张书练——清华大学精密仪器与机械学系教授

张书练 ，男，河北武强人，清华大学本科、硕士毕业，清华大学精密仪器与机械学系、光电工程研究所、精密测试技术及仪器国家重点实验室教授、博士生导师。创建并主持清华大学激光技术及现代测量实验室。

张书练教授最具代表性的贡献是，与国内外同行一起创建了《正交偏振激光器的原理、现象及其应用》学术体系，并作出一系列独创性成就。这一成就包括器件原理提出和制造（ HeNe 双折射双频激光器和双折射－塞曼双频激光器），制造的器件物理特性发现（十几项），及这些器件物理特性在计量中的自传感应用（ HeNe 激光器纳米测尺，激光频率分裂法波片测量，激光回馈波片测量， Nd:YAG 微片激光器回馈纳米测量和共焦测量系统，等）。为建立这一体系，他的课题组用了25年时间，前后有8位教师，45个博士/硕士研究生参加。

张书练教授先后两次获国家技术发明二等奖，先后两次获教育部自然科学一等奖。出版专著《正交偏振激光原理》，合作出版教科书一部。发表论文250余篇，其中被SCI收录150余篇，他引约500次，其中有直接评论字段80个（截至2010年）。获90余项发明专利权。提出双折射激光和双折射－塞曼双频激光产生原理和多种激光精密测量仪器原理并仪器化，获应用。其中一项发明被建立为首个波片测量的标准。

教育背景:

1964.09—1970.03 清华大学精仪系 光学仪器 学士

1978.10—1981.03 清华大学精仪系 光学仪器 硕士

学术工作:

1970.03—1978.09 清华大学无线电系 教师

1989.12—1991.02 比利时布鲁塞尔自由大学普利高金研究所 访问学者

1981.04—1995.11 清华大学精仪系 讲师，副教授

1995.12— 清华大学精仪系 教授

1995.07—1995.10 德国Kassel大学 客座教授

1997.10—1998.03 韩国科学技术研究院 韩国Brain Pool访问学者

2007.02—2007.03 法国图卢兹理工大学 客座教授

管理工作 :

1991.3—1992.3 系人事科长

1992.4—1993.2 校科研处科长

1993.3—1993.9 校科研处代理副处长工作

1993.9—1994.2 清华大学精仪系代理副主任兼光电技术与仪器教研室主任

1994.9—1998.9 清华大学光电技术与仪器教研室主任

1993.8—2004.3 清华大学光电工程研究所所长（任所长期间，2002年教育部内、 2003年全国两度重点学科排队评估，清华大学光学工程学科均获第一名）

1997.2—2008 清华大学精密测量技术与仪器国家重点实验室主任。

学术兼职及社会任职 (Part-time Academic Job) ：

1、1994— 《激光技术》杂志编委。

2、1994— 《振动、测试与诊断》杂志编委。

3、2007— 中国光学学会光电子专业委员会常务委员、副主任委员。

4、2005— 中国计量测试学会高级会员、理事、几何量专业委员会副主任委员。

5、中国宇航学会光电技术专业委员会副主任。

6、SPIE高级会员。

7、OSA会员。

8、COS会员。

9、1997—2008 清华大学精密测试技术及仪器国家重点实验室主任11年。

10、1993—2004  兼任清华大学光电工程研究所所长11年。

11、2005— 北京交通大学 兼职教授。

12、2008— 浙江理工大学 兼职教授。

13、2010— 华南师范大学 兼职教授。

14、教育部和国家科技奖会评评委。

15、国家自然科学基金第十届工程与材料科学部专机评审组成员。

16、1994— 《红外与激光工程》杂志编委。

17、Opt.& Las in Eng、物理快报、物理学报、中国激光、光学学报、激光技术、中国机械工程、计量技术、清华大学学报、天津大学学报等学术刊物的审稿人或特约评审。

研究方向 (Research Area)：

激光器及精密测量仪器 （Lasers & Precision measuring instruments ），包括激光物理，激光器件，激光应用。近年来，特别集中精力于激光频率分裂和激光腔调谐，激光回馈，激光器在位移、光学内应力、光学波片、折射率测量中的应用，以及激光生命科学。

研究兴趣 (Research Area)：

主要研究兴趣包括正交偏振激光器的原理、器件及其在精密测量中的应用。

器件包括：双折射双频激光器，塞曼－双折射双频激光器等。

应用包括：激光自传感位移测量技术，可溯源的光学元件折射率测量原理和技术，光学元件相位延迟/内应力测量原理和技术，完全非接触纳米测量技术，层析成像技术等。

承担科研项目情况 (Projects)： 

主持了30余项科学研究项目，其中有3项重大和重点项目， 10余项国家攻关，国家自然科学基金，北京市重点项目。 

(1) 环形激光弱磁传感器（国家自然科学基金，清华基础研究基金）

(2) 激光检糖仪（机械部）

(3) 双折射双频激光器性能拓展研究（国家自然科学基金）

(4) 用环形激光进行角度传感的研究（国家自然科学基金）

(5) 用激光频率分裂技术提高激光功率研究（北京市自然科学基金）

(6) 光学波拍频号发生方法和器件研究（国家自然科学基金）

(7) 用激光反常色散进行纳米测量研究（国家科委基础研究项目）

(8) 用频率分裂激光器进行位移测量研究（国家教委重点项目）

(9) 输油沥青管在线测量系统（大庆石油管理局）

(10) 输油泡夹管激光在线质量测控系统（国家科委九五攻关项目）

(11) 频率分裂激光器调谐特性及其在微，纳米测量中的应用基础研究（曹光彪基金）

(12) 频率分裂激光器 o.e 光功率调谐特性及其在晶片测量和纳米定位 应用基础研究（国家自然科学基金）

(13) 基于激光频率分裂原理的压力计和振动测量技术研究（国家自然科学基金）

(14) 直升机挥舞角、扭摆角在位测量

(15) 巨大频差调谐的双频泵部激光器及其频率稳定技术研究

(16) 三激光束细胞操作系统及微光束对细胞作用的基础研究 ( 清华大学基础研究基金 )

(17) 中频差双频激光器物理原理 , 器件及频率稳定技术 ( 北京自然科学基金 )

(18) 光纤光栅波长移动线性测量方法及波分复用多点传感研究

(19) 激光回馈扫描共焦显微镜研究 ( 科技部仪器基金 )

(20) 激光频率分裂三项成果仪器化研究（国家自然科学基金）

(21) 用逆反镜腔提高双偏振激光量程和精度原理研究（国家自然科学基金）

(22) 双折射双频激光器系统和激光器测微仪的产品化及批试 ( 北京市科委科技项目 )

(23) " 逆向反射镜 " 激光腔理论及应用研究 ( 国家科教育部重点研究项目 )

(24) 双折射双频激光回馈扫描共焦显微镜原理研究 ( 教育部博士点基金 )

(25) 微片、双折射、塞曼 - 双折射、 LD 等四种双频激光器的双偏振光回馈效应及其扫描共焦显微原理研究 ( 清华大学基础研究基金 )

(26) 高大旋转体旋转角测量

(27) 纳微米精密测量溯源中的几项关键技术研究（国家自然科学基金 重大国际合作项目）

(28) Lcos 投影机 (CEC)

(29 ）激光正交偏振回馈效应及纳米回馈干涉技术研究（国家自然科学基金重点项目）

(30) 第三届纳微米测量学术交流项目（国家自然科学基金）

(31) 微片（型） Nd:YAG 激光器正交模偏振旋转的测角原理研究（国家自然科学基金）

(32) ：激光回馈法高灵敏度测量光学材料内应力原理研究（教育部博士点基金）

科研成果：

张书练教授最具代表性的贡献是，与国内外同行一起创建了《正交偏振激光器的原理、现象及其应用》学术体系，并作出一系列独创性成就。这一成就包括器件原理提出和制造（ HeNe 双折射双频激光器和双折射－塞曼双频激光器），制造的器件物理特性发现（十几项），及这些器件物理特性在计量中的自传感应用（ HeNe 激光器纳米测尺，激光频率分裂法波片测量，激光回馈波片测量， Nd:YAG 微片激光器回馈纳米测量和共焦测量系统，等）。为建立这一体系，他的课题组用了25年时间，前后有8位教师，45个博士/硕士研究生参加。

张书练教授出版专著《正交偏振激光原理》，先后两次获国家技术发明二等奖，发表论文250余篇，其中被SCI收录150余篇，他引291次（截至2010年），获90余项发明专利权，其中一项发明被建立为国内外首个波片测量的标准，发明的新型激光精密测量仪器包括：

1）双折射双频激光器、双折射-塞曼双频激光器；

2）激光器纳米测尺1型（632.8nm波长）、2型（1152nm波长）；

3）Nd:YAG微片激光回馈纳米干涉仪；

4）激光频率分裂波片测量仪；

5）激光回馈波片测量仪；

6）频率分裂、频差调谐、模竞争、正交偏振教学实验系统；等等。

主要成就：

 

一、概述

1、经过25年研究，率先在国内外创建了“正交偏振激光器、现象及其应用”学术体系。正交偏振激光器：由激光频率分裂技术使一个激光纵模（频率）分裂成两个；两个频率独有的特性是①间隔可调，②偏振态成90°，即正交。该特性成为发现激光效应的窗口和提出应用原理的基础。该科学成就可概括为以下四个层面：

（1）发明了激光器振荡频率的4种分裂方法；

（2）基于上述频率分裂方法，提出了两种双频激光器原理，并在技术上使之实现：双折射双频激光器，双折射-塞曼双频激光器（07年国家发明二等奖）；

（3）在上述激光器中，通过腔长调谐，系统性发现、揭示了15种现象（94年和06年各获教育部自然科学一等奖一项）；

（4）在上述发现的基础上，发明了9种应用在不同领域或方向上的精密计量仪器（仪器之一获2010年国家发明二等奖）。

上述四个层面 “形成了一个创新性的、从基础研究到应用研究的较为系统、完整的学术体系”。在发明的激光器中发现了一些规律，据这些规律制成仪器；仪器的研制成功及应用又反过来证明、体现了发现的正确性和价值。

2、以自己的研究结果为主要内容，张出版的《正交偏振激光原理》是世界上第一部系统论述正交偏振激光器的专著，揭示了该类激光器的整体面貌。已2印。周炳琨院士作序说“一些发明和发现将成为发展激光技术的典型事例”，“是激光实验技术上的重要发现和进步”，“成为激光原理的一个新部分”。

3、发表论文200余篇、 SCI收录120余篇，他引291次（截至2010年）。他人2本专著/教材各1节内容引自张的文章。获30余项发明专利权，其中24项已实施。9项激光器或仪器中有5项已应用或转产，实际应用证明了它们的不可替代的性能。一项发明被建立为国内外首个波片测量的标准。

4、《国家光学和光子学标准化技术委员会》审定张起草的波片测量标准意见：“为国家标准的建立奠定了理论和技术基础”，“该标准建立在激光频率分裂基础上，属国内外首次提出，能对现有各种波片相位延迟测量仪器进行校准，是一项原始创新性的工作，具有重大意义”。

其他鉴定评价：报奖前评审，德国W.Holzapfel教授，圣彼得堡ISMTII2009主旨报告邀请信等评价张的研究是“原创性、系统性、重要的成 果”，“张的团队在该科学前沿研究中扮演了主要的角色,在激光科学和测量技术两方面，做出了原创，系统，和重要的贡献”。“是国际上对此领域做出开创性贡 献的最重要课题组之一”。

美国光学学会邀请张在OPN上发文，编者按说：“传统思维只是把激光器看成光源。但…正交偏振激光器自身被用作传感器”。

在ISIST2008，ISPMM2008和ISMTII2009等国际会议上作大会主旨报告5次。作大会副主席、主持分会、作特约报告14次。

二、《正交偏振激光器及现象应用》内容的描述

1、正交偏振激光器原理及技术发明(07年获国家二等奖)

国内外塞曼双频激光应用了四十年，因其频差小于3兆赫兹（频差再大功率下降到原来的1/10），限制了双频激光干涉仪的测速，成为集成电路、数控机床等设备中测量效率进一步提高的瓶颈。张的原理突破了这一限制。

（1）提出了双折射双频激光器原理：置晶体石英片于激光腔内、或他发明的应力激光腔镜（镜基片内表面高透射外表面高反射、其上加外力或在外表面打孔引入内 应力），从而导致一个激光频率分裂成两个即双频，两频率的偏振正交，且频率差正比于晶片或应力的双折射。此激光器可输出大于40兆赫兹频差。

（2）提出了双折射-塞曼双频激光器原理：在一支激光器上使用应力腔镜产生双频，同时又加横向磁场减弱模竞争、使频差1兆赫兹到几百兆赫兹的两频率都能振荡。

德、台及大陆购买应用，国内外同行普遍认同。

2、正交偏振激光器腔调谐物理规律发现(94年和06年各获教育部自然一等奖一项)

之前，无法观察激光器小于一个纵模间隔的两频率间的竞争；没人确切知道有光回馈时激光各模间相互作用。张用正交偏振这一把钥匙破解这两个原本不相干的激光 物理难题。思路：①改变正交偏振激光腔内双折射强度产生小频差，发生强烈或中度模竞争，②用偏振分光镜把偏振正交的两频率分开传播、分别探测，③在改变激 光腔长（调谐）中比较两频率的强度/位移曲线的幅度、形状和位相，获得规律。

