半导体激光器解析
半导体物理学的迅速发展及随之而来的晶体管的发明，使科学家们早在50年代就设想发明半导体激光器，60年代早期，很多小组竞相进行这方面的研究。在理论分析方面，以莫斯科列别捷夫物理研究所的尼古拉·巴索夫的工作最为杰出。在1962年7月召开的固体器件研究国际会议上，美国麻省理工学院林肯实验室的两名学者克耶斯（Keyes）和奎斯特（Quist）报告了砷化镓材料的光发射现象，这引起通用电气研究实验室工程师哈尔（Hall）的极大兴趣，在会后回家的火车上他写下了有关数据。回到家后，哈尔立即制定了研制半导体激光器的计划，并与其他研究人员一道，经数周奋斗，他们的计划获得成功。像晶体二极管一样，半导体激光器也以材料的p-n结特性为基础，且外观亦与前者类似，因此，半导体激光器常被称为二极管激光器或激光二极管。早期的激光二极管有很多实际限制，例如，只能在77K低温下以微秒脉冲工作，过了8年多时间，才由贝尔实验室和列宁格勒（现在的圣彼得堡）约飞（Ioffe）物理研究所制造出能在室温下工作的连续器件。而足够可靠的半导体激光器则直到70年代中期才出现。半导体激光器体积非常小，最小的只有米粒那样大。工作波长依赖于激光材料，一般为0.6～1.55微米，由于多种应用的需要，更短波长的器件在发展中。据报导，以Ⅱ～Ⅳ价元素的化合物，如ZnSe为工作物质的激光器，低温下已得到0.46微米的输出，而波长0.50～0.51微米的室温连续器件输出功率已达10毫瓦以上。但迄今尚未实现商品化。光纤通信是半导体激光可预见的最重要的应用领域，一方面是世界范围的远距离海底光纤通信，另一方面则是各种地区网。后者包括高速计算机网、航空电子系统、卫生通讯网、高清晰度闭路电视网等。但就目前而言，激光唱机是这类器件的最大市场。其他应用包括高速打印、自由空间光通信、固体激光泵浦源、激光指示，及各种医疗应用等。晶体管利用一种称为半导体的材料的特殊性能。电流由运动的电子承载。普通的金属，如铜是电的好导体，因为它们的电子没有紧密的和原子核相连，很容易被一个正电荷吸引。其它的物体，例如橡胶，是绝缘体 --电的不良导体--因为它们的电子不能自由运动。半导体，正如它们的名字暗示的那样，处于两者之间，它们通常情况下象绝缘体，但是在某种条件下会导电。对半导体的早期研究集中在硅上，但硅本身不能发射激光。1948年贝尔实验室的William Schockley，Walter Brattain 和 John Bardeen 发明的晶体管。这一发明推动了对其它半导体裁的研究发展进程。它也为利用半导体中的发射激光奠定了概念性基础。1952年，德国西门子公司的 Heinrich Welker指出周期表第III和第V列之间的元素合成的半导体对电子装置有潜在的用途。其中之一，砷化镓或GaAs，它在寻找一种有效的通讯激光中扮演了重要角色。对砷化镓（GaAs）的研究涉及到三个方面的研究：高纯度晶体的叠层成长的研究，对缺陷和掺杂剂（对一种纯物质添加杂质，以改变其性能）的研究以及对热化合物稳定性的影响的分析。有了这些研究成果，通用电器，IBM和麻省理工大学林肯实验室的研究小组在1962年研制出砷化镓（GaAs）激光发生器。但是有一个老问题始终悬而未决：过热。使用单一半导体，（通常是GaAs）的激光发生器效率不是很高。它们仍需大量的电来激发激光作用，而在正常的室温下，这些电很快就使它们过热。只有脉冲操作才有可能避免过热（脉冲操作：电路或设备在能源以脉冲方式提供时的工作方式），可是通过这种工作方式不能通讯传输。科学家们尝试了各种方法来驱热一例如把激光发生器放在其它好的热导体材料上，但是都没成功。然后在 1963年，克罗拉多大学的Herbert Kroemer提出了一种不同的的方式--制造一个由半导体"三明治"组成的激光发生器，即把一个薄薄的活跃层嵌在两条材料不同的板之间。把激光作用限制在薄的活跃层里只需要很少的电流，并会使热输出量保吃持在可控范围之内。这样一种激光发生器不是只靠象把奶酪夹在两片面包那样，简单地塞进一个活跃层就能制造出来的。半导体晶体中的原子以点阵的方式排列，由电子组成化学键。