屬部門、 省、自治區(qū)、 直轄市中國科學(xué)院單位通訊地址湖北省武漢市武昌小洪山西30 號(hào)單位所在地湖北省武漢市郵政編碼430071單位電話02787197190電子信箱mei專業(yè)或?qū)ｉL測試計(jì)量技術(shù)及儀器( 原子鐘技術(shù) )技術(shù)職稱研究員被推選人在科學(xué)技術(shù)方面的主要成就和貢獻(xiàn)梅剛?cè)A，原子鐘專家。為發(fā)展我國的星載原子鐘技術(shù)，提升我國空間信息系統(tǒng)建設(shè)能力和水平做出了重大貢獻(xiàn)。一、開創(chuàng)我國星載原子鐘研究，奠定我國星載原

2、子鐘研制技術(shù)基礎(chǔ)梅剛?cè)A早期從事原子鐘物理技術(shù)基礎(chǔ)研究。他從理論上揭示出，原子速度分布對(duì)原子光抽運(yùn)選態(tài)效果的影響可能高達(dá)百分之幾十（論文1）；發(fā)展了一種精確計(jì)算和測量原子束磁偏轉(zhuǎn)特性的方法，指出現(xiàn)有理論和技術(shù)存在明顯的缺陷（論文 2）；通過激光抽運(yùn)制備了布居數(shù)近乎完全反轉(zhuǎn)的銣原子體系（論文3）。這些工作深化了原子鐘設(shè)計(jì)理論，為他從事星載原子鐘研究打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。1996 年，承擔(dān)“九五”國防預(yù)研任務(wù)（附件4-1-1 ），主持國內(nèi)第一個(gè)星載原子鐘重大項(xiàng)目研究。通過近十年潛心攻關(guān)，全面突破了原子鐘精度、小型化、壽命、可靠性和衛(wèi)星環(huán)境適應(yīng)性關(guān)鍵技術(shù)。他發(fā)明的開槽管式微波腔（專利1），用一體化金屬感容結(jié)構(gòu)

3、實(shí)現(xiàn)了TE011 模振蕩，可利用小容積原子氣室產(chǎn)生高強(qiáng)度原子信號(hào)，開辟了用非標(biāo)準(zhǔn)腔替代傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)腔實(shí)現(xiàn)銣鐘高精度和小型化新途徑。解決了銣光譜燈光強(qiáng)穩(wěn)定性、壽命和真空過熱問題（專利2），打通了制約銣鐘壽命、可靠性和環(huán)境適應(yīng)性的瓶頸。提出了一種精密銣量測量方法（專利3），精度比國外技術(shù)高出5 倍以上，為星載銣鐘長壽命設(shè)計(jì)提供了關(guān)鍵數(shù)據(jù)。首創(chuàng)了以開槽管腔為核心的物理系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案（論文4,5 ），具備信噪比高、光頻移和溫度系數(shù)小的優(yōu)點(diǎn)。發(fā)展了一種低相噪微波鏈路技術(shù)（專利4），為實(shí)現(xiàn)高精度銣鐘提供了電子技術(shù)基礎(chǔ)。提出了精密泡頻控制技術(shù)（專利 5），避免了在銣鐘設(shè)計(jì)中使用數(shù)字器件，降低了在空間輻射環(huán)境中失效

4、的風(fēng)險(xiǎn)。2000 年研制出國內(nèi)第一臺(tái)星載銣鐘原理樣機(jī)（附件4-1-2 ），2005 年研制出電性能樣機(jī)（附件4-1-3）。上述工作形成了完整自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，使我國初步具備了星載原子鐘自主研制能力。二、研制兩代星載銣鐘，實(shí)現(xiàn)我國星載原子鐘技術(shù)從無到有、由有到強(qiáng)的跨越基于對(duì)原子鐘設(shè)計(jì)理論和空間應(yīng)用環(huán)境的理解，他提出了系統(tǒng)的星載銣鐘工程設(shè)計(jì)概念，包括高信噪比物理系統(tǒng)、低噪聲微波鏈、多層磁屏、多級(jí)溫控、適度導(dǎo)熱、全剛結(jié)構(gòu)、抗輻射加固等，形成了特色鮮明的工程設(shè)計(jì)方案。他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)，自行研制了包括真空試驗(yàn)測試系統(tǒng)（專利6）在內(nèi)的大量專用設(shè)備，建立了完整的技術(shù)規(guī)范和完備的質(zhì)量體系，將主要從事基礎(chǔ)研究的武漢物數(shù)所