研究了包括氦氖、微片Nd:YAG和面发射半导体这三种重要的毫瓦激光器；使用了三种调谐方式：内腔调谐、回馈腔调谐和内外腔同时调谐。

研究结果首次清晰、系统地得出正交偏振激光器物理特性的全貌，“成为激光理论的重要部分”。

（1）腔调谐中光呈偏振态的三种组合（只⊥光振荡；⊥光和∥光同时振荡；只∥光振荡）。已研制成仪器。

（2）频差小于40兆赫兹，HeNe激光模间强烈竞争发生，两频率之一熄灭；大于40兆赫兹，两频率一起振荡。

（3）波片在外腔45度放置，回馈镜调谐，⊥光和∥光位相差为波片位相差的2倍。已研制成仪器。

（4）波片平行放置于外腔，回馈镜调谐，偏振跳变发生且一光强条纹周期中两偏振态占据宽度和波片的位相延迟成比例。已研制仪器。

（5）双折射在内腔且外腔弱回馈，强模竞争区外，⊥光和∥光位相差等于相对腔长和相对频率分裂量的乘积。

(6)凹面镜高阶强回馈形成纳米宽度的光学条纹。

作为第一获奖人，张因这些现象获得94年国家教委科技进步（甲类）一等奖和06年高等学校科学技术奖(自然科学)一等奖。题目分别是：“激光器纵模分裂原理，现象及其在激光物理和计量学中的应用基础研究”，“正交偏振激光器腔调谐特性”。

3、正交偏振激光器自传感测量技术系列发明

传统精密计量中，激光器仅被看成光源。张把观察到的上述现象延伸成原理，使正交偏振激光器演变成9种传感器。激光器自身就是仪器。篇幅所限，只列6项，其中4项已应用或转产。

（1）微小内应力和波片位相延迟测量

① 应用激光频率分裂的概念于材料微小内应力和波片测量 (获2010年国家二等奖)。 提出了激光频率分裂位相延迟测量原理并仪器化。该仪器是国内外唯一溯源到光波长的内应力和波片测量方法。传统仪器精度1度，张仪器的精度2分。能测量出传 统设备不能测得的微小内应力，成为对光学相位延迟测量仪器进行标定的不可替代的设备：为华科的质检仪器做评定，为福晶测量波片和晶体，为618所测定工艺 引起的内应力作为工艺改进的依据。国家光标委已评审通过，将其建为世界上第一个光学波片测量的标准。618所和成都工具所分别购买了该仪器。

② 利用自己观察到的规律形成激光回馈波片位相差测量原理并仪器化。在线测量精度λ/1000。为某所标定了德国进口的两台光位相补偿器。该技术已转让给福晶批产。

（2）纳米位移及形貌测量

研究成一系列互为补充的纳米级和纳米精度的位移及形貌测量仪器。只列4项。

① 根据2中的现象（1）等激光物理规律研制成了激光器纳米测尺。该仪器精度比传统的电感、光栅高1～2量级。该技术已转让给福晶批产。

②利用微片激光器回馈对光强的极高敏感性及采用准共路等技术，研制成了Nd:YAG微片激光回馈干涉仪。在国内外率先实现以极高的分辨率（1nm）测量极 低反射率（10－7）目标的位移。有6台已提供给合肥工大和华中科技大学863项目应用。

③ 把Nd:YAG微片激光回馈、准共路外差测相、共焦探测三者结合在一起，发明了激光共焦回馈形貌测量技术。测量弱反射表面台阶和形貌的分辨率高达2nm

④基于Nd:YAG微片激光对散射光的回馈，发明了新原理的层析技术。测量深度：传统方法3mm，张的原理6mm。

 

发明专利专利约90余项，其中获美国专利2项。

国际专利：

1. Shulian Zhang、Sen Yang、Minxian Wu、Kuofan Jin，Quartz crystal tuning HeNe double frequency laser,专利号：USA 005091913A ,申请日：1990年4 月10日，授权日1992年2月25日

2. 张书练、李岩、丁迎春、朱钧，USA专利United States Patent Application For A Frequency Splitting He-Ne Laser Micrometer，Attorney Docket No.: I2003270E-US.

国内发明专利：

1	专利名称	发明人	申请人	来源数据	申请日	公开日
1	声音识别系统及声音识别方法	谈宜东;张书练	清华大学	中国专利	2015-05-12	2015-11-25
2	一种光学材料应力测量系统	谈宜东;牛海莎;张书练;李继扬	清华大学	中国专利	2015-07-13	2015-11-11
3	正交偏振激光回馈干涉仪	张书练;张韶辉;谈宜东	清华大学	中国专利	2015-06-03	2015-09-23
4	光学材料折射率的测量系统及测量方法	张书练;徐玲;谈宜东	清华大学	中国专利	2015-04-30	2015-07-29
5	液体折射率的测量系统及测量方法	谈宜东;徐玲;张书练	清华大学	中国专利	2015-04-07	2015-07-01
6	一种材料膨胀系数的测量系统	张书练;郑发松;谈宜东	清华大学	中国专利	2014-09-15	2014-12-10
7	一种全固态单纵模黄光激光器	李小丽;谈宜东;张书练	清华大学	中国专利	2013-11-28	2014-03-05
8	一种全固态单纵模黄光激光器	李小丽;谈宜东;张书练	清华大学	中国专利	2013-11-28	2014-03-05
9	一种基于偏振光回馈的激光偏振态控制方法	张书练;吴云;谈宜东;李岩	清华大学	中国专利	2013-06-25	2013-10-02
10	激光回馈干涉仪	张书练;张松;谈宜东	清华大学	中国专利	2013-05-08	2013-09-11
11	透明介质折射率的测量装置及测量方法	张书练;张鹏;刘维新;徐玲	清华大学	中国专利	2013-05-13	2013-09-04
12	固体激光回馈干涉仪	谈宜东;张永芹;张书练;张松	清华大学	中国专利	2013-04-16	2013-08-07
13	同时测量双折射元件厚度及折射率的测量方法	张书练;陈文学;谈宜东	清华大学	中国专利	2013-03-13	2013-07-10
14	转动角度的测量方法	张书练;陈文学;谈宜东	清华大学	中国专利	2013-03-13	2013-07-03
15	双折射元件光轴的测量方法	张书练;陈文学;谈宜东	清华大学	中国专利	2013-03-13	2013-07-03
16	固体激光加速度计	丁金运;张书练	清华大学	中国专利	2013-01-09	2013-05-22
17	基于正交偏振固体激光的应力和双折射测量仪及测量方法	丁金运;张书练	清华大学	中国专利	2013-01-19	2013-05-22
18	位移测量系统	张书练;曾召利;李岩	清华大学	中国专利	2013-01-21	2013-05-22
19	位移测量方法	张书练;牛海莎;谈宜东	清华大学	中国专利	2013-01-30	2013-05-22
20	透明介质折射率的测量装置及测量方法	张书练;张鹏;刘维新;徐玲	清华大学	中国专利	2012-11-30	2013-05-15
21	位移测量系统	张书练;曾召利;谈宜东;李岩	清华大学	中国专利	2012-12-29	2013-05-01
22	透明介质折射率的监测装置及监测方法	张书练;张鹏;徐玲;刘维新	清华大学	中国专利	2012-11-30	2013-04-03
23	透明介质折射率的测量装置及测量方法	谈宜东;张鹏;张书练;牛海莎	清华大学	中国专利	2012-11-30	2013-03-27
24	一种高增益激光位移传感器的偏振混叠方法	张书练;牛海莎;谈宜东;李岩;牛燕雄	清华大学	中国专利	2012-09-04	2012-12-19
25	一种氦氖双频激光器频差产生和赋值方法	张书练;朱守深;李岩	清华大学	中国专利	2012-08-03	2012-11-14
26	一种基于金属波纹管的氦氖激光器	张书练;吴云;谈宜东;李岩	清华大学	中国专利	2012-07-18	2012-10-31
27	透明介质折射率的测量装置及测量方法	张书练;张鹏;谈宜东	清华大学	中国专利	2012-06-20	2012-10-17
28	位相延迟的检测方法及检测装置	谈宜东;张鹏;张书练	清华大学	中国专利	2012-06-20	2012-10-17
29	一种内置腔氦氖激光器	朱守深;张书练;苏华钧;何友生	清华大学	中国专利	2012-06-13	2012-10-03
30	一种波片加工过程中用于消除光学干涉效应的装置	张书练;陈文学	清华大学	中国专利	2012-06-04	2012-10-03
31	一种光学元件各向异性检测装置	张书练;陈文学	清华大学	中国专利	2012-03-27	2012-07-25
32	一种基于外腔调制稳频的激光回馈位移测量方法及系统	张书练;曾召利;谈宜东;李岩	清华大学	中国专利	2012-01-10	2012-07-11
33	基于压电陶瓷开环调制的位移测量方法	张书练;赵正启;谈宜东;李岩;牛海莎	清华大学	中国专利	2011-10-26	2012-06-20
34	一种基于微片激光器回馈干涉仪的位移数据处理方法	张书练;张松;任舟;谈宜东	清华大学	中国专利	2011-10-13	2012-06-20
35	波片位相延迟量测量方法及光胶盘	张书练;陈文学;李浩昊;赵子英	清华大学	中国专利	2011-09-30	2012-06-20
36	激光回馈光学元件位相延迟在盘检测装置	张书练;李浩昊;陈文学	清华大学	中国专利	2011-09-30	2012-06-20
37	一种同时输出多束激光的单片Nd：YAG激光器	张书练;张松;谈宜东	清华大学	中国专利	2011-09-16	2012-04-11
38	一种完全共路式微片激光器回馈干涉仪	谈宜东;任舟;张松;张书练	清华大学	中国专利	2011-09-19	2012-04-11
39	一种He-Ne激光器双折射外腔回馈位移测量系统	张书练;吴云;谈宜东;李岩	清华大学	中国专利	2011-04-21	2011-11-23
40	位相正交双频激光回馈位移测量系统	张书练;曾召利;李岩	清华大学	中国专利	2011-03-02	2011-08-17
41	输出波长稳定的半导体泵浦全内腔微片激光器	谈宜东;张亦男;张书练	清华大学	中国专利	2010-05-31	2010-10-27
42	基于激光回馈的光学元件微小位相延迟测量装置	费立刚;张书练	清华大学	中国专利	2009-09-24	2010-02-17
43	一种产生多种矢量光束的系统	胡朝晖;张书练;贾惠波	清华大学	中国专利	2009-08-06	2009-12-30
44	1152nm波长氦氖激光器纳米测尺	张书练;赵正启	清华大学	中国专利	2009-01-09	2009-06-24
45	双频He-Ne激光器光回馈测距仪	张书练;谈宜东	清华大学	中国专利	2008-04-18	2008-09-10
46	基于打孔应力调节的双折射-双频激光器	张书练;周鲁飞	清华大学	中国专利	2008-04-18	2008-09-10
47	一种金属膜及其制造方法	王佳;许吉英;王庆艳;郝凤欢;张书练	清华大学	中国专利	2007-12-29	2008-07-09
48	一种产生近场纳米光束的装置	王佳;王庆艳;张书练	清华大学	中国专利	2007-12-29	2008-07-09
49	硅球表面氧化层形貌测量机构	张继涛;李岩;张书练	清华大学	中国专利	2007-12-07	2008-05-21
50	稳频的频差可调的双频激光器回馈纳米测尺	张书练;崔柳	清华大学	中国专利	2007-10-18	2008-03-05
51	可溯源测量任意波片位相延迟的方法和装置 申请号:200710099960.8	张书练;刘维新	清华大学	中国专利	2007-06-01	2007-10-17
52	双折射外腔回馈位移测量系统 申请号：200710064456.4.	张书练;谈宜东	清华大学	中国专利	2007-03-16	2007-08-22
53	准共路式微片激光器回馈干涉仪 申请号：200710062859.5	张书练;万新军	清华大学	中国专利	2007-01-19	2007-07-25
54	激光共焦回馈显微测量装置 申请号：200610114088.5	张书练;万新军	清华大学	中国专利	2006-10-27	2007-04-11
55	利用外差干涉法对激光波长进行测量的方法及装置	李岩;王昕;张书练	清华大学	中国专利	2006-06-02	2007-01-10
56	扩束的强光折叠回馈位移测量系统 申请号：200610088846.0.	张书练;毛威	清华大学	中国专利	2006-07-20	2007-01-03
57	一种基于猫眼腔镜损耗调节的激光横模演示系统	张书练;周鲁飞;任成	清华大学	中国专利	2006-06-16	2006-11-15
58	基于频率闭锁双频激光器的激光回馈位移传感器 申请号：200610012143.X.	张书练;毛威	清华大学	中国专利	2006-06-07	2006-10-25
59	利用外差干涉法对激光波长进行测量的方法及装置	李岩;王昕;张书练	清华大学	中国专利	2006-04-28	2006-10-11
60	弹性加力的应力双折射-双频激光器 申请号：200510086785.X	张书练;周鲁飞	清华大学	中国专利	2005-11-04	2006-05-17
61	猫眼折叠腔位移自传感氦氖激光器系统 申请号：200510086679.1	许志广;张书练;李岩	清华大学	中国专利	2005-10-21	2006-03-15
62	激光回馈波片测量装置 申请号:CN200510012000.4.	张书练;费立刚	清华大学	中国专利	2005-06-24	2005-12-21
63	能输出光强稳定的两垂直偏振光的HeNe激光器 申请号:200510011383.3.	刘刚;张书练;朱钧;李岩	清华大学	中国专利	2005-03-04	2005-09-21
64	基于Zeeman-双折射双频激光器的光回溃测距仪 申请号:200510011514.8.	刘刚;张书练	清华大学	中国专利	2005-04-01	2005-09-07
65	具有方向识别功能的自混合干涉HeNe激光位移传感器 申请号:200510011358.5.	刘刚;张书练;朱钧;李岩	清华大学	中国专利	2005-02-25	2005-08-17
66	激光回馈纳米位移测量装置 专利号:ZL 200510011258.2	张书练;费立刚	清华大学	中国专利	2005-01-26	2005-08-03
67	基于双频激光器的自混合干涉位移传感器 专利号:200410009261.6	刘刚;张书练;朱钧;李岩	清华大学	中国专利	2005-01-21	2005-07-27
68	纳米激光器测尺及实现纳米测量的细分方法 专利号：ZL 200410088819.4	杜文华;张书练;李岩	清华大学	中国专利	2004-11-05	2005-04-06
69	猫眼腔氦氖激光器 ,申请号：200410009696.0	张书练;许志广;李岩;杜文华	清华大学	中国专利	2004-10-22	2005-03-30
70	基于双频激光器的自混合干涉多普勒测速仪 申请号:200410009261.6.	刘刚;张书练;朱钧;李岩	清华大学	中国专利	2004-06-25	2005-03-16
71	频率分裂与模竞争教学实验激光器系统 专利号：ZL 200410062257.6	张书练;韩艳梅;宗晓斌;李岩;徐俊澄;杜文华	清华大学	中国专利	2004-07-02	2005-03-02
72	高精度测量波片位相延迟的方法及其装置 申请号：200310117382.8	张书练;宗晓斌;张毅;韩艳梅	清华大学	中国专利	2003-12-12	2004-11-17
73	以猫眼作腔镜的位移自传感HeNe激光器系统 申请号：200310115540.6	张书练;杜文华;李岩	清华大学	中国专利	2003-11-28	2004-11-17
74	一种反射式液晶显示光机	朱钧;张书练	清华大学	中国专利	2003-10-31	2004-10-27
75	反射式液晶显示光机	朱钧;张书练	清华大学	中国专利	2003-06-24	2004-10-20
76	反射式液晶立体投影光机	朱钧;张书练	清华大学	中国专利	2003-06-24	2004-08-04
77	反射式液晶显示光机	朱钧;张书练	清华大学	中国专利	2003-10-31	2004-07-21
78	斜方棱镜三色合/分光引擎投影机	张书练、朱钧、李岩	清华大学	中国专利	2001-05-02	2003-12-24
79	反射式液晶显示光机 申请号：03137757.2	朱钧;张书练	清华大学	中国专利	2003-06-24	2003-12-10
80	频率分裂氦－氖激光回馈自混合非接触测微仪 申请号：02120797.6	张书练;李岩;丁迎春;朱钧	清华大学	中国专利	2002-05-31	2002-11-13
81	双折射膜双频激光器 申请号：02120798.4	张书练;朱钧;刘静华;李岩	清华大学	中国专利	2002-05-31	2002-11-13
82	二维施力方式的塞曼双折射双频激光器 专利号：01268038.9	张书练;肖岩;李岩;朱钧;徐俊澄	清华大学	中国专利	2001-10-31	2002-08-14
83	频率差稳定的塞曼双折射双频激光器及其频率差稳定方法专利号：ZL 01134338.9	张书练;肖岩;李岩;朱钧;徐俊澄	清华大学	中国专利	2001-10-31	2002-04-10
84	液晶显示投影机 专利号：ZL 01120137.1	张书练;朱钧;李岩;金国藩	清华大学	中国专利	2001-07-06	2002-01-09
85	没有频差闭锁的双折射双频激光器及其频差精度控制方法专利号：ZL 99103513.5	张书练;韩艳梅;金玉叶;李岩;郭继华;金国藩	清华大学	中国专利	1999-04-02	1999-10-27
86	位移自传感氦氖激光器系统及其实现方法 专利号：ZL 199103514.3	张书练;李岩;韩艳梅;傅杰;金国潘	清华大学	中国专利	1999-04-02	1999-10-27
87	金属基体表面非金属涂层厚度非接触测量方法及其装置申请号：98117742.5	李岩;张玲香;张书练;韩艳梅	清华大学	中国专利	1998-09-04	1999-02-10
88	一种可调谐的中频差氦-氖双频激光器 专利号：ZL 98117756.5	张书练;韩艳梅;金玉叶;李岩	清华大学	中国专利	1998-09-08	1999-02-10
89	应力双折射双频激光器 专利号：ZL 197120293.1	张书练;韩艳梅;李岩	清华大学	中国专利	1997-11-14	1998-06-10
90	高精度激光腔变位移/折射率测量方法及其装置 专利号：93114899	张书练;金国藩	清华大学	中国专利	1993-11-26	1995-05-31
91	激光纵模分裂角度传感器	张书练	清华大学	中国专利	1991-12-12	1993-06-23
92	激光纵模分裂力／重量传感器	张书练	清华大学	中国专利	1991-12-12	1993-06-23
93	石英晶体调谐He－Ne双频激光器 专利号：88221515.9	张书练;杨森;邬敏贤;金国藩	清华大学	中国专利	1988-12-31	1990-02-21
94	一种家用煤气燃烧器定时自关装置	张书练;冯铁荪;徐勇	清华大学	中国专利	1986-04-15	1987-01-21
95	环形激光磁力仪	张书练;冯铁荪;田千;邹大挺	清华大学	中国专利	1985-04-01	1986-07-30
96	激光检糖仪	张书练;冯铁荪;胡向东	清华大学	中国专利	1985-04-01	1985-12-20