要想制造出一个在两个原子之间有必要电子键连接的多层半导体，这个装置必须是由一元半导体单元组成，我们称之为多层晶体。 1967年，贝尔实验室的研究员Morton Panish 和 Izuo Hayashi 提出了用GaAs的修改型--即其中几个铝原子代替一些镓，一种称为"掺杂"的过程-- 来创造一种合适的多层晶体的可能性的建议。这种修改型的化合物，AlGaAs, 的原子间隔和GaAs相差不到1000分之一。研究人员提出，把 AlGaAs种植在GaAs 薄层的任何一边，它都会把所有的激光作用限制在GaAs层内。在他们面前，还要有几年的工作，但是通向"不间断状态" 激光发生器-在室温下仍能持续工作的微型半导体装置-的大门已经敞开了。还有一个障碍：怎样发射跨过长距离的光信号。长波无线电波可以很容易穿透浓雾和大雨，在空气中自由传播，但是短波激光会被空气中的水蒸气和其它颗粒反射回来，以至于不是被分散就是被阻挡住。一个多雾的天气会使激光通讯联络终断，因此光需要一个类似于电话线的导管。
1、物理性质不同：
（1）导体电阻率很小且易于传导电流。导体中存在大量可自由移动的带电粒子。在外电场作用下，带电粒子作定向运动，形成明显的电流。
（2）半导体常温下导电性能介于导体与绝缘体之间。
（3）绝缘体不善于传导电流，电阻率极高。绝缘体和导体，没有绝对的界限。绝缘体在某些条件下可以转化为导体。
2、用途不同：
（1）导体常用于工程技术、科学以及能源领域。
（2）半导体在集成电路、消费电子、通信系统、光伏发电、照明、大功率电源转换等领域都有应用，如二极管就是采用半导体制作的器件。
（3）绝缘体通常作为电缆的外表覆层。事实上空气本身就是一种绝缘体，并不需要其他的物质进行绝缘。高压输电线就是通过空气绝缘的，因为使用固体（例如塑料）覆层并不实际。然而，导线相互接触可能造成短路和火灾。
在同轴电缆中，中心的导体必须位于正中，以防止电磁波的反射。另外，任何高于60V的电压都会对人体造成电击或触电危险。使用绝缘体作为外表覆层可以防止这些问题。
扩展资料：
通常电阻系数小的，导电性能好的物体例如：银、铜、铝是良导体。含有杂质的水、人体、潮湿的树木、钢筋混凝土电杆、墙壁、大地等，也是导体，但不是良导体。
电阻系数很大的，导电性能很差的物体例如：陶瓷、云母、玻璃、橡胶、塑料、电木、纸、棉纱、树脂等物体，以及干燥的木材等都是绝缘体。
导电性能介于导体和绝缘体之间的物体例如：硅、锗、硒、氧化铜等都是半导体。
现代电力电子技术浅探
电力电子技术是研究采用电力电子器件实现对电能的控制和变换的科学，是介于电气工程三大主要领域--电力、电子和控制之间的交叉学科，在电力、工业、交通、航空航天等领域具有广泛的应用。电力电子技术的应用已经深入到工业生产和社会生活的各个方面，成为传统产业和高新技术领域不可缺少的关键技术，可以有效地节约能源。
一、电力电子技术的发展
现代电力电子技术的发展方向,是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学,向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。电力电子技术起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代,并促进了电力电子技术在许多新领域的应用。八十年代末期和九十年代初期发展起来的、以功率MOSFET和IGBT为代表的、集高频、高压和大电流于一身的功率半导体复合器件,表明传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代。
1、整流器时代
大功率的工业用电由工频(50Hz)交流发电机提供,但是大约20%的电能是以直流形式消费的,其中最典型的是电解(有色金属和化工原料需要直流电解)、牵引(电气机车、电传动的内燃机车、地铁机车、城市无轨电车等)和直流传动(轧钢、造纸等)三大领域。大功率硅整流器能够高效率地把工频交流电转变为直流电,因此在六十年代和七十年代,大功率硅整流管和晶闸管的开发与应用得以很大发展。当时国内曾经掀起了-股各地大办硅整流器厂的热潮,目前全国大大小小的制造硅整流器的半导体厂家就是那时的产物。