5、打造成國內(nèi)唯一具備星載銣鐘整機(jī)設(shè)計(jì)和制造能力的單位。2006 年，研制出第一代星載銣鐘正樣產(chǎn)品，使我國星載鐘技術(shù)打破少數(shù)西方國家的技術(shù)壟斷和封鎖，實(shí)現(xiàn)從無到有的重大跨越。產(chǎn)品核心指標(biāo)天頻率穩(wěn)定度為 2 5 10-14 （論文 6），居國內(nèi)領(lǐng)先和當(dāng)時(shí)的國際先進(jìn)水平。2011 年，開始研制新一代星載銣鐘。通過進(jìn)一步改善微波場振蕩模式（論文7）和抽運(yùn)光光譜特性（論文8），大幅提升了原子信號(hào)信噪比；首創(chuàng)了一種先進(jìn)的倍頻鏈技術(shù)，將鎖頻環(huán)路噪聲降低了10dB 以上；系統(tǒng)地優(yōu)化了物理設(shè)計(jì)參數(shù)， 將環(huán)境因素對(duì)原子信號(hào)的干擾降低了一個(gè)數(shù)量級(jí)。第二代星載銣鐘產(chǎn)品體積、重量減小 1/4 ，天穩(wěn)為 3 10-15 （

6、論文 9），與目前世界上性能最好的美國GPS IIF 星載銣鐘處同一水平。最近，銣原子鐘短期穩(wěn)定度達(dá)到2.410-13/1/2 ，為目前世界最好結(jié)果（論文10）。這些工作標(biāo)志我國星載銣鐘技術(shù)實(shí)現(xiàn)由有到強(qiáng)的轉(zhuǎn)變，顯現(xiàn)出超越國外的潛力。三、星載銣鐘批量裝備多型號(hào)衛(wèi)星，為我國空間信息系統(tǒng)建設(shè)和性能提升做出重大貢獻(xiàn)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是大型時(shí)空信息基礎(chǔ)設(shè)施，廣泛用于導(dǎo)航定位、 數(shù)字通信、 智慧城市、 交通管理、大地勘測、作戰(zhàn)指揮、精確打擊、電子對(duì)抗等領(lǐng)域，對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國家安全意義重大。星載原子鐘是導(dǎo)航衛(wèi)星的心臟，對(duì)導(dǎo)航定位精度有決定性影響。2004 年，我國啟動(dòng)北斗二號(hào)衛(wèi)星工程（區(qū)域系統(tǒng)），星載原子鐘引進(jìn)

7、受挫，成為工程技術(shù)瓶頸。梅剛?cè)A團(tuán)隊(duì)研制的第一代星載銣鐘，突破了這一瓶頸。 產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)居國內(nèi)領(lǐng)先和國際先進(jìn)水平，批量裝備北斗二號(hào)衛(wèi)星 （附件 4-1-6 ），為 2012年建成北斗二號(hào)系統(tǒng)發(fā)揮了關(guān)鍵作用。目前我國正在建設(shè)北斗三號(hào)系統(tǒng)（全球系統(tǒng)），現(xiàn)已完成飛行試驗(yàn)，即將進(jìn)入衛(wèi)星組網(wǎng)階段。5 顆試驗(yàn)衛(wèi)星均裝備了梅剛?cè)A團(tuán)隊(duì)的新一代銣鐘，監(jiān)測數(shù)據(jù)表明其在軌性能與 GPSIIF 星鐘相當(dāng) （附件4-3-2 ），這對(duì)于我國在 2020 前后建成國際一流的北斗全球系統(tǒng)具有重要意義。6 臺(tái)星載銣鐘用于我國“實(shí)踐”十六號(hào)衛(wèi)星，顯著提升了衛(wèi)星對(duì)地面輻射源的分辨能力（附件 4-2-2 ）。最近， 星載銣鐘成功中標(biāo)我