 

发表论文近250余篇，其中被SCI收录150余篇。出版专著1部，和教科书1部。五次任国际学术会议专题合作主席，受SPIE委托编辑SPIE国际会议论文集2部。

出版专著：

1、英文专著《Orthogonal Polarization in Lasers ：phenomena and engineering applications 》( Wiley 出版社和 Tsinghua 联合出版，2013.8中国大陆外发行，2014.3中国大陆内发行，是世界上首部关于激光正交偏振的英文书）。 

2、 《应用激光基础》，李士杰，张书练，浙江大学出版社，1994年12月。

3、《正交偏振激光原理》， 张书练 著，清华大学出版社，2005年1月。

4、《激光器的正交偏振》，张书练，(德)霍尔察普费尔著，清华大学出版社，2014年2月。 

发表期刊论文：

 2015年

1 Microstructure measurement based on frequency-shift feedback in a-cut Nd:YVO_4 laser 王伟平; 谈宜东; 张书练; 李岩 Chinese Optics Letters 2015/12

2 Dynamical properties of total intensity fluctuation spectrum in two-mode Nd:YVO_4 microchip laser 优先出版 张韶辉; 张书练; 谈宜东; 孙利群 Chinese Physics B 2015/12

3 机械制造和精密计量专家梁晋文 张书练 中国计量 2015/10

4 激光强回馈系统的动态调制稳频技术 曾召利; 张书练 红外与激光工程 2015/05

2014年

5 基于扭转模腔的全固态单纵模拉曼黄光激光器设计 李小丽; 谈宜东; 杨昌喜; 张书练 光学学报 2014/12

6 Non-contact angle measurement based on parallel multiplex laser feedback interferometry 张松; 谈宜东; 张书练 Chinese Physics B 2014/11

7 激光回馈引起的微片Nd:YAG激光器频差调制 张松; 谈宜东; 张书练 物理学报 2014/10

8 全内腔He-Ne激光器开机光强调谐曲线及激光器性能 朱守深; 刘维新; 张书练 红外与激光工程 2014/04

9 HeNe双频激光器频差的激光内雕赋值法 朱守深; 张书练; 刘维新; 牛海莎 物理学报 2014/06

10 基于激光回馈效应的纳米计量系统 曾召利; 张书练; 谈宜东 光电子.激光 2014/03

2013年

11 Method for in situ calibration of multiple feedback interferometers 谈宜东; 曾召利; 张书练; 张鹏; 陈浩 Chinese Optics Letters 2013/10

12 Nd∶YAG微片激光回馈干涉仪 张永芹; 张松; 邓勇; 张书练 中国激光 2013/03

13 宽频带空间光外差信号采集系统 任成; 杨星团; 张书练 清华大学学报(自然科学版) 2013/01

2012年

14 Self-mixing interferometry based on nanometer fringes and polarization flipping 曾召利; 张书练; 朱守深; 陈文学; 李岩 Chinese Optics Letters 2012/12

15 微片Nd∶YAG双频激光器腔调谐现象研究 任成; 杨星团; 张书练 应用光学 2012/06

16 猫眼腔激光器光束合成轴对称线偏振矢量光束 肖保玲; 胡朝晖; 周哲海; 张书练; 杨洁; 王晓玲; 祝连庆 激光与光电子学进展 2012/11

17 精密测量中的纳米计量技术 曾召利; 张书练 应用光学 2012/05

18 Semi-classical theory and experimental research for polarization flipping in a single frequency laser with feedback effect 陈文学; 张书练; 张鹏; 曾召利 Chinese Physics B 2012/09

19 基于双频微片激光器回馈效应的多普勒测速技术研究 张鹏; 张书练; 曾召利 计测技术 2012/03

20 激光频率分裂与模竞争实验系统构建 朱昊; 曹良才; 张书练; 胡朝晖; 任舟 实验技术与管理 2012/05

21 LD泵浦Nd∶YAG微片激光器异常强度噪声研究 任成; 张书练 应用光学 2012/03

22 Polarization modulation in single-frequency He-Ne laser with an anisotropy feedback cavity 陈文学; 张书练; 龙兴武 Chinese Optics Letters 2012/05

23 Displacement sensor based on polarization mixture of orthogonal polarized He-Ne laser at 1.15μm 赵正启; 张书练; 张鹏; 曾召利; 谈宜东; 李岩 Chinese Optics Letters 2012/03

24 Cavity tuning characteristics of orthogonally polarized dual-frequency He-Ne laser at 1.15 μm 赵正启; 张书练; 谈宜东; 李岩 Chinese Optics Letters 2012/02

25 用于全内腔微片激光器稳频的温度控制系统 张亦男; 谈宜东; 张书练 红外与激光工程 2012/01

2011年

26 采用Nd:YAG微片激光器的激光回馈干涉仪的研制 张松; 张书练; 任舟 红外与激光工程 2011/10

27 基于激光回馈的波片在盘位相延迟测量系统 李浩昊; 张书练; 谈宜东; 李岩 应用光学 2011/05

28 正交偏振双纵模激光器腔调谐物理效应 张书练 激光与光电子学进展 2011/05

2010年

29 Ren Cheng, Tan Yidong, Zhang Shulian, “Polarization switching in a quasi-isotropic microchip NdYAG laser induced by optical feedback”, Chinese Physics B., 19(2), 024206(1-6), 2010.

30 Z. Ren, Y.-D. Tan, X.-J. Wan, S.-L. Zhang, “Steady State Response of Optical Feedback in Orthogonally Polarized Microchip Nd:YAG Laser Based on Optical Feedback Rate Equation”, Applied Physics B: Lasers and Optics, Vol. 99, No. 3, 2010. 

31 Nd:YAG微片激光力传感器横截面上的频差分布 丁金运; 张连清; 张书练; 冯其波 北京交通大学学报 2010/03

32 正交偏振激光角度测量技术综述 任成; 谈宜东; 张书练 光学技术 2010/02

33 Distortion of optical feedback signals in microchip Nd:YAG lasers subjected to external multi-beam interference feedback 谈宜东; 张书练; 任舟; 任成; 张亦男 Chinese Physics B 2010/03

34 激光频率分裂测波片的误差分析和实验评价 刘维新; 张书练; 丁铭; 谈宜东 光电工程 2010/02

35 Polarization switching in a quasi-isotropic microchip Nd:YAG laser induced by optical feedback 任成; 谈宜东; 张书练 Chinese Physics B 2010/02

2009年

36 Ren Cheng, Tan Yidong, Zhang Shulian, “External-cavity birefringence feedback effects of microchip Nd:YAG laser and its application in angle measurement”, Chinese Physics B. 18(8), 3438-3443, 2009.

37 Ren Cheng, Tan Yidong, Zhang Shulian, “Diode-pumped dual-frequency microchip Nd : YAG laser with tunable frequency difference”, Journal of Physics D: Applied Physics, 42(15), 155107(1-6), 2009.

38 高分辨率双频激光回馈的位移测量方法 张立; 吴云; 周鲁飞; 张书练 北京交通大学学报 2009/06

39 布里渊散射分布式光纤传感器研究热点跟踪 任成; 张书练 激光技术 2009/05

40 External-cavity birefringence feedback effects of microchip Nd:YAG laser and its application in angle measurement 任成; 谈宜东; 张书练 Chinese Physics B 2009/08

41 各向异性外腔微片Nd:YAG激光器调频回馈研究 任成; 张书练 物理学报 2009/06

42 波段外脉冲激光对锗透镜热冲击效应的数值与实验研究 牛燕雄; 姜楠; 张书练; 张雏; 黄峰; 张鹏; 杨海林; 陈燕 光子学报 2009/06

43 多脉冲激光对碳纳米管悬浮液光限幅特性影响 牛燕雄; 杨海林; 张书练; 沈学举; 张鹏; 姜楠; 陈燕; 王龙 光子学报 2009/04

44 纳米级分辨率双频激光回馈位移测量系统 张立; 周鲁飞; 谈宜东; 张书练 电子测量与仪器学报 2009/04

45 基于金属表面等离子激元控制光束的新进展 王庆艳; 王佳; 张书练 光学技术 2009/02

46 正交线偏振激光器及其在精密测量中的新应用 张书练; 谈宜东 光电工程 2009/03

47 Anisotropic optical feedback of single frequency intra-cavity He-Ne laser 周鲁飞; 张斌; 张书练; 谈宜东; 刘维新 Chinese Physics B 2009/03

2008年

48 Jinyun Ding, Qibo Feng, Lianqing Zhang, and Shulian Zhang, “Laser frequency splitting method for high-resolution determination of relative stress-optic coefficient and internal stresses in Nd:YAG crystals”, Applied Optics, Vol. 47, 5631-5636, 2008.