2、逆变器时代
七十年代出现了世界范围的能源危机,交流电机变频惆速因节能效果显著而迅速发展。变频调速的关键技术是将直流电逆变为0~100Hz的交流电。在七十年代到八十年代,随着变频调速装置的普及,大功率逆变用的晶闸管、巨型功率晶体管(GTR)和门极可关断晶闸管(GT0)成为当时电力电子器件的主角。类似的应用还包括高压直流输出,静止式无功功率动态补偿等。这时的电力电子技术已经能够实现整流和逆变,但工作频率较低,仅局限在中低频范围内。
3、变频器时代
进入八十年代,大规模和超大规模集成电路技术的迅猛发展,为现代电力电子技术的发展奠定了基础。将集成电路技术的精细加工技术和高压大电流技术有机结合,出现了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的问世,导致了中小功率电源向高频化发展,而后绝缘门极双极晶体管(IGBT)的出现,又为大中型功率电源向高频发展带来机遇。MOSFET和IGBT的相继问世,是传统的电力电子向现代电力电子转化的标志。据统计,到1995年底,功率M0SFET和GTR在功率半导体器件市场上已达到平分秋色的地步,而用IGBT代替GTR在电力电子领域巳成定论。新型器件的发展不仅为交流电机变频调速提供了较高的频率,使其性能更加完善可靠,而且使现代电子技术不断向高频化发展,为用电设备的高效节材节能,实现小型轻量化,机电一体化和智能化提供了重要的技术基础。
二、电力电子技术的应用
1、一般工业
工业中大量应用各种交直流电动机。直流电动机有良好的调速性能，给其供电的可控整流电源或直流斩波电源都是电力电子装置。近年来，由于电力电子变频技术的迅速发展，使得交流电机的调速性能可与直流电机相媲美，交流调速技术大量应用并占据主导地位。大至数千kW的各种轧钢机，小到几百W的数控机床的伺服电机，以及矿山牵引等场合都广泛采用电力电子交直流调速技术。一些对调速性能要求不高的大型鼓风机等近年来也采用了变频装置，以达到节能的目的。还有些不调速的电机为了避免起动时的电流冲击而采用了软起动装置，这种软起动装置也是电力电子装置。电化学工业大量使用直流电源，电解铝、电解食盐水等都需要大容量整流电源。电镀装置也需要整流电源。电力电子技术还大量用于冶金工业中的高频、中频感应加热电源、淬火电源及直流电弧炉电源等场合。
2、交通运输
电气化铁道中广泛采用电力电子技术。电气机车中的直流机车中采用整流装置，交流机车采用变频装置。直流斩波器也广泛用于铁道车辆。在未来的磁悬浮列车中，电力电子技术更是一项关键技术。除牵引电机传动外，车辆中的各种辅助电源也都离不开电力电子技术。电动汽车的电机靠电力电子装置进行电力变换和驱动控制，其蓄电池的充电也离不开电力电子装置。一台高级汽车中需要许多控制电机，它们也要靠变频器和斩波器驱动并控制。飞机、船舶需要很多不同要求的电源，因此航空和航海都离不开电力电子技术。如果把电梯也算做交通运输，那么它也需要电力电子技术。以前的电梯大都采用直流调速系统，而近年来交流变频调速已成为主流。
3、电力系统
电力电子技术在电力系统中有着非常广泛的应用。据估计，发达国家在用户最终使用的电能中，有60%以上的电能至少经过一次以上电力电子变流装置的处理。电力系统在通向现代化的进程中，电力电子技术是关键技术之一。可以毫不夸张地说，如果离开电力电子技术，电力系统的现代化就是不可想象的。直流输电在长距离、大容量输电时有很大的优势，其送电端的整流阀和受电端的逆变阀都采用晶闸管变流装置。近年发展起来的柔性交流输电(FACTS)也是依靠电力电子装置才得以实现的。无功补偿和谐波抑制对电力系统有重要的意义。晶闸管控制电抗器(TCR)、晶闸管投切电容器(TSC)都是重要的无功补偿装置。近年来出现的静止无功发生器(SVG)、有源电力滤波器(APF)等新型电力电子装置具有更为优越的无功功率和谐波补偿的性能。在配电网系统，电力电子装置还可用于防止电网瞬时停电、瞬时电压跌落、闪变等，以进行电能质量控制，改善供电质量。