8、國合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星工程項(xiàng)目（附件 5-5 ）。星載原子鐘的應(yīng)用，將顯著提升這種衛(wèi)星對(duì)地面目標(biāo)的成像效率和質(zhì)量。四、 提出北斗原子鐘發(fā)展戰(zhàn)略，建設(shè)國內(nèi)一流的原子鐘研發(fā)和高端人才培養(yǎng)基地衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)本質(zhì)上是一個(gè)星地一體化的精密時(shí)間產(chǎn)生、保持和測量系統(tǒng)，原子鐘為系統(tǒng)的核心。作為國內(nèi)知名的既熟悉設(shè)計(jì)理論又具備豐富工程經(jīng)驗(yàn)的原子鐘專家,梅剛?cè)A于2O10年受總裝備部聘任，擔(dān)任北斗系統(tǒng)重大專項(xiàng)衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)專家組成員，履行原子鐘首席專家職責(zé)，參與北斗三號(hào)系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)。他提出了由地面基準(zhǔn)鐘、地面守時(shí)鐘、星載鐘和應(yīng)用終端原子鐘組成的北斗原子鐘系統(tǒng)構(gòu)架， 提出了可支撐米、 分米和厘米級(jí)定位精度的北斗工程三代星地原子

9、鐘系統(tǒng)發(fā)展戰(zhàn)略，協(xié)助相關(guān)部門制定了發(fā)展路線圖，主持論證和制定了各類型原子鐘技術(shù)要求，協(xié)助專項(xiàng)辦公室開展項(xiàng)目管理（附件 4-4-4 ）。他于 2009年創(chuàng)建并一直領(lǐng)導(dǎo)的中科院原子頻標(biāo)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，現(xiàn)已發(fā)展為我國一流的原子鐘研發(fā)和高端人才培養(yǎng)基地。實(shí)驗(yàn)室除從事星載原子鐘研究外，還研制成功我國第一臺(tái)光頻原子鐘，精度進(jìn)入10-17 ，頻率數(shù)據(jù)兩次改寫國際測量精度，正致力于發(fā)展為新一代北斗地面基準(zhǔn)鐘；研制出我國第一臺(tái)芯片原子鐘，有望用于北斗系統(tǒng)應(yīng)用終端；他向科技部建議布局的國家 863 計(jì)劃專題項(xiàng)目超高精度空間原子鐘，實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵技術(shù)突破。三項(xiàng)科研成果入選“十二五”國家科技創(chuàng)新成就展和國防科技重大成果展。他

10、培養(yǎng)的博士研究生活躍在國內(nèi)外眾多原子鐘研究機(jī)構(gòu)，多人成長為主持科技部重大儀器專項(xiàng)、863 項(xiàng)目和國家重大專項(xiàng)項(xiàng)目的學(xué)術(shù)帶頭人。五、 學(xué)術(shù)成就卓著，產(chǎn)生了重要國內(nèi)外影響梅剛?cè)A學(xué)術(shù)成就卓著。在IEEE Trans.，Rev.Sci.Instrum.和物理學(xué)報(bào)等國內(nèi)外著名刊物發(fā)表論文 60 余篇，獲中、美專利授權(quán)10 件。獲國家科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)、國家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)、湖北省技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)和軍隊(duì)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)各1 項(xiàng)，中國專利優(yōu)秀獎(jiǎng)1 項(xiàng)，是國家科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)中唯一從事原子鐘研究的獲獎(jiǎng)人；被湖北省人民政府授予 “杰出專業(yè)技術(shù)人才” ，被總裝和國防科工局授予“北斗衛(wèi)星工程建設(shè)突出貢獻(xiàn)個(gè)人”。多次主持全國性時(shí)間頻率學(xué)術(shù)會(huì)議，兩任中國衛(wèi)星導(dǎo)航學(xué)術(shù)年會(huì)原子鐘分會(huì)主席。他兩次受邀在國際頂級(jí)原子鐘學(xué)術(shù)會(huì)議( “國際 IEEE 頻控會(huì)議和歐洲時(shí)頻會(huì)議聯(lián)合大會(huì)”和“歐洲時(shí)頻會(huì)議”) 作 40 分鐘特邀報(bào)告（附件5-12,5-13 ），是唯一獲此殊榮的中國學(xué)者。國家最高科技獎(jiǎng)獲得者、北斗