49 W. Liu, M. Liu, S. Zhang, “Method for the measurement of phase retardation of any wave plate with high precision”, Applied Optics, Vol. 47, 5562-5569, 2008.

50 Tan Yidong, Zhang Shulian, “Alignment-free He–Ne laser with folded cavity”, Optics and Lasers in Engineering, Vol. 46, Issue 8, 578-581, 2008.

51 Liu Cui, Shulian Zhang, Wan Xin-Jun, “Intensity modulation characters of orthogonally polarized HeNe lasers with different optical feedback level”, Chinese Physics B, Vol. 17, No. 2, 644-648, 2008.

52 Z. Ren, D. Li, X. Wan, S. Zhang, “Quasi-Common-Path Microchip Laser Feedback Interferometry with a High Stability and Accuracy”, Laser Physics, Vol. 18, No. 8, 2008.

53 REN Zhou, TAN Yi-Dong, WAN Xin-Jun, LI Duo, ZHANG Shu-Lian, “Microchip Laser Feedback Interferometer with an Optical Path multiplier”, Chinese Physics Letters, Vol. 25, No. 11, 2008.

54 L.-F. Zhou, S.-L. Zhang, Y. Huang, H. Guo, “Zeeman-Birefringence He–Ne Dual-Frequency Lasers Based on Hole-Drilling Birefringence in a Cavity Mirror”, ISSN 1054-660X, Laser Physcis, Vol. 18, No. 12, 2008.

55 激光回馈波片位相延迟测量的误差源及消除方法 刘名; 张书练; 刘维新 应用光学 2008/06

56 弹性加力中频差He-Ne塞曼-双折射双频激光器及稳频 任利兵; 丁迎春; 周鲁飞; 张书练 红外与激光工程 2008/05

57 半外腔微片Nd:YAG正交偏振激光器及其在精密测角中的应用 任成; 谈宜东; 张书练 应用光学 2008/05

58 波段外脉冲激光对锗材料热冲击效应的数值研究 姜楠; 牛燕雄; 张书练; 张雏; 杨海林; 唐芳; 陈燕 红外与激光工程 2008/03

59 激光回馈纳米级宽度干涉条纹 张书练; 费力刚; 刘维新 红外与激光工程 2008/02

60 基于猫眼谐振腔激光器的激光基本特性综合实验系统 许勇; 胡朝晖; 张书练 物理实验 2008/04

61 Intensity modulation characters of orthogonally polarized HeNe lasers with different optical feedback level 崔柳; 张书练; 万新军 Chinese Physics B 2008/02

2007年

62 W. Mao, S. Zhang, “Effects of optical feedback in a birefringence-Zeeman dual frequency laser at high optical feedback levels,” Applied Optics, 46, 2007.

63 Wang Xinjun, Zhang Shulian, “Quasi-common-path laser feedback interferometry based on frequency shifting and multiplexing”, Optics Letters, 32(4), 367-369, 2007.

64 Fei Ligang, Zhang Shulian, “The discovery of nanometer fringes in laser self-mixing interference”, Optical Communications, 273, 226-230, 2007.

65 Tan YD, Zhang SL,et al., “Displacement self-sensing align-free He–Ne laser based on hollow cube corner prism folding cavity”, Sensors and actuators A, 136(2), 567-571, 2007.

66 Shulian Zhang, Thierry Bosch, “ orthogonally polarized laser and their applications”, Optics and Photonics News, 38, May 2007.

67 Mao W, Zhang S L, Zhou L F, et al., “Influence of feedback levels on polarized optical feedback characteristics in Zeeman-Birefringence dual frequency lasers”, Chinese Physics Letters, 24(3), 713-716, 2007.

68 调频微片Nd:YAG激光器光回馈特性的研究 谈宜东; 张书练 物理学报 2007/11

69 中频差Zeeman双折射双频激光干涉系统的实验研究 张亚; 李岩; 张书练 清华大学学报(自然科学版) 2007/11

70 激光回馈技术及发展 张书练 激光与光电子学进展 2007/11

71 高功率激光对光电器件的热—力破坏效应 牛燕雄; 张书练; 姚建铨; 黄峰 激光与光电子学进展 2007/09

72 基于猫眼腔镜损耗调节的激光横模演示系统 任成; 周鲁飞; 郭宏; 张书练 应用光学 2007/04

73 具有位移和绝对距离测量能力的回馈干涉系统 李铎; 万新军; 张书练 应用光学 2007/04

74 双频氦氖激光回馈位移测量系统的实验与应用研究 崔柳; 张书练 应用光学 2007/03

75 柔性铰链微位移机构在可调谐F-P滤波器中的应用研究 王明明; 张连清; 李营; 张书练; 李湘培 光学技术 2007/03

76 光回馈Nd:YAG激光器中的多模跳变现象 谈宜东; 张书练 物理学报 2007/04

77 基于双折射双频激光器中的调频回馈位移测量研究 毛威; 张书练 物理学报 2007/03

78 激光回馈效应及其传感应用研究的进展 毛威; 张书练; 张连清; 朱钧; 李岩 光学技术 2007/01

2006年

79 Zong Xiaobin, Zhang Shulian, “Measurement of retardations of arbitrary wave plates by laser frequency splitting technology”, Optical Engineering, 45(3), 2006.

80 Xu Z G, Zhang S L, and Liang D, “The research of the laser transverse mode modulated by the cat's eye resonator”, Acta Optica Sinica, 26( 2), 2006.

81 Xiang Cheng, Shulian Zhang, “Multiple selfmixing effect in VCSELs with asymmetric external cavity”, Optics Communications, Vol.260, 50-56, 2006.

82 Zhiguang Xu, Shulian Zhang, Wenhua Du, Dong Liang, Yan Li, “Control of transverse mode pattern in a helium-neon laser using the cat's eye cavity”, Optical Communications, 261(1), 118-123, 2006.

83 Zhiguang Xu, Shulian Zhang, Wenhua Du, Yan Li, “Misalignment sensitivity of the cat's eye cavity He-Ne laser”, Optical Communications, 265(1), 270-276, ?2006.

84 Tan Y D, Zhang S L, Wan X J and Chen X, “Mode hopping in single-mode microchip Nd:YAG lasers induced by optical feedback”, Chinese physics, 15(12), 2934-2941, 2006.

85 TAN Yi-Dong , ZHANG Shu-Lian, “Intensity Tuning in Single Mode Microchip Nd:YAG Laser with External Cavity”, Chinese Physics Letters, Vol.23, No.12, 3271-3274, 2006.

86 X. Cheng, S. Zhang, “Intensity modulation of VCSELs under feedback with 3 two reflectors and self-mixing interferometer”, Optical Communications, 2006.

87 W. Mao, S. Zhang, L. Fei, “High-frequency intensity modulation in orthogonal polarized dual frequency lasers with optical feedback,” Applied Optics, 45, 8500-8505, 2006.

88 W. Mao and S. Zhang, “Analysis of the effects of feedback asymmetry in external cavity He-Ne lasers,” Applied Optics, 45, 7723-7728, 2006.

89 W. Mao, S. Zhang and L. Fei, “Intensity tuning characteristics of double-mode He-Ne laser with optical feedback,” Chinese Physics, 15, 2036-2041, 2006.

90 W. Mao, S. Zhang , L. Zhang, J. Zhu and Y. Li, “Optical Feedback Characteristics in He-Ne Dual Frequency Lasers,” Chinese Physics Letters, 23, 1188-1191, 2006.

91 W. Mao and S. Zhang, “Strong optical feedback in birefringent dual frequency laser,” Chinese Physics, 15, 340-346, 2006.

92 W. Mao, S. Zhang , L. Cui, Y. Tan, “Self-mixing interference effects with a folding feedback cavity in Zeeman-birefringence dual frequency laser,” Optics Express 14, 182-189, 2006.

93 W. Mao, S. Zhang, “A high-resolution displacement sensor based on multiple feedback effect of birefringence dual frequency lasers,” Proc. SPIE, Vol. 6280, 62800I, 2006.
 

94 光学频率标准与光钟的实现 费立刚; 朱钧; 张书练 光学与光电技术 2006/06

95 回馈中的若干激光物理效应 张书练 红外与激光工程 2006/S3

96 猫眼谐振腔氦氖激光器理论分析 许志广; 张书练; 李岩; 杜文华 物理学报 2006/09

97 双频激光回馈位移测量研究 毛威; 张书练; 张连清; 朱钧; 李岩 物理学报 2006/09

98 折叠腔He-Ne激光器中角锥棱镜直角误差分析 谈宜东; 张书练; 刘静华 红外与激光工程 2006/03

99 高稳定及免调试“猫眼”谐振腔He-Ne激光器的研究 许志广; 张书练; 杜文华; 李岩; 朱钧 激光技术 2006/02

100 LD抽运微片激光器光回馈技术的研究进展 万新军; 张书练; 谈宜东 激光技术 2006/01

101 猫眼激光谐振腔横模选择特性研究 许志广; 张书练; 梁栋; 杜文华; 李岩; 朱钧 光学学报 2006/01

102 台阶高度测量方法研究现状及进展 蒋天罡; 李岩; 张书练 光学技术 2006/01
 

2005年

103 Wan Xinjun, Zhang Shulian, “Influence of optical feedback on the longitudinal mode stability of microchip Nd:YAG lasers”, Optical Engineering, 44(10), 2005.

104 L. Cui and S. Zhang, “Semi-Classical theory model for feedback effect of orthogonally polarized dual frequency He-Ne laser”, Optics Express, Vol.13, 6558-6563, 2005.

105 LIU Gang, ZHANG Shu-lian, “Self-mixing laser Doppler velocimeter based on dual frequency lasers”, Proceedings of SPIE: Advanced Materials and Devices for Sensing and Imaging II, Vol. 5633, 363-370, 2005.

106 Xu Zhiguang, Zhang Shulian, “Adjustment-free Cat' eye cavity He-Ne laser and its outstanding stability”, Optics Express, Vol.13, No.14, 5565-5573, 2005.

107 LIU Gang, ZHANG Shu-lian, XU Ting, et al., “Optical feedback characteristics of two orthogonally polarized lights in a HeNe laser during cavity tuning”, ACTA PHYS SIN-CH ED, 54, 4701- 4709, 2005.

108 Xiaobin Zong, Weixin Liu, Shulian Zhang, “Intensity tuning characters of dual-isotope quasi-isotropic lasers”, Chinese Physics letters, 22(8), 1906-1908, 2005.

109 LIU Gang, ZHANG Shu-lian, LI Yan, et al., “Optical feedback characteristics in a dual frequency laser during laser cavity tuning”, Chinese Physics, 14, 1984-1989, 2005.

110 wenhua Du, Shulian Zhang, Yan Li, “Principles and realization of a novel instrument for high performance displacement measurement-nanometer laser ruler”, Optics & Lasers in Engineering, 43, 1214-1225, 2005.

111 Wenhua Du, Yan Li, Shulain Zhang, et al., “Using a cat's eye cavity to improve displacement self-sensing laser”, Sensors & Actuators A, Physical, 122, 76-78, 2005.74. W. Mao, S. Zhang, Y. Tan, “Experimental research on dual polarized laser optical feedback microscope,” Optics and Precision Engineering, 13, 613-619, 2005.

112 Modes competition in a birefringence cavity laser with optical feedback 刘刚; 张书练; 徐亭; 万新军 Chinese Optics Letters 2005/12

113 猫眼谐振腔在全外腔长氦氖激光器中的应用 许志广; 张书练; 杜文华; 李岩; 朱钧 中国激光 2005/12

114 半导体光放大器的增益特性和偏振特性 崔迎超; 张书练; 冯金垣 激光技术 2005/05

115 腔调谐过程中激光器中两垂直偏振光的回馈特性 刘刚; 张书练; 徐亭; 朱钧; 李岩 物理学报 2005/10

116 纳米激光器测尺中猫眼腔的优化设计 杜文华; 张书练; 李岩 中国激光 2005/10

117 频率分裂在双频激光器和位移传感器中的两种新应用(英文) 宗晓斌; 张书练 纳米技术与精密工程 2005/03

118 正交偏振光分开探测的He-Ne激光自混合干涉的实验研究 丁迎春; 张书练 激光杂志 2005/04

119 可调波长半导体激光测量台阶高度方法研究 蒋天罡; 李岩; 王昕; 张书练 激光与红外 2005/07

120 自混合干涉效应及其在位移测量应用中的进展 张书练; 刘刚; 朱钧; 李岩 自然科学进展 2005/07

121 正交偏振He-Ne激光自混合干涉的实验研究 丁迎春; 张书练 光电子•激光 2005/07

122 基于可调谐FP滤波器的光纤光栅解调系统 李营; 张书练 激光技术 2005/03

123 激光器纳米测尺原理 张书练 中国工程科学 Vol. 7, No. 2, 43-50, 2005.