在变电所中，给操作系统提供可靠的交直流操作电源，给蓄电池充电等都需要电力电子装置。
4、电子装置用电源
各种电子装置一般都需要不同电压等级的直流电源供电。通信设备中的程控交换机所用的直流电源以前用晶闸管整流电源，现在已改为采用全控型器件的高频开关电源。大型计算机所需的工作电源、微型计算机内部的电源现在也都采用高频开关电源。在各种电子装置中，以前大量采用线性稳压电源供电，由于高频开关电源体积小、重量轻、效率高，现在已逐渐取代了线性电源。因为各种信息技术装置都需要电力电子装置提供电源，所以可以说信息电子技术离不开电力电子技术。
5、家用电器
照明在家用电器中占有十分突出的地位。由于电力电子照明电源体积小、发光效率高、可节省大量能源，通常被称为“节能灯”，它正在逐步取代传统的白炽灯和日光灯。变频空调器是家用电器中应用电力电子技术的典型例子。电视机、音响设备、家用计算机等电子设备的电源部分也都需要电力电子技术。此外，有些洗衣机、电冰箱、微波炉等电器也应用了电力电子技术。电力电子技术广泛用于家用电器使得它和我们的生活变得十分贴近。
6、其他
不间断电源(UPS)在现代社会中的作用越来越重要，用量也越来越大，在电力电子产品中已占有相当大的份额。航天飞行器中的各种电子仪器需要电源，载人航天器中为了人的生存和工作，也离不开各种电源，这些都必需采用电力电子技术。传统的发电方式是火力发电、水力发电以及后来兴起的核能发电。能源危机后，各种新能源、可再生能源及新型发电方式越来越受到重视。其中太阳能发电、风力发电的发展较快，燃料电池更是备受关注。太阳能发电和风力发电受环境的制约，发出的电力质量较差，常需要储能装置缓冲，需要改善电能质量，这就需要电力电子技术。当需要和电力系统联网时，也离不开电力电子技术。为了合理地利用水力发电资源，近年来抽水储能发电站受到重视。其中的大型电动机的起动和调速都需要电力电子技术。超导储能是未来的一种储能方式，它需要强大的直流电源供电，这也离不开电力电子技术。核聚变反应堆在产生强大磁场和注入能量时，需要大容量的脉冲电源，这种电源就是电力电子装置。科学实验或某些特殊场合，常常需要一些特种电源，这也是电力电子技术的用武之地。以前电力电子技术的应用偏重于中、大功率。现在，在1kW以下，甚至几十W以下的功率范围内，电力电子技术的应用也越来越广，其地位也越来越重要。这已成为一个重要的发展趋势，值得引起人们的注意。
总之，电力电子技术的应用范围十分广泛。从人类对宇宙和大自然的探索，到国民经济的各个领域，再到我们的衣食住行，到处都能感受到电力电子技术的存在和巨大魅力。这也激发了一代又一代的学者和工程技术人员学习、研究电力电子技术并使其飞速发展。电力电子装置提供给负载的是各种不同的直流电源、恒频交流电源和变频交流电源，因此也可以说，电力电子技术研究的也就是电源技术。电力电子技术对节省电能有重要意义。特别在大型风机、水泵采用变频调速方面，在使用量十分庞大的照明电源等方面，电力电子技术的节能效果十分显著，因此它也被称为是节能技术。
我身边的科技史
——简记工程物理系的科技发展历程
本篇主要记述清华大学工程物理系的建立、发展过程、科技成果以及我对这一历程中若干问题的分析和探讨。
一、工程物理系的成立原因。
首先介绍一下当时的国际背景。1955年，国际局势依然很动荡，刚刚诞生不久的人民政权通过抗美援朝战争的胜利捍卫了祖国的安全，使自身得到了稳定。但是出于对社会主义国家的“先天嫉恨”及朝鲜战场上的失败，以美国为首的西方国家对共和国开始实施经济制裁、政治孤立和军事威胁等手段，妄图用19世纪以来列强欺侮弱国的方式颠覆人民政权。而其中最为严重的和西方国家引以为“法宝”的就是他们手中的“核弹牌”，他们想以此来进行核垄断和核讹诈。
面对帝国主义的核威胁，党中央毅然作出了中国要发展核工业、研制核武器的战略决策，以保卫祖国安全、打破西方威胁。1955年1月14日周总理同著名科学家李四光、钱三强谈话，询问了我国核科学研究情况。1月15日毛主席主持召开了中共中央书记处扩大会议，会议听取了李四光、刘杰、钱三强的汇报，研究了我国发展原子能事业的问题，并作出了上述决定。同时，会议决定由周总理亲自组织实施。
