時(shí)間分辨率高達(dá)0.5皮秒，業(yè)內(nèi)處于什么水平？
對(duì)于普通人的生活來(lái)說(shuō)，時(shí)間精確到1秒已經(jīng)足夠了，比如上下課、考試交卷鈴、網(wǎng)購(gòu)秒殺等等。但對(duì)于百米短跑裁判員來(lái)說(shuō)，用秒計(jì)量時(shí)間又太長(zhǎng)，因?yàn)闆Q定勝負(fù)的往往是0.01秒。
而在引力波探測(cè)、朗德因子測(cè)量等人類極限的科研活動(dòng)中，時(shí)間間隔測(cè)量的精度會(huì)大大提高，甚至到達(dá)皮秒級(jí)別。1皮秒是多少？這個(gè)天文學(xué)專用名詞中描述的1皮秒時(shí)間，等于一萬(wàn)億分之一秒，即10的負(fù)12次方秒。
王海的學(xué)術(shù)研究，始終聚焦在時(shí)間頻率測(cè)量領(lǐng)域，并實(shí)現(xiàn)了高分辨率時(shí)間間隔測(cè)量系統(tǒng)，分辨率高達(dá)0.5皮秒。該領(lǐng)域的領(lǐng)頭羊，加州大學(xué)洛杉磯分校研究團(tuán)隊(duì)，他們公開(kāi)報(bào)道的分辨率是1.2皮秒。
實(shí)際上，在高精度時(shí)間間隔測(cè)量方法的理論研究和儀器研制中，王海始終不斷在挑戰(zhàn)自我。
2007年5月，他完成的論文《一種新的短時(shí)間間隔測(cè)量方法》，實(shí)測(cè)結(jié)果表明：根據(jù)該方法研制的儀器測(cè)量分辨率為500皮秒；2007年10月，他的博士論文《精密時(shí)頻測(cè)量和控制技術(shù)研究》，其最后一章結(jié)論是這樣說(shuō)的：可以達(dá)到至少50皮秒量級(jí)的測(cè)量分辨率。
2013年9月，王海以第一作者在《IEEE超聲、鐵電與頻率控制》（IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control）上發(fā)表的論文，將測(cè)量分辨率提高到了9皮秒；2015年10月，王海準(zhǔn)備的學(xué)術(shù)論文中，其測(cè)量分辨率是7皮秒，目前已經(jīng)投稿了《IEEE電路與系統(tǒng)I》（IEEE Transactions on Circuits and Systems I）；而在今年3月，王海終于把時(shí)間間隔測(cè)量的分辨率，推向了0.5皮秒這個(gè)極限值。
“我都快人格分裂了，一個(gè)腦袋裝著兩個(gè)內(nèi)容，一邊是橫向科研中碰到的難題，一邊是學(xué)術(shù)研究上要堅(jiān)守的方向?！蓖鹾蚍Q。
學(xué)術(shù)方向和橫向項(xiàng)目之間，難道真的沒(méi)有聯(lián)系嗎？王海果斷否定?！案咚贁?shù)據(jù)采集存儲(chǔ)和捕捉時(shí)間精度，這兩者之間其實(shí)有一個(gè)共同的核心技術(shù)，那就是對(duì)FPGA的精妙掌握，兩者其實(shí)是完美融合在一起的?！?/p>
時(shí)間回到2000年，還在跟著通信工程學(xué)院吳成柯教授攻讀碩士的王海，首次接觸到了FPGA這類可擦寫的芯片。FPGA用途甚廣，他的師兄李云松等，使用FPGA實(shí)現(xiàn)了高效實(shí)時(shí)圖像壓縮系統(tǒng)，其成果獲得了國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。
“FPGA即現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列，它是一種半定制電路，既解決了定制電路的不足，又克服了原有可編程器件門電路數(shù)有限的缺點(diǎn)。我選擇用它來(lái)實(shí)現(xiàn)高分辨率時(shí)間間隔測(cè)量和高速數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)，一開(kāi)始別人都不太看好?！蓖鹾Ｌ谷?。
與別人僅僅把FPGA當(dāng)著一種可編程的電路不同，王海的獨(dú)特之處在于，他對(duì)FPGA芯片內(nèi)部的布局布線策略進(jìn)行了深入研究。
在王海腦海中，一塊方形的FPGA芯片，就像一個(gè)滿是建筑物的城市，信號(hào)從一個(gè)點(diǎn)到另外一個(gè)點(diǎn)的傳輸，就像人從一個(gè)地方走到另外一個(gè)地方?！按騻€(gè)比方，我能夠讓成千上萬(wàn)的人，在這個(gè)縱橫交錯(cuò)的立體空間里，同時(shí)走動(dòng)還路途最優(yōu)，而且相互不干擾不碰撞，井然有序?！?br />
項(xiàng)目多的王?，F(xiàn)象，別人能復(fù)制推廣么？
“王海老師的項(xiàng)目多，在我們學(xué)院被稱為‘王?，F(xiàn)象’。從默默無(wú)聞到聲名鵲起，他的故事就像一個(gè)傳奇，他是年輕教師學(xué)習(xí)的榜樣。”機(jī)電工程學(xué)院黨委書記林松濤介紹說(shuō)。
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