124 圆偏振光偏振复用激光通讯系统 朱钧; 张书练 激光与红外 2005/02

125 体全息光学存储实验的设计 朱昊; 郭宏; 何庆声; 张书练 实验技术与管理 2005/01 

        2004年

126 Fang Xie, Shulian Zhang, Yan Li, “Temperature-compensating multiple fiber
Bragg gratings strain sensor with a metrological grating”, Optics and Lasers in Engineering, Vol.41, No.33, 206-216, 2004.

127 Liu Gang, Zhang Shulian, Zhu Jun, Li Yan, “Signal frequency doubling of optical feedback by a birefringence external cavity with a quartz crystal plate”, Applied Optics, Vol.42, No.33, 6636-6639, 2004.

128 Fei Ligang, Zhang Shulian, “Polarization flipping in quasi-isotropic laser with optical birefringence feedback”, Optical Express, Vol.12, No.25, 6100-6105, 2004.

129 Fei Ligang, Zhang Shulian, Wan Xinjun, “Influence of optical feedback from birefringence external-cavity on intensity tuning and polarization of laser”, Chinese Physics Letters, Vol. 21, No.10, 1944-1947, 2004.

130 Wan Xinjun, Zhang Shulian, “Effect of optical feedback on the longitudinal modes of diode pumped microchip Nd:YAG lasers”, Chinese Physics Letters, Vol. 21, No. 11, 2175-2178, 2004.

131 Gang Liu, Shulian Zhang, “A 450MHz frequency difference dual frequency laser with optical feedback”, Optical Communications, Vol.231/1-6, 349-369, 2004.

132 Gang Liu, Shulian Zhang, Yan Li, Jun Zhu, “A birefringent cavity He-Ne laser and optical feedback”, Chinese Physics, Vol.13, No.6, 855-859, 2004.

133 Gang Liu, Shulian Zhang, Zhang Hanyi, “Self-mixing Interference in Zeeman-Birefringence Dual Frequency Laser”, Optical Communications, Vol.241, 159-166, 2004.

134 高测速双频激光干涉仪的若干关键问题研究 范志军; 所睿; 李岩; 张书练 光电子•激光 2004/12

135 双频激光干涉仪技术现状与发展 所睿; 范志军; 李岩; 张书练 激光与红外 2004/04

136 一种中频差外差信号处理的整数检测法 范志军; 所睿; 李岩; 张书练 激光与红外 2004/04

137 迭层式双折射膜系双频激光器 刘静华; 张书练; 朱均; 李岩; WU Qi-hong; HODGKINSON Lan 激光技术 2004/03

138 提高激光反馈扫描显微镜轴向分辨率的实验研究 丁迎春; 张书练; 李岩; 朱均 中国激光 2004/05

140 正交线偏振激光器原理与应用(Ⅲ)——精密测量应用原理及技术基础研究 张书练; 杜文华; 李岩; 朱钧 自然科学进展 Vol. 14, No. 4, 380-389.2004。

141 激光自混合显微系统的设计及实验研究 杨新建; 朱钧; 刘刚; 张书练 光学学报 2004/03

142 正交线偏振激光器原理与应用(Ⅱ)——物理现象研究 张书练; 刘刚; 朱钧; 李岩 自然科学进展 Vol. 14, No.3, 273-281.2004.

143 垂直偏振态He-Ne激光自混合干涉的实验研究 丁迎春; 张书练; 李岩; 朱均 激光技术 2004/01

144 正交线偏振激光器原理与应用(Ⅰ)——正交线偏振激光的产生机理和器件研究 张书练; 徐亭; 李岩; 朱钧 自然科学进展 , Vol. 14, No. 2, 145-154, 2004. 

        2003年

145 Ding Ying chun, Zhang Shulian, Li Yan, Zhujun, “Displacement sensors by combining the laser feedback effect with the frequency splitting technology”, Optical Engineering, Vol.42, No.8, 2225-2228, 2003.

146 Liu Gang, Zhang Shulian, Zhu Jun, Li Yan, “Optical feedback of orthogonally polarized mode He-Ne laser with strong & weak output”, Optical Communications, Vol.221, No.4-6, 387-393, 2003.

147 Gang Liu, Shulian Zhang, “Dual frequency lasers with optical feedback”, Optical Communications, Vol.231/1-6, 349-369, 2003.

148 Xiao Yan, Zhang Shulian, Li Yan, Zhu Jun, “Tuning Characteristics of frequency difference tuning of Zeeman-Birefringence He-Ne dual frequency lasers”, Chinese Physics Letters, Vol. 20, No.2, 230-233, 2003.

149 He-Ne激光自混合干涉的模式研究 丁迎春; 张书练; 李岩 激光杂志 2003/06

150 引入激光回馈的双光束干涉效应的研究 刘刚; 张书练; 朱钧; 李岩 激光技术 2003/05

151 基于激光频率分裂的波片位相差测量方法 宗晓斌; 朱钧; 李岩; 张毅; 张书练 激光技术 2003/04

152 全光型激光微片高灵敏度压强传感器 黄春宁; 李岩; 张书练 中国激光 2003/06

       2002年

153 Laser Micro-beam Manipulation System for Cells 孟祥旺; 李岩; 张书练; 张志诚; 赵南明 Chinese Journal of Lasers 2002/05

154 精密测试技术及仪器国家实验室清华实验区简介 张书练 中国基础科学 2002/05

155 小型激光天文动力学空间计划概念 倪维斗; 朱进; 武向平; 褚桂柏; 杨彬; 高健; 关敏; 汤健仁; 周翊; 张中豪; 黄天衣; 曲钦岳; 易照华; 李广宇; 陶金河; 吴岸明; 罗俊; 叶贤基; 周泽兵; 熊耀恒; 毕少兰; 须重明; 吴雪君; 唐孟希1; 包芸; 李芳昱; 黄珹; 杨福民; 叶叔华; 张书练; 张元仲; 聂玉昕; 陈光; Joergen Christensen-Dalsgaard; Hansjoerg D 云南天文台台刊 2002/03

156 单光刀与单光镊激光微束系统 孟祥旺; 李岩; 张书练; 张志诚 清华大学学报(自然科学版) 2002/08

157 A Novel Tunable Dual-frequency Laser with Large Frequency Difference 黄春宁; 郭辉; 李岩; 朱钧; 张书练 Chinese Journal of Lasers 2002/04

158 光纤Bragg光栅反射波长移位探测的一种新方法 张爱华; 李岩; 张书练; 谢芳 压电与声光 2002/03

159 光纤光栅传感器的波长检测系统及其理论分析 谢芳; 张书练; 李岩; 张爱华; 李相培 光学学报 2002/06

160 光纤布喇格光栅传感器应用系统 张爱华; 李岩; 张书练; 谢芳 测控技术 2002/05

161 光纤光栅反射波长移动研究 谢芳; 张书练; 李岩; 梁晋文 激光技术 2002/02

162 Liu Jinghua, Zhang Shulian, Zhu Jun, Li Yan, Wu Qinghong, “Dual-frequency He-Ne laser with anti-reflective/ birefringence/ high- reflective”, SPIE 4919, 248, 2002.

163 Huang Chunning, Li Yan, Zhang Shulian, “A novel pressure sensor by diod-pumped birefringence Nd-YAG dual frequency lasers”, Photonics Asia 2002, Shanghai, SPIE4919, 242.

2001年

164. Jin Yuye, Zhang Shulian, Li Yan, Guo jihua, Li Jiaqiang, “Zeeman Birefringence Dual Frequency Lasers”, Chinese Physic Letters, Vol.18, No.4, 533-536, 2001.

165. Zhang Shulian, Jin Yuye, Fu Jie, Han Yanmei, Li Yan, “Mode suppressing, its elimination and generation of small frequency-difference in birefringence He-Ne lasers”, Optical Engineering, Vol.40, No.4, 594-597, 2001.

166 Li Lu, Shulian Zhang, Shiqun Li, Ping Xue, “The new Phenomenon of orthogonally polarized lights in laser feedback”, Optical Communications, Vol. 200, 303-307, 2001.

167 Zhang Yi, Zhang Shulian, Han Yanmei, Li Yan, Xu Xiaonan, “Method for the measurement of retardation of wave plates based on laser frequency-splitting technology”, Optical Engineering, Vol.40, No.6, 1071-1075, 2001.

168. Chang Li, Han Yanmei, Zhang Shulian, Li Yan, “Diode-pumped birefringence tunable large frequency difference Nd:YAG laser”, Chinese Jounal of Lasers, Vol.B10, No.1, 6-10, 2001.

169 He-Ne激光光阱及对微粒子的操纵 孟祥旺; 李岩; 张书练; 张志诚 高技术通讯 2001/10

170 温度补偿的光纤光栅应力传感系统的研究 谢芳; 张书练; 李岩; 张爱华; 李相培 光学技术 2001/05

171 光纤布喇格光栅反射波长移位的探测 张爱华; 李岩; 张书练; 谢芳 光电工程 2001/04

172 光电振动传感技术新进展 张毅; 张书练 激光技术 2001/03

173 全内腔角块定频差双折射双频He-Ne激光器及其稳频研究 肖岩; 张书练; 韩艳梅; 李岩 中国激光 2001/06

174 用应变仪探测光纤光栅波长移动的传感网络 谢芳; 张书练; 李岩; 梁晋文 光电子•激光 2001/05

175 直升机旋翼挥舞、摆振的激光动态测试系统 李岩; 孟祥旺; 许志广; 张书练; 李万新; 曹绪连 光学技术 2001/03

176 激光微束细胞操作系统 李岩; 张书练; 孟祥旺; 张志诚; 欧家鸣; 刘静华 激光技术 2001/02

177 双折射双频HeNe激光器功率调谐纳米测量研究 李岩; 张书练; 傅杰; 许志广 激光与红外 2001/02

178 激光微束光场辐射压力对微粒子的作用 孟祥旺; 李岩; 欧家鸣; 刘静华; 张书练; 张志诚 激光杂志 2001/02

179 频差3～40MHz的He Ne双频激光器 李岩; 张书练; 韩艳梅 高技术通讯 2001/03

180 新型应力双折射双频激光器 李岩; 张书练; 韩艳梅 光电子•激光 2001/03

181 用于测量液面高度的光纤光栅传感器(英文) 张书练; 李相培; 谢芳; 崔相三 激光技术 2001/01

182 与波导表面垂直等量发射的线阵全息波导光互联 宫爱玲; 巩马理; 张书练; 金国藩 激光技术 2001/01

183 大频差双折射双频Nd∶YAG激光器 焦明星; 张书练; 梁晋文 中国激光 2001/02

184 角度误差影响运动角锥棱镜反射特性的理论分析 欧家鸣; 王瑞丽; 符德军; 李岩; 张书练 激光杂志 2001/01 

        2000年

185 Yi Zhang, Zhibeng Deng, Yan Li, Yanmei Han, Shulian Zhang, “Approach for vibration measurement based on laser frequency splitting technology”, Measurement Science and Technology, Vol. 11, Nov. 11, 1552-1556, 2000.

186 Li Yan, Zhang Shulian, Han Yanmei, “Displacement sensing HeNe laser with λ /8 accuracy and self-calibration”, Optical Engineering, Vol. 39, No. 11, 3039-3043, 2000.

187 Fu Jie, Zhang Shulian, Han Yanmei, Jin Yuye, Li Yan, “Mode suppression phenomenon in a mode splitting HeNe laser”, Chinese Journal of Lasers, Vol. B9, No.6, 499-594, 2000.

188 He-Ne激光器功率调谐位移传感激光器 李岩; 傅杰; 张书练; 韩艳梅; 金国藩 激光技术 2000/06

189 CER腔He-Ne激光器 欧家鸣; 李岩; 张书练; 汪浩; 王瑞丽 激光与光电子学进展 2000/07

190 光学三角—电涡流复合传感器 张玲香; 李岩; 张书练; 韩艳梅; 陈守平 仪表技术与传感器 2000/04

191 面向21世纪的双频激光及相关测量科学技术 张书练; 李岩 中国机械工程 2000/03

192 反射定律的三种表达形式 欧家鸣; 王瑞丽; 尚鹤岑; 白凤翔; 张书练 云南师范大学学报(自然科学版) 2000/01

        2000年以前的

193 Han Yanmei, Zhang Shulian, Jin Yuye, Li Yan, “Observation of two frequency differences in a birefringent He-Ne Laser”, Optical Engineering, Vol. 38, No. 3, 549-551, 1999. 

194 Yanmei Han, Yi Zhang, Li Yan, Shulian Zhang, ‘Two kinds of novel birefringence dual- frequency Laser', Optics & Lasers in Engineering, Vol. 31, No.3, P207-212, 1999.

195 Zhang Shulian, Lee Sang-Bae, “In-fiber grating sensors”, Optics & Lasers In Engineering, Vol. 32, 405- 418, 1999.

196 用电磁力获得应力双折射及双频激光 李岩; 李璐; 张书练; 韩艳梅 激光技术 1999/04

197 用双折射激光频率分裂原理实现的静态与动态测量方法 邓之兵; 李岩; 韩艳梅; 张书练 激光技术 1999/01

198 腔内石英晶片产生的Nd:YAG激光纵模分裂现象 焦明星; 张书练; 梁晋文 清华大学学报(自然科学版) 1999/02

199. Han Yanmei, Zhang Shulian, Li Yan, “Study of hard-sealed tunable photo-elastic birefringence dual-frequency lasers”, Chinese Journal of Lasers, Vol. B7, No.3, 193 – 198, 1998.