现在看来，当时作出这一决定主要还是为了研制我国自己的核武器，以捍卫祖国主权。核工业也几乎都是为了军事目的服务的，并没有形成后来有关核工业对国民经济重要性的深刻认识。这可以从当时核工业无一例外均为军工企业的情况看出。当然，这也是当时的危险国际环境决定的，国家安全是迫切而最为重要的一环。
为了开创和发展原子能事业，急需培养大批原子能方面的技术干部。在人才培养方面，采取了几项措施：
1、 由刘杰、张劲夫、钱三强、蒋南翔等组成领导小组，加强对原子能干部培养工作的领导。
2、 经国务院批准，由钱三强、蒋南翔负责，在苏联、东欧的中国留学生中，选拔专业相近的学生，改学原子能专业。
3、 1955年夏开始，在北大成立物理研究室（后改技术物理系），在清华筹建工程物理系。
4、 高教部于1956年9月组织了一个以蒋南翔为团长，周培源、钱伟长、胡济民等为团员的中国高等教育考察团访苏，了解苏联培养原子能干部的有关情况。
5、 1956年3月，周总理正式批复同意高教部的《关于培养和平利用原子能干部的方案及有关问题的报告》。报告中确定在北京大学、清华大学等高校增设和平利用原子能的专业。
（这其中第2、第4条显然得益于当时中苏交好的国际背景。同为社会主义国家，又同样面对西方势力的威胁，这让苏联这位领先一步的“老大哥”有意愿帮助中国开展有关工作，组成实质上的坚强联盟。由此可以看出国际大背景对国内一些具体事件的发生、发展是大有影响的。）
正如上列的人才培养措施所示，清华大学将成立工程物理系，这便是工物系成立的开端。
需要指出的是，我国核武器的研制并不是由工物系及北大的技物系主要完成的。他们中有部分教师和学生参与了一些辅助性的外围工作，不是主力军。那项任务主要是由归国的爱国专家及他们抽调的科研人员在极为隐秘的情况下完成的。但工物系的成立起到了培养核能事业后备军的重要作用，这能够保证我国在这一关键技术领域长期发展从而间接起到保卫国家安全和人民幸福生活的目的。从这个意义上来说，当时成立工物系确实是党中央和具体项目领导小组成员的远见卓识。
二、工物系的筹建。
蒋南翔校长回国后，于1955年11月向国务院上交了访苏报告，拟定在清华大学设立实验核子物理、同位素物理、远距离自动控制、电子学技术、无线电物理、半导体及电解质、空气动力学、固体物理、热物理及稀有元素分离工艺共十个新专业。实际上，当时除远距离自动控制专业外，其余九个专业皆设立或启动于即将成立的工程物理系。
在师资方面，蒋南翔校长分别向高教部和北京市提出请求，为工物系配备优良师资。在中央的支持下，何东昌同志留任工物系系主任，天津大学的汪家鼎、石油工业部的李文才、留美回国的李恒德、留苏归国的张札等一些专家、教授、教师陆续调入了工物系。学校当时还从其他系和教研组抽调了许多优秀教师到工物系。蒋南翔校长在苏联考察期间，与我驻苏联大使馆有关人员商定了一部分留苏学生改学原子能专业，为师资作准备。
在招生方面，1955年以机械系工程物理专业招收一年级新生四个班，1955年9月，由北外俄语专修班调入一个年级新生一个班，1956年春由校内机械等系又调入55级学生两个班，组成一年级。同时于1955年秋由机械、动力、电机等系调入53级学生46人组成三年级，调入54级学生54人组成而年级。这样，初期的学生已经初具规模。
学校1955-1956年度第十一次校务行政会议和1956-1957年度校务行政会第一次会议，分别讨论57年本校基建任务和通过1957年房屋基本建设任务时，决定列入建设工程物理管，面积15000平方米。1958年7月建成，实际建筑面积12000多平方米。
在各种条件初步具备的情况下，1956年10月27日，1956-1957年度校务行政会议第二次会议“议决：成立工程物理系，由何东昌同志担任系主任”。
这就是工程物理系的成立过程。
三、建系到文革前。
在这一阶段，工物系从平地起家，艰苦奋斗，建立系领导班子，筹集教师队伍，设置各专业教研组及相应的实验室，开出了全部课程，建立了核反应堆，创建了核科学技术教学科研基地“200＃”，培养了我国首批核科技专业毕业的大学生，他们在艰苦的核国防、核工业岗位上作出了自己的贡献，工物系进入了第一个辉煌期。
在这个阶段，教研组是教学、科研实体，与专业或专门化一一对应。初期只是专业小组，1958年后才陆续正式成立各教研组，分别是：核电子学教研组，实验核物理教研组，加速器教研组，计量防护教研组，理论物理教研组，同位素分离教研组，核材料教研组，反应堆教研组，放射化工教研组。
当时条件极为艰苦，大多数教研组都可谓“一穷二白”，白手起家。比如说实验核物理教研组，当时实验课开课的工作量和困难都很大。要做核物理实验，先要试制探测器，气体探测器的试制是在真空专家何增禄教授指导下，从建立特殊的玻璃真空系统开始的。为准备闪烁探测器实验，先到北大、261厂学习制作碘化钠晶体，而当时他们也尚未研制成功。组内每人一个题目，想方设法去完成。终于一年后为物9班开出了第一批核探测器方面的实验课。
但尽管条件很差，教研组的教师和部分同学还是取得了非常优秀的科研成果。对于实验核物理教研组，1959－1960年，在苏联专家别尔金和科学院梅镇岳教授的指导下，开展了光核反应、中子物理研究，并以“真刀真枪”的方式，让学生在科研任务中作毕业设计。该组还解决了高温、高压、高辐射条件下的真空密封等工艺问题，在全国首先研制成功的核反应堆控制用的电离室，解决了苏联封锁的难题。对于核电子学教研组，一方面从基础教学做起，一方面和北大、原子能所一起，在苏联专家指导下研制当时国际水平的100道多道分析器和线性脉冲放大器。为了贯彻教学、科研、生产相结合的方针，组织师生设计、制造单道谱仪，每套由高压电源、进位器、线性放大器、单道脉冲幅度分析器等组成，后来这套仪器转给了营口电子仪器厂批量生产。再比方说加速器教研组，1955年蒋南翔校长访苏期间从苏联购买了一台25 MeV的电子感应加速器，苏方派专家到我校指导安装调试和应用。25MeV加速器1958年底曾达到过额定指标，但不稳定。1959年苏联专家撤走时，加速器γ射线输出为零。1960年实验室依靠年轻教师和实验技术人员采用了磁场补偿方法，不仅使加速器工作稳定了，而且射线输出超过原设计指标50％。其间实验核物理组的工作人员利用该加速器开展了建系以来第一批核反应研究。1958－1962年还建成了400KeV高压倍加器，实验核物理的工作人员在其上开展了中子物理实验研究。1959年还设计、制造了我国首台5MeV电子感应加速器，1963－1964年出束。1965年建成了2.5MeV电子回旋加速器。教学方面，1956－1959年曾聘请苏联专家讲授加速器的原理，并编写了《粒子加速器物理基础》一书出版，这是我国最早的加速器教科书。计量防护教研组主要从事课程建设，同时配合200＃的建堆，参加了反应堆屏蔽的理论计算和设计工作。还结合教学、科研工作的需要，组织翻译了“反应堆屏蔽手册”等书籍。此外，理论物理教研组、同位素分离教研组、核材料教研组、反应堆教研组以及放射化工教研组也都取得了大量的科研成果，不再赘述。
在教师方面， 这一时期主要采取了四项措施来建设一支优秀的教师队伍：由校内调入年轻教师，边干边学，边学边教，虚心向校内外的专家和书本学习请教；引进优秀人才,如从浙江大学、天津大学、留苏、留美的科研专家中抽调优秀人才;按德才兼备原则选拔优秀学生，进行培养，让他们学与教“双肩挑”，提前工作压担子，早日得到科研教学锻炼；聘请苏联专家。这些措施对工物系师资水平的提升起到了极为重要的作用。
文革前工物系招收和部分调入的各级学生，坚持了高标准，录取分数和政治条件都是全校最高的。建系初期的教师、学生情况，充分反映了当时人们对献身祖国原子能事业的向往和自豪，也充分说明了国家、学校对培养原子能干部的高度重视和支持。
我还想谈一点关于专业调整变动的看法。这一时期，起初拟定在工物系设定十各专业，后来将放射性稀有元素工艺学专业调往化工系，远距离机械及自动化装置放在了电机系，电子学专业、无线电物理专业、电介质及半导体专业在1957年调入新成立的电子系。若将目光放到文革后，则会发现工物系的理论物理、固体物理、核物理教研组调往复建的物理系，生物物理研究室也调入了生物系，材料科学专业调入了材料系。