200. Zhang Shulian, Li Jia, Han Yanmei, “Li Yan, Zhang Yi, Study of displacement sensing based on laser mode splitting by intercavity quarts crystal wedges of HeNe Lasers”, Optical Engineering, Vol. 37, No.6, 1801-1803, 1998.

201 功率调谐曲线的理论分析 韩艳梅; 张书练; 李岩; 李克兰 激光技术 1998/04

202. Han Yanmei, Zhang Shulian, Li Kelan, “Power Tuning for 632.8nm- wavelength HeNe Lasers with Various Frequency Spacing Mode-Splitting”, Laser Technology, Vol.21, No.2, 111-114, 1997. 

203 Han Yanmei, Zhang Shulian and Li Kelian, “Study of the Tunable Infrared Light Beat Generator by the Laser Frequency Split Method”, Laser Technology, Vol.21, No.2, 111-114, 1997.

204 几种新型双频激光器 焦明星; 张书练; 梁晋文 激光与红外 1997/03

205 激光频率分裂技术现状和展望 张书练; 王玉堂 光电子•激光 1997/02

206 大功率LD与多模光纤的直接耦合 焦明星; 张书练; 梁晋文; 韦朝炅; 查开德 激光技术 1997/02

207 波长632.8nm的He-Ne激光器在不同频差下的功率调谐曲线 韩艳梅; 张书练; 李克兰 激光技术 1997/02

208 沥青防腐管在线质量检测系统 李岩; 李克兰; 张书练; 应根裕; 邵达友 仪表技术与传感器 1997/01

209. Han Yanmei, Zhang Shulian and Li Kelan, “Extra-short HeNe lasers based on mode split”, Science in China (series E), Vol.39, No.2, 191-195, 1996.

210 Han Yanmei, Zhang Shulian, Li Kelian: “Preventing output power rise and fall in an extra-shortened laser by equal-spacing mode splitting technology”, Optical Engineering, Vol. 35, No. 7, 1957-1959, 1996.

211 利用激光频率分裂技术研制可调谐的红外光拍发生器 韩艳梅; 张书练; 李克兰 激光技术 1996/04

212 LD泵浦光纤耦合Nd：YAG激光器 焦明星; 张书练; 梁晋文 激光与红外 1996/03

213 双折射双频激光器频差特性分析 郭继华; 神帅; 蒋建华; 张书练 光学学报 1996/06

214 双折射双频激光器增益曲线对稳频的影响 李克兰; 张书练 激光技术 1996/02

215 利用等间隔模分裂技术的超短He-Ne激光器 韩艳梅; 张书练; 李克兰 中国科学E辑:技术科学 1996/02

216 Extra-short He-Ne lasers based on mode split 韩艳梅; 张书练; 李克兰 Science in China(Series E:Technological Sciences) 1996/02

217 从激光发明史看基础研究的作用与特点 张书练; 王玉堂 光电子•激光 1996/01

218 双折射双频激光器偏振特性的分析 郭继华; 神帅; 蒋建华; 成相印; 张书练; 殷纯永 光学学报 1996/01

219 Zhang Shulian, Li Kelian, Ren Ming, and Deng Zhibin, “Investigation of high-resolution angel sensing with laser mode split technology”, Applied Optics, Vol.34, No.12, 1967-1970, 1995.

220 Li Jia, Zhang Shulian, “Optical activity's influence on mode splitting in crystal quartz”, Chinese Journal of Lasers, Vol.A22, No.1, 40-44, 1995.

221 Zhang Shulian, Han Yanmei, “Method and experiment of linearly splitting HeNe laser modes”, Chinese Journal of Lasers, Vol.B3, No.6, 61-64, 1995.

222 Zhang Shulian, Guo Hui, Li Kelan, and Han Yanmei, “Laser longitudinal mode splitting phenomenon and its applications in laser physics and active metrology sensors”, Optics and Lasers in Engineering, Vol.23, 1-28, 1995.

223 用激光频差调谐曲线进行纳米位移测量的初步研究 张书练; 韩艳梅 仪器仪表学报 1995/S1

224 纳米计量学与纳米计量测试技术(二) 王佳; 赵洋; 张书练; 李达成; 曹芒 航空计测技术 1995/06

225 纳米计量学与纳米计量测试技术(一) 王佳; 赵洋; 张书练; 李达成; 曹芒 航空计测技术 1995/05

226 双折射双频激光器输出光偏振特性的实验研究 成相印; 张书练; 殷纯永; 郭继华 光学学报 1995/05

227 石英晶体旋光性对激光纵模分裂的影响 李嘉; 张书练 中国激光 1995/01

228 激光频率分裂方法测角技术研究 李克兰; 张书练; 任明; 邓之兵 光学技术 1995/01

229 Zhang Shulian, Tang Ming, “Principle for measurement of micrometer and manometer displacement and air refractivity based on laser mode split technology and lasing action”, Optical Engineering, Vol.30, No.10, 3381-3386, 1994.

230 Zhang Shulian,Li Kelian, Jin Guofan, “Birefringence cavity dual frequency lasers and relative mode splitting, Optical Engineering”, Vol.33, No.7, 2430-2433, 1994.

231 Zhang Shulian, Li Kelian, and Jin Guofan, “Birefringence cavity dual frequency lasers and relative mode splitting”, Optical Engineering, Vol.33, No.7, 2430-2433, 1994.

232 Zhang Shulian, Lu Min, Wu Minxian, and Jin Guofan, “Laser frequency split by an electron-optical element in its cavity”, Optics Communications, Vol.96, No.4, 245-248, 1993.

233 Zhang Shulian, He Wenkai, “Laser split by rotating an intracavity, tilt cut crystal quartz plate around its surface normal axis”, Optics Communications, Vol.97, No.3, 210-214, 1993.

234 Zhang Shulian, Han Yanmei, “Tuning curve of 70MHZ mode split by tuning cavity”, Chinese Physics Letters, Vol.10, No.12, 728-730, 1993.

235 频率分裂与模竞争现象教学实验He-Ne激光器 张书练; 唐丽英; 李春苓; 文伟宁 物理实验 1993/01

236 Zhang Shulian, Li Kelan, and Wu Minxian, Jin Guofan, “The pattern of mode competition between two frequencies produced by mode split technology with tuning of the cavity length”, Optics Communications, Vol.90, No.4, 279-282, 1992.

237 Zhang Junjiang, Zhang Shulian, “Measurement of magnetic field by a ring Laser”, Applied Optics, Vol.31, No.30, 6459-6462, 1992.

238 Zhang Shulian, Wu Minxian, and Jin Guofan, “Birefringence tuning double frequency HeNe laser”, Applied Optics, Vol.29, 1265-1267, 1990.

239 Zhang Shulian, Li Dashing, “Using beat frequency lasers to measure micro-displacement and gravity”, Applied Optics, Vol.27, No.1, 20-21, 1988.

240 Yang Sen, Zhang Shulian, “The frequency split phenomenon in a HeNe laser with a rotation quartz crystal plate in its cavity”, Optics Communications, Vol.68, 55-57, 1988.

241 环形激光弱磁传感器原理实验研究 邹大挺; 张书练; 冯铁荪; 田芊 光学学报 1988/12

242 环形激光弱磁传感器误差分析 张书练; 邹大挺; 冯铁荪 光学学报 1987/12

243 五种物理(光学)效应的激光教学实验系统 张书练; 冯铁荪 物理实验 1986/05

244 环形激光弱磁传感器原理研究 张书练; 冯铁荪; 田芊 地球物理学报 1986/04

245 弱磁场下法拉第效应的实验研究及可能应用讨论 张书练; 杨森; 张钊 光学学报 1986/06

246 用热膨胀法测量He-Ne增益管正柱区的气体温度 张书练; 冯铁荪; 姜亚南 激光 1982/04

会议论文：

1 全内腔Nd:YAG微片激光器的双频控制及稳定 张松; 张书练; 谈宜东; 任舟 中国光学学会2010年光学大会 中国会议 2010-08-23

2 基于激光频率分裂效应的光学位相延迟测量原理及仪器 张书练 第十三届全国光学测试学术讨论会 中国会议 2010-07-18

3 基于可变腔内双折射的微片双频激光器(英文) 任成; 张书练; 谈宜东 第九届全国光电技术学术交流会 中国会议 2010-05-29

4 回馈中的若干激光物理效应 张书练 2006年全国光电技术学术交流会 中国会议 2006-11

5 双折射双频激光器系列及其应用 刘维新; 张书练 中国光学学会2006年学术大会 中国会议 2006-09

6 应用激光回馈实现高分辨率测量研究 程翔; 张书练 中国光学学会2006年学术大会 中国会议 2006-09

7 正交偏振激光器及应用的发展 张书练 中国光学学会2006年学术大会 中国会议 2006-09

8 Bragg光纤光栅传感应用中的关键技术 李营; 朱钧; 李岩; 张书练 2004全国光学与光电子学学术研讨会;2005全国光学与光电子学学术研讨会暨广西光学学会成立20周年年会 中国会议 2004-08-01;2005-10-15

9 单航天器激光天文动力学空间计划(ASTROD Ⅰ) 严俊; 倪维斗; 李广宇; 陶金河; 马月华; 包纲; 夏炎; 柳磊; 赵海斌; 潮见幸江; 包芸; 黄超光; 黄天衣; 罗俊; 周泽兵; 汤俊雄; 聂玉昕; 魏志义; 王海涛; 吴季; 吴雪君; 须重明; 熊耀恒; 张书练; 张杨; 张元仲; 叶贤基; Hansj?rg Dittus; Claus L?mmerzahl; Jean Fran?ois Mangin; Achim Peters; Albrecht Rüdiger; ?tienne Samain; Stephan Schiller; Diana Shaul; Timothy Sumner; Pierre Touboul; Andreas Wicht 中国宇航学会深空探测技术专业委员会第一届学术会议 中国会议 2005-01

10 用激光频率分裂效应进行波片测量原理 张书练; 朱钧; 李岩; 韩艳梅 第九届全国光学测试学术讨论会 中国会议 2001-10-23 

荣誉奖励 (Awards)：

作为第一获奖人获国家二等发明奖2项、国家教委科技进步(甲类)一等奖一项、教育部科技进步(甲类)一等奖一项、电子学会发明一等奖1项，电子学会及北京市科技进步二等、三等奖4项。

1、2010年获国家科技发明二等奖，光学元件内应力、双折射和光学波片相位延迟测量的新原理和仪器，张书练，刘维新，宗晓斌，张毅，金国藩。

2、 2009年获中国电子学会电子信息科学技术奖二等奖（排名第一），基于激光频率分裂效应的光学元件内应力、波片位相延迟测量原理以及基于此原理的校准其它波片相延迟测量装置的国家标准。

3、2007年获国家科技发明二等奖，正交偏振激光器及基于其振荡特性的精密测量仪器， 张书练，李岩，金国藩，韩艳梅，郭继华。 　　　　

5、2006年获高等学校科学技术奖自然科学一等奖,(2007.1.25颁奖) ，正交偏振激光器腔调谐特性，张书练，费立刚，刘刚，万新军，崔柳。

6、2004年获上海市科学技术委员会“优秀学科带头人”称号。

7、2000年获北京市科技进步二等奖。

8、1999年8月获" 激光技术 " 优秀编委。

9、1998年获" 物理实验 " 杂志优秀论文奖。

10、1996年获横山亮次优秀论文奖。

11、1996年获梅贻琦优秀论文奖。

12、1995年获" 爱华 " 优秀指导教师奖。

13、1994年获国家教委科技进步(甲类)一等奖，驻波激光器纵模分裂原理，现象及其在激光物理和计量学中的应用基础研究，张书练，李克兰，韩艳梅，金国藩。

14、1992年获清华大学基础研究成果奖。

15、1985年获国家科技进步二等奖。

 学术交流：

出国访问与参加国际学术会议

在圣彼得堡、新加坡、中国等大型国际学术会议上作keynote报告5次，三次任国际学术会议专题合作主席，受SPIE委托编辑SPIE国际会议论文集2部。 

在布鲁塞尔自由大学访问15个月，在德国卡塞尔大学讲学3个月，在韩国科学技术研究院合作研究6个月等，法国图卢兹合作研究1个月等多次国外工作、访问、参会的经历。

1、1995.11.13-1995.11.30 赴美国开会并参观访问斯坦福大学等单位

2、1996.9.29-1996.10.9 在日本参加学术会议和参观访问东京大学等单位 

3、1998.11.24-1998.11.30 参加会议（Nano-metrology in Precision Engineering）并访问香港各大学 

4、2004.10.11－2004.10.14 第三届中德微纳米技术研讨会（3rd Sino-German Symposium on Micro- and Nanotechnology），北京－上海，中方主席

5、2005.4.18-2005.4.21，中德精密制造技术及装备学术交流会（论坛）（Sino-German Symposium on Precision Measurement and Micro-Nano-technology），德国不伦瑞克（Braunschweig），中方主席。

6、2005.9.9日， Anglo-Chinese bilateral Workshop on Nanometrology，University of Huddersfield, Huddersfield, HD1 3DH，中方秘书长

7、此外：两次访问韩国科学技术研究院和高等技术研究院，先后访问德国亚琛大学，PTB, 奥地利科技大学，德国柏林洪堡大学；两次任国际学术会议（SPIE）专题会议合作主席，作为合作主席编辑了两本Proceedings。多次任国际学术会议节目委员会成员，本地委员会成员。