这一切变动无疑反映了校方对于各专业更为科学的认识与分类。从实际上讲，布局也确实更为合理，但却使工物系的规模不断缩小，专业、学生数也越来越少。起初庞大的工物系确实称得上是工程和物理的大结合，专业众多，系统庞大。但经历了几次调整之后工物系几乎只剩“核”了，也许这是专业的回归吧，毕竟原本就是为了“核”这一核心服务的，但却令现在的许多人对工物系是干什么的莫不着头脑。全是以核为中心难道仍可以称其为“工程物理”吗？系名似有不妥，应当与时俱进才对。当然，系内专业的变动也与国家方针有关。起初建系主要在于培养与核有关的各方面人才，无论无线电、半导体、热物理，还是电子学及自动化，只要与核相关、核工程实施中需要就全部纳入、统筹培养。实质上这是形成了一个团队，内部成员各司专业，一起做核工程的事便几乎不缺少其他专业的专业生了。这倒也是一种短期内满足国家迫切需求的方式，与国家意志相一致。但随着后来对各学科的深入认识，大家发现电子学、材料学等也各有一大片重要应用天地，其意义不亚于核工程，所以国家及学校逐渐进行了调整，以便更有利于国民经济发展和我国科技水平的全面进步。以工物系形式上的部分牺牲换来了更好地为国家服务，我想这也是值得的。当然，工物系也与时俱进地新建立了一些专业方向，拓展了核科学技术地应用和研究范围，这是后话。
四、文革十年其间
1966年5月到1970年五月教育工作陷入完全停顿地状态，大部分涓埃哦是下放到农场劳动。在此期间，由军宣队与工宣队组织的“革命委员会”领导全系工作，废除原教研组建制，实行班、排、连体制，强行系、厂并，将原工物系所属专业大部分并入试化厂200＃。所属教师参加该厂的“斗、批、改”及厂内有关的科研、生产、教学工作。
广大教师虽身受多种干扰，仍然想方设法多给国家做一点有益的教学、科研工作。广大学员来自基层，文化基础参差不齐。为了使学员们学懂、学好，教师们认真编写教材，深入工厂进行调查研究，结合实际讲解，还进行开门办学，理论联系实际搞技术革新，如带领学员们到水泥厂安装料位计、到燃料元件厂参加生产实验等。大多数学员很珍惜乱中难得的学习机会，克服困难，努力学习。学员毕业后，很多人继续学习和深造，他们成了各领域的骨干人才。
文革中，科研处于半停顿状态，工物系取得较大进展的项目有两项：一是同位素离心分离技术的研究，改进型第二代离心机研制成功;二是加速器项目，1974年作为技术牵头单位参加了北京市组织的医用电子直线加速器会战，建成了国内首台医用行波电子直线加速器，并投入医院使用。
五、1977年到1995年。
消除文革的影响，尽快恢复教学科研秩序；调整、改革，探索、解决新形势下出现的矛盾和问题，求得新的发展，是这一阶段的主要任务。广大教师开始学习使用计算机，更新实验仪器，重新编写课程讲义、实验讲义，恢复、调整和重建大部分实验室。
随着核工业的逐步复兴，为了满足中国核工业总公司的人才需求，从1992级开始每年招收第二学士学位“核工程与核技术”专业一个班。为适应我国核电发展的需要，还为大亚湾核电站等单位举办了多届继续教育培训班。
这个阶段，工物系有“核电子学”，“反应堆物理”和“智能物理仪器”等三门课程被评为清华大学一类课，“核电子学”教材荣获国家教委优秀教材奖和核工业部优秀教材特等奖，“离心分离理论”教材获国家优秀教材奖。
在此期间，科研也逐步有了较大发展，完成了国家“六五”“七五”科技攻关项目中的铀同位素分离研究、核电安全分析等13各课题，以及“863”高技术项目――快中子反应堆方面的课题、实验工业CT研究等。承担了“八五”科技攻关项目：“大型集装箱无损检测技术”、“海关大型货物在线检测用加速器”、“铀同位素分离技术”等的研究。
在科技成果转化方面，也进行了有益的探索。1984年10月，工物系与海淀区联合成立了以研制开发工业核仪表为主的新技术企业“北京华海新技术开发公司”，这个公司是中关村和学校的第一批新技术企业之一。它对成果转化、新技术企业的兴起以及核技术的推广应用，起了一定的带头作用。