       国内学术交流：

1  中国光学学会2010年光学大会 中国会议 2010-08-23

2  第十三届全国光学测试学术讨论会 中国会议 2010-07-18

3  第九届全国光电技术学术交流会 中国会议 2010-05-29

4  2006年全国光电技术学术交流会 中国会议 2006-11

5  中国光学学会2006年学术大会 中国会议 2006-09

6  2004全国光学与光电子学学术研讨会;2005全国光学与光电子学学术研讨会暨广西光学学会成立20周年年会 中国会议 2004-08-01;2005-10-15

9  中国宇航学会深空探测技术专业委员会第一届学术会议 中国会议 2005-01

10  第九届全国光学测试学术讨论会 中国会议 2001-10-23

 

张书练课题组召开激光正交偏振及激光精密测量新技术研讨会

清华新闻网5月13日电（通讯员 谈宜东 张韶辉 徐玲）5月7日，“激光正交偏振及激光精密测量新技术研讨会”在清华大学主楼接待厅举行。此次研讨会由清华大学精密测试技术及仪器国家重点实验室组织举办，旨在系统介绍张书练课题组就正交偏振激光的产生、现象进行的科学研究及其在精密测量中的应用，以及相关仪器的产业化前景。

清华大学精密测试技术及仪器国家重点实验室主任张书练介绍研究成果。记者 张 宇 摄

研讨会上，清华大学精密测试技术及仪器国家重点实验室主任张书练做了题为“让激光正交偏振走出深巷放光芒：激光正交偏振及激光精密测量新技术的发展历程”的学术报告，回顾了相关研究的缘起。他说，课题组在研究中注意到，现有激光文献只讲激光束的三特性“高亮度”“相干性”“方向性”，对比爱因斯坦阐述的光的受激辐射特性少了“偏振”性，从而课题组埋头30年，通过观察物理效应、发明新仪器把第四性“偏振”补上。

课题组成员谈宜东副教授、张松博士、朱守深博士还做了“固态激光回馈干涉仪原理和应用”、“激光原理的三个实验系统”、“双折射-塞曼双频激光干涉仪”及“课题组的未来”的报告。介绍了相关科研成果及应用前景。

现场展出的仪器。记者 张 宇 摄

研讨会还展出了张书练课题组研制的包括气体激光干涉仪、固态激光回馈干涉仪、光学位相延迟（内应力）测量仪、纳米测尺、新激光原理实验系统等十几种仪器。其中“双折射-塞曼双频激光干涉仪”突破了国内外限制几十年的频差低的难题，实现了3-20MHz任选频差的双频激光干涉仪，批量满足国家重大专项和机床检定需求；“固态激光回馈干涉仪”跨越传统干涉仪原理，在国内外率先研究成功并批量使用，由于其超高的灵敏度和能够测量非配合目标，应用广泛，被誉为“新一代的激光干涉仪”；“激光频率分裂光学位相测量仪”已批准为国家标准；“激光原理的三个实验系统”已有百台在近20所大学应用，改变了激光原理课实验教学的模式。

与会者兴趣浓厚，讨论热烈，特别对常见激光器的偏振特性、频率之间的竞争等提了问题，并就现场展示仪器的性能、应用提出了建议和意见。

研讨会现场。记者 张 宇 摄

来自北京大学、南开大学、哈尔滨工业大学、中国计量科学研究院、清华大学紫荆创新研究院、德铭精密机械有限公司等三十多所高等院校、科研机构以及公司代表约100人参加了会议。

来源：供稿：精密仪器系 编辑：蕾蕾（http://news.tsinghua.edu.cn）

 

 

独辟蹊径舞激光

——访清华大学教授张书练 

采访开始，张书练先递给我们一页纸，上面列出了15本国内外现用激光原理书籍，并标出了关于激光特性描述的页码。这些书中，都把激光特性写为“单色性（相干性）”、“方向性”和“高亮度”。

“这是一个佐证。目前主流激光文献普遍存在一个问题。爱因斯坦描述受激辐射时说，激发光子和因激发而辐射出的光子‘同频率’‘同方向’‘同相位’‘同偏振’。相比爱因斯坦的预言，偏振被忽略了。我过去近30年的工作，就是把激光器内部的偏振补上，未知就是冲锋号。”张书练开门见山地说。

张书练，清华大学精密仪器与机械学系教授、博士生导师，多年从事激光器及精密测量仪器研究，尤其在激光器的正交偏振效应和应用方面做出了突出成绩。

激光器正交偏振是指激光器两个相邻的频率的光具有互相垂直的电振动方向（即偏振状态），它来源于物理上一个很普遍的效应——双折射。“一切光学材料和光学元件都有内应力，其最突出的表象之一就是双折射。除了可称之为双折射晶体材料外，双折射还存在于一切光学玻璃元件中。而激光器又是光学元件的集合。一旦要求激光器的功率高度稳定，光束高度相干，激光器内的双折射和激光器中的正交偏振的影响就应该加以研究了。”

正是基于这一认知，张书练带领课题团队围绕激光器的正交偏振，从现象—原理—器件—应用等多个层面开展了长期、系统的研究工作，全面揭示了相关物理现象；同时，他以这些现象为原理，研制成十余种国内外独有的精密测量仪器用于超精密测量，已经在教学实验、科学研究和工业生产中实现较为广泛的应用，社会效益显著。

凭借这个“创新性的、从基础研究到应用研究的较为系统、完整的学术体系”，和一系列不可替代的仪器产品，张书练带领课题团队在一个传统认为比较狭窄的领域，开拓出了一片广阔的天地。

到现在，张书练已发表论文350余篇（约200篇被SCI收录），获得专利60余项，出版中文专著《正交偏振激光原理》和英文专著《Orthogonal Polarization in Lasers: Physical Phenomena and Engineering Applications》两部。

突破传统，交叉学科谱新章

上世纪60年代中期，清华大学在四川绵阳建立分校。作为精仪系光学专业的学生，张书练随校远赴绵阳，直到后来留分校任教，考研，读研，他一直在光学、激光领域学习、工作。

60年代末70年代初，周炳琨院士创建激光专业。因为光学与激光相近，张书练被纳入电子系激光队伍，搞了六七年激光研究。1978年，为了充实自己，张书练参加“文革”后第一届研究生招考，被清华北京本部精仪系录取回到了北京，毕业后又在精仪系任教。

在电子系，学的、研究的、讲的课都是激光。在精仪系，机械是基础，每天接触到的是制造、测量。在两种学科知识的熏陶下，张书练的思维方式表现得越来越与众不同，“我更容易把激光的问题和测量问题联系到一起”。

长期以来，在精密测量领域，激光器就是一只“高质量的灯泡”，做光源使用。“做激光器的人不管测量，做测量的人不管激光器内部原理的事，而我就总爱拿激光器做文章，研究激光器里的问题，看能不能利用激光器的内部特性实现高精度测量的要求。”

正是这种交叉学科的知识储备和思维上的跳脱不羁成就了张书练的独特，他利用自身优势，摆脱了传统思维的限制，通过改变激光器的内部结构，使激光器本身成了能够用于测量的传感器，且拥有优于传统测量仪器的性能。也就是说，在张书练这里，激光器自身就是传感器，传感器本身就是激光器。

说起来容易，做起来难，特别是在这种研究很少甚至空白的领域。在最初的很长一段时间里，资金欠缺，人员不继，再加上周围质疑的声音，张书练的每一步都十分艰难。

“好在我们没有放弃，又得到多位前辈的支持，我们走过来了，而且不断有新的东西出来。”从上世纪80年代开始，张书练稳扎稳打，不疾不徐，逐步展开，用青春和汗水将那个小小的幼苗，浇灌成了参天大树。

“激光器的基本结构很简单，由三个元件组成，就是两个反射镜，和它们之间的一块（或一根）激光放大物质。”“但一旦牵扯到激光放大物质，物理现象就会变得复杂多样。”张书练发现，在激光器内置入双折射晶体（石英，KDP）会出现奇妙的激光现象；他还发现，置入激光器的透镜、棱镜、窗片甚至激光器反射膜的内应力（双折射），也对激光器的输出光束性质产生重要影响。最突出的就是会使激光器发射的一束光内含电场互相垂直的两种光成分，就是所谓正交偏振。为了透彻、全面地了解激光器正交偏振现象，他带领研究组开始了研究，先后有60多名教师、博士后、博士生、硕士生参加。

他们不断改变激光器的结构——

在激光器内部（即两个反射镜之间）加入一个双折射元件，加上激光放大物质，使其构成激光四元件系统；

在激光器外部光路上放置一个双折射元件，再加一个回馈镜构成五元件系统；

再将上述两种系统组合成六元件系统；

在这一过程中，他们变换双折射的方向、强度，使用不同的固体、气体激光材料……

每一个元件的增加，都会引起激光物理特性的变化，都有新现象发生。在很长一段时间里，他们对照一般激光器，逐一研究双折射对气体、固体激光器的偏振、频率、线宽、功率及稳定性等影响，不断尝试，总结发现了20多个含双折射的激光器才有的或显著加强、影响重大的特性，如正交偏振、回馈偏振跳变、强度竞争，相位延迟等等。

作为发现的部分现象的推广，他们构建了大学激光原理基础实验系统，可观察到以往不能观察的模分裂、模竞争，正交偏振等现象，使实验达到了新的高度，得到北师大、首都师大，哈工大、西安理工大学、昆明师大、四川大学等多所学校的高度认可。

频频出新，各个独一无二

因为选择了一条别人从未走过的路，所以他们的脚下注定步步生花。基于对激光器正交偏振现象及其物理特性研究的成果，张书练带领团队发明了十余个独一无二的精密测量仪器，并逐步推广应用，一步步朝产业化稳步迈进。

物理学中，七个基本物理量度量世界，第一个就是长度。所谓纳米时代，纳米的“大小”就是由激光干涉仪测定的，大规模电路的纳米线条亦是。张书练的仪器就主要是纳米精度的测量，包括测量位移、距离、相位等，但都采用了自己提出的原理。

张书练课题组在激光器内置入双折射光学元件，使一个激光纵模分裂成两个偏振正交、间隔可调的频率，频差可从40 MHz到1千MHz选择，并据此发明了频差大于40 MHz的双折射双频激光器。

在双折射双频激光器上施加横向磁场消除模竞争，发明了双折射—塞曼双频激光器，其功率可保持1毫瓦，频差在500MHz的大范围内自由选择，解决了重大仪器“双频激光干涉仪”无满意光源可用的难题。

以此双折射—塞曼双频激光器为核心器件发明的双频激光干涉仪，不因频率差的增大而影响功率，成为测速高、功率也高的双频激光干涉仪。

基于正交偏振激光器谐振腔长度改变（调谐）时依次出现的三种偏振特性，发明了测量位移的激光器纳米测尺。激光器自身即位移测量传感器，结构简单成本低。在12毫米量程内，它能够测量出79纳米的微小移动，线性度达到十万分之几。此外它还具备一个显著的优点——自校准，即它能够自行校准自己的“刻度”，而不像其他传感器需要上一级仪器校准。

世界最高精度的光学材料相位延迟测量仪器也是出自张书练团队之手。光学相位延迟是材料内应力、双折射和波片质量的表征。经过十余年研究，运用激光器频率分裂效应“激光器输出的频率差和其内的相位延迟成正比”的基本原理，先后攻克了频差死区、频差调谐异常、自身相位延迟、环境温度漂移等难题，研制出激光频率分裂双折射/波片测量仪，并实现自溯源到长度基准——激光波长，使“测量”成为“计量”。

该仪器精度可达万分之一波长，是世界上最高精度测量任意大小相位延迟的仪器。“小可到元件加工造成的内应力，大可到四分之一波片、半波片和全波片相位延迟。”可用于测量国内外同类仪器不能测出的极微小内应力，如光学抛光中形成的内应力，也可以进行常规镀膜的光学元件和波片测量。同时，测量过程自动化，除取放样品外，无需人工操作，15秒内自动完成测量。

该仪器逐渐成为不可替代的光学元件微小内应力和光波片相位延迟的测量设备，在产品质量控制过程中发挥了重大作用。2011年，相关研究成果汇总而成的“波片相位延迟测量装置的校准方法”被国家标准局批准为国家标准。这是世界上第一个波片测量标准，有望统一国内乃至世界的各种波片测量方法。相关项目《光学元件内应力、双折射和光学波片相位延迟测量的新原理和仪器》获2010年度国家技术发明二等奖。

特别值得一提的是，他们还研制成功了国内外第一台以激光回馈（被测目标把激光束反射回激光器内）为原理的纳米分辨率的固体激光回馈干涉仪。它最大的特点就是能够无接触地测量微、轻、薄、黑、烧红等目标的移动量，以及水、酒精等液面的位移和高度变化，是目前国际上唯一完全不需要在被测物上加附件配合的干涉仪。“比如监测航天相机的支架和镜面变形，就可以用我们的干涉仪，不需要在相机上加任何附件。加附件会引起相机形变。”目前该仪器已经开始产业化，已在有美国圣路易斯华盛顿大学、合肥工业大学、上海理工大学、北京理工大学等处应用，使用情况良好。

在这些之外，张书练的实验室还有很多世界首台，同时，他的脑子里还装着太多想要去研究的东西，“我们可能缺别的，但从来不缺新的思想”。

坚定信念，现下绝非终点

张书练常常对学生说：“不要争论，不要管别人说什么，专心做自己的事。”

正是凭借这种信念，张书练才能够在他的仪器原理常常不被理解的情况下，坚持到今天。从现象到原理，到仪器，到应用，张书练带领团队围绕一个点构建了一个面，形成了一个相对完成的体系，呈现出了激光器正交偏振的全貌。