六、1996年至今。
1995年9月成立了核技术研究所，撤销教研组设置。与此同时，实施了系管教学、所管科研的机制。系机关也由管理型向服务型转化。这些系内体制和管理机制的改革对工物系在新时期的更好发展提供了强大的推力。
在“九五”“十五”期间，工物系完成了“九五”攻关项目、“十五”专项项目――离心法分离同位素的实验研究，“九五”攻关项目、“H986工程”项目――移动式大型集装箱检测系统的研制；“十五”攻关项目、“985”项目――大型高能工业CT样机的研制等等。基础研究方面，完成了国家自然科学基金重点项目“大型工业螺旋 CT 关键物理与技术问题研究”；和物理系等共同承担的973项目“硬X射线调制望远镜HXMT”取得较好进展。还承担了自然科学基金重点项目：“低温等离子体辅助制备纳电子期间单元机理的研究、球形环等离子体电流非感应建立及维持的研究”。教育部重大平台“公共灾害防治科技创新平台”等课题。这些只是具有代表性的较大项目，工物系另外承担的项目还有很多，这里不再详细列举。
1996年开始对大型集装箱检查系统进行成果转化。通过1997年同方公司投资组建的企业（即现在的“威视股份”）的形式实施集装箱系统成果转化，在成果转化过程中探索出了“带土移植，回报苗圃”的新模式，推出了固定式、车载移动式、组合移动式系列集装箱检查系统。
工物系研制的煤灰分测量技术、低温启动器装置等的成果转化都取得了新进展。2005年，为了促进学科发展、促进公共安全科技成果的转化，组建了以开发公共安全产品为主的辰安伟业科技有限公司。
在这一阶段，实验室水平进一步提高，且数量增加。新建成了“等离子体科学与聚变实验室”，“公共安全科学与技术实验室”。“电磁兼容实验室”等。“粒子技术与辐射成像实验室”被定为国家教育部重点实验室，“物理分离实验室”被评为清华大学一级实验室。各实验室都新增加了很多先进的仪器设备。
七、个人感受。
工物系的科技成果成绩斐然，，而它在科研体制方面的探索业是有很多优秀成果的，如系管教学、所管科研的新型体制的建立，定向生培养模式以及与时俱进地调整专业设置、更好地适应社会和国家需要等等，都极有借鉴意义。这些也是工物系领导和教师地智慧结晶。而科学建制对科技发展的影响是巨大的，我们可以从过去的科技史资料中得到这一启示。
当然，我认为工物系还应当在一些方面进行改进。作为大一学生，我不可能深入了解到科研、管理方面的内容，只能就教学方面从我作为学生的角度谈一点感受。我认为工物系应当在大一上下学期都增加一两门专业概论性质的课程，而不是推迟到暑假小学期时才开始。这样能让学生更早、更清楚地认识自己将来所从事地专业，了解其需求的各种能力，更有针对性地指导自己平时地学习。这样的话我想大家的积极性和效率会更高；其二，我认为系里应当多组织学生参观实验室，简要介绍相关设备的功能、原理和应用，以及实验室的主要科技成果和历史，而不是让学生自己去找，因为没有一个统一的安排与督导，大家可能会很少去关注那些看起来冷冰冰的仪器设备什么的。我认为组织统一参观可以开阔学生视野、启迪学生思维，这对学生的成长时大有益处的;其三，应当尽早（如大一）向学生介绍将来转也的各个研究方向，以便学生心中有底，平时能够更多地去了解自己感兴趣的方向，对将来选择那个方向结合自身特点作出更为合理的判断，从而避免掉推研时在短期内盲目地去跟风，既不了解研究方向，也不知道自己地兴趣点。
工物系已成立五十多年了，五十多年以来，在工物系工作过的教职工上千人，在工物系学习过地学生近万人，系友中有23名两院院士，13名共和国将军，一批党和国家领导干部、海内外学者、企业家，还有一大批在国防和国家重点单位的各种岗位上辛勤奉献、成绩卓著的无名英雄。工物系书写了半个世纪的辉煌篇章。
在新的征途上，我想工物系一定能够做出更大的贡献！祝福工物……
工物系 核71班 马晓
2007011769
参考书目：
《清华大学工程物理系建系50周年纪念文集》 王金爱/刑振华/戚群力主编 2006年9月
《清华大学与中国近现代科技》 杨舰/戴吾三主编 清华大学出版社 2006年1月