在张书练看来，对目标的正确选择和不懈坚持，正是一个团队带头人最重要的品质。“必须下定决心走自己的路，把一件事当成自己的终身事业来做。可是走自己路的时候别人并不一定认可。新的学术观点，新的原理往往受怀疑。如何坚持下去，就是一个带头人要经受的困难和考验。”

张书练认为，评价一个研究人员的价值，“不是说了多少话，关键是你有没有上书架，有没有上货架”。显然，“上书架”的目标已经实现，而且是他自己的研究成果总结成书。现阶段，张书练正在争取更多、更大规模地“上货架”。

事实上，张书练团队的大名已经在多年的研究过程中名扬国内外，大家都知道他这里有独一无二的好东西。不少人找上门，请他帮忙测量。更有些时候，当仪器还只能称为样机的时候，就有人慕名上门寻求测量方面的帮助了。也有不少单位买了张书练的仪器，有美国、德国的大学和公司，也有韩国的公司。国内某单位使用他的仪器测出了现有仪器都不能测出的光学加工产生的极微小的应力，解决了大问题。“行家识货，用户买货，不必在意局外的评说。” 张书练说。

盘点自己手里已经具备产业化条件的十几类仪器，张书练也在认真实施产业化的事宜。他希望国家的投入有所产出，希望自己和团队的成果能够在国内外推广，产生越来越大的经济效益和社会效益，能够得到更大范围的认可和肯定。

他也曾感慨，“在激光理论和技术发展到如此高度的今天，居然留下如此一块科学空地让科学家去发掘。”而自己有幸误打误撞进入了激光器的“内部”，闯进了这片天地，就一定会坚持下去，努力让这片空地绿荫满天。至于人们的质疑，他并不争论，他坚信时间会给出最客观的结论：“我们的发现、发明都有文章，专利，也都系统写进专著里去了，国内外谁都看得见。”

爱因斯坦说；建立一种新理论不是毁掉一个旧仓库，在那里建立起一个摩天大楼。它倒是像爬山一样，愈是往上爬愈能得到新的更宽广的视野，并且愈显示出我们的出发点与其周围广大地域之间的出乎意外的联系。但是我们出发的地点还是在那里，还是可以看得见，不过显得更小了，只成为我们克服种种阻碍后爬上山巅所得到的广大视野中的一个极小的部分而已。

显然，张书练课题团队就是在攀爬一座高山，路途注定坎坷，顶峰不可预知，但目前能够百分百确定的是，30年的努力攀爬之后，他们的“出发点”确实已经成为了“广大视野中的一个极小的部分而已”。 

张书练，教授，博导。多年来一直从事激光器及精密测量仪器研究，主持了40余项科学研究项目。作为第一完成人获国家二等发明奖2项、国家教育部科技进步（自然科学）一等奖2项、电子学会发明一等奖1项，电子学会及北京市科技进步二等、三等奖4项。发表论文350余篇，其中被SCI收录约200篇。获得专利60余项。出版中文专著《正交偏振激光原理》（清华出版社，1995，张书练），英文专著《Orthogonal Polarization in Lasers ：phenomena and engineering applications 》( Wiley 出版社和 Tsinghua 联合出版，2013.8中国大陆外发行，2014.3中国大陆内发行，是世界上首部关于激光正交偏振的英文书）。

 来源：科技创新与品牌  2015年第4期

 

清华大学精仪系张书练教授等完成的“光学元件内应力、双折射和光学波片相位延迟测量的新原理和仪器”项目获2010年度国家技术发明二等奖

 

潜心攻关 独辟蹊径

实习记者 陈玲




张书练在颁奖大会上

今年年初，在国家科学技术奖励大会上，我校精仪系教授张书练怀着激动的心情，从国家领导人手中接过了2010年度国家技术发明奖获奖证书。这份奖励凝聚着张书练及其团队12年来的心血与汗水。而这长达12年的辛勤探索最初是源于一个多年悬而未决的理论难题。

从理论上说，光学材料和元件内都有残存应力，使得光束经过时发生双折射，双折射有可能导致成像质量降低从而影响系统性能。而相位延迟是光学元件内残存应力的度量，相位延迟越小，光学元件内残存应力越小。

光学波片是利用材料的双折射实现光线电场矢量旋转的基本光学元件，光学波片相位延迟量的精度决定了光线电场矢量旋转精度。因此，相位延迟量是光学波片的核心技术指标，直接的质量表征。

为实现光学元件及光学波片制造质量的控制，需要对它们的相位延迟进行测量，国内外常用方法均无法消除构成测量光路自身元件的相位延迟及测量操作带入的误差。这是个多年未解决的老难题。

清华大学精密仪器与机械学系张书练教授带领科研团队历时12年，走原理发明之路，反运用激光器频率分裂效应，提出了基本原理 “光学元件的相位延迟正比于激光器输出的频率差”，导出了原理公式并转换成仪器公式，将传统的直接测量转化为激光器频率差的测量，研制出光学波片相位延迟测量仪，先后解决了仪器使用过程中的一系列难题，并通过自溯源到激光波长，使“测量”成为“计量”。

该项目统一了现有的各种波片测量方法，成果被全国光学和光子学标准化技术委员会确定为国家标准———《波片相位延迟测量装置的校准方法》。2006年初起，项目发明的仪器逐渐成为不可替代的光学元件微小内应力和光波片相位延迟的测量设备，为多个单位测定了多批次产品，校准了4台进口仪器，在产品质量控制和工艺选择中发挥了重大作用。

改“灯泡”作测量

上世纪 60年代，我校在四川绵阳建立分校，张书练作为当时精仪系光学专业的学生，也远赴绵阳。毕业后，张书练留在分校任教。60年代末70年代初，我校电子工程系周炳琨院士创建了清华激光专业，刚毕业的张书练即跟随周炳琨做了9年的激光研究工作，从此与激光结下了不解之缘。

1978年，张书练参加“文革”后第一届研究生招考，被录取到清华北京本部精仪系攻读硕士学位。当时的精仪系主要从事仪器科学技术以及机械制造的教学和研究，测量是其中的重要研究课题，张书练也就顺理成章地“改行”，在粱晋文、金国藩等大师们的带领下钻研测量。9年的激光研究经历使张书练萌发了将激光与测量结合起来的想法：“做激光器的人不管测量，做测量的人不管激光器内部的事，而我就总爱拿激光器做文章，通过不断改变激光器的结构和特性做测量。”同国内外的同行相比，张书练显得与众不同：“别人只把激光器当成高质量的灯泡用，我却直接改这个灯泡，用灯泡自身来做测量。”

大胆的学科交叉研究使得张书练走上了一条独辟的蹊径。这种尝试的好处是易创新、易出成果，但“阳春白雪、和者甚寡”的尴尬持续了多年，这也让张书练颇感无奈：“激光人不熟悉测量，测量人不熟悉激光物理，所以我研究的东西，能响应的人就少了。”尽管如此，张书练仍坚持了下来，数年积累终于使他获得学术界和企业的广泛认可，在激光测量领域有了一系列遥遥领先的成果，至今已拥有两项国家技术发明二等奖、两项教育部（委）自然科学一等奖和若干次省部级二等奖。

 

张书练的研究生宗晓斌和刘维新

12年“接力”克难关

10多年前，张书练指导了一个名叫徐小楠的本科生做毕业设计。当时，他正在研究激光器的“两频率”问题。所谓两频率，通俗地讲就是指把波片放入激光器内后，由于波片内部存在两个折射率，使得激光器产生的光束有了两种频率。

波片与“两频率”之间的关系让张书练萌生了用“两频率”测量波片的想法，于是，他用这个想法指导徐小楠的本科毕业设计。尽管本科生研究时间短暂，最终那个毕业设计只具有演示意义，但却使张书练在提出原理并导出仪器公式后，与三代博士生共同努力，历经 12年，使“两频率”测量波片和内应力测量终成现实。12年的研究，仿佛一场漫长的接力赛。

1997年，“接力棒”交到了金国藩院士的博士生张毅手中。在老师们的指导下，张毅用4年时间完成了一个实验装置的装调工作，并使之有了初步的功能。但是，这个阶段的实验装置尚不能测量半波片、全波片和相位延迟很小的波片。重复性、稳定性以及测量精度都有待提高。

2001年，张书练的博士生宗晓斌进入该项目组，张毅与宗晓斌用近一年的时间完成了项目交接。宗晓斌进一步完善了项目的理论基础，从实验上发现了激光束电场矢量90度“跳变”现象，并分析了其他一些误差因素。他还改进了装置的电路，使仪器自动化程度有所提高。

宗晓斌也发现了两个问题：一是系统稳定性仍旧很差，二是“奇怪”的频率分裂量 “畸变”。其中，频率分裂量“畸变”是当波片放入实验装置之后总会产生与被测元件相位延迟无关的一个20兆赫兹左右的频率分裂量。这无端而来的20兆赫兹是一项会导致全盘失败的误差源。在近乎两年的时间里，这些问题一直无法得到解决，项目组动员全体同学多次探讨、实验仍毫无进展。宗晓斌回忆说：“那个时候为了解决问题试过好多方法，甚至想到是不是空气扰动问题，还自己做了个真空装置。”

2005年,博士生刘维新也参与到这项研究中，那个真空装置也让刘维新印象深刻。为了抵抗抽成真空后箱体表面承受的大气压力，整个箱体竟采用了十几毫米厚的钢板。

被宗晓斌和刘维新认为“点子很多”的张书练一时也想不出更好的办法。但他依然鼓励大家要坚持，要不怕失败，有问题才有创新。随着宗晓斌的毕业，大家都期待着刘维新能拨开阴云见晴日。

谁也没有料到，问题很快有了转机。先是稳定性问题在试探中解决了：张书练多次到激光器厂观看制造激光管工艺过程，逐渐意识到激光放电管自身存在不稳定，于是安排了南方另一家制造厂用另外的工艺制造了激光放电管并让刘维新试用。没想到，刘维新一用便看到了稳定效果。

与此同时，刘维新研究的20兆赫兹“畸变”问题也取得了进展。他通过实验发现，以往认为“被测元件法线与激光束越平行就越好”是个误区，反而正是平行引起了畸变。只要被测量的元件法线偏离开激光束方向一个角度，畸变就消失了，理论计算也证明了这一点。

解决了这些问题后，刘维新根据宗晓斌发现、自己发展的激光分裂频差和不同光强调谐曲线之间的对应关系，提出了分别采用 “频率分裂直测法”、“附加波片偏置法”和“纵膜间隔比较法”实现对波片任意大小相位延迟量的测量，并完成了从实验装置到仪器的转化。

在刘维新这一“代”，仪器精度被提高到万分之一波长以内，远远优于国内外传统仪器测量的360分之一波长或更低的测量不确定度。

面对这些可喜的进步，张书练从来没有忘记过另外一群“功臣”，那就是负责仪器机械设计、电路工程化组装的工程师们，研究生给出的仅是设计原理，无论技术研究还是仪器化都需要工程师们的密切配合。

老师加三代博士生的努力，“两频率”测量光学元件内应力和波片终于完成了仪器化过程，现在的仪器已经能够做到15秒自动化测量，精度高、测量重复性好，随着项目的不断进展，项目成果论文也不断发表。

除此之外，项目组还运用该仪器为中航工业西安 618所以及诸多企业作了相关测量。成都量具刃具研究所也购买了一台相位延迟测量仪，并评价“在国内外市场上一直没有发现满足我们要求的仪器……使用此仪器测量了我们的波片，效果很好。”
 

激光频率分裂位相延迟仪

“零”误差 立新标

张书练项目组的相位延迟测量仪除了前面所说的原理新、精度高等特点，它还具有独特的自溯源能力：使仪器自溯源到激光波长这一自然基准，让“测量”真正成为“计量”。通俗地说，这就好比一般的测量仪是“普通米尺”，而张书练的测量仪是“基准米尺”，它不仅能知道 “普通米尺”有多少误差，还比“基准米尺”多了个功能———仪器知道自身和 “真正的米尺”差多少，不需用更高档仪器给出。仪器自身的频率差让仪器知道自己本身的内应力，和“零”差多少，在仪器制造中事前除去就行。

这一大特点使得在2009年11月4日国家光学和光子学标准化技术委员会召开的审查会上，项目成果被认定为国家标准《波片相位延迟测量装置的校准方法》。这一标准是世界上第一个对各种原理的波片测量仪器进行统一校准的方法，填补了国际空白，而以这个标准为基础，未来还有对现行国际内应力测量标准作出修订的可能。喜欢不断尝试的张书练心中一直坚守着这样的想法：“清华要有世界一流水平的学术地位，就得做世界上没人做的事儿，这些事儿很可能会失败，但你可以试验一下。现在看来，好多事儿也都能做成。所以我这两三年坚持走下来，就用‘两频率’来做文章，研究激光物理，研究各种各样的使用途径，测波片、测应力、测位移、测生物，基本上出来的东西都是世界上‘独一份儿’的。”

如今，在清华大学精密测量技术与仪器国家重点实验室中，张书练课题组不仅拥有能够测量波片相位延迟和元件应力的仪器，还有着各种充满巧思的测量仪器，其中包括世界上首支双折射－塞曼“两频率”激光管、首台完全非接触测量激光回馈纳米干涉仪、首台激光纳米测尺、首台激光回馈表面测量仪、首台激光频率分裂－模竞争实验系统等等。在展示这些仪器的时候，张书练脸上满是自豪，他和他的学生们继续在通往理想的路上执着前行…… 

来源：  新清华   http://xqh.cic.tsinghua.edu.cn/detail.php?id=450
 

 激光器及精密测量仪器研究专家--张书练