Từ đèn điện tử đến kĩ thuật siêu cao tần
GS.TS Trần Đức Hân, nguyên Chủ nhiệm Bộ môn Điện tử bán dẫn, trường Đại học Bách khoa Hà Nội. Ông sinh năm 1935, quê ở làng Vũ Xuyên, huyện Ý Yên, tỉnh Nam Định.
Với lòng ham hiểu biết những điều mới lạ, năm 1953, sau khi tốt nghiệp phổ thông, nghe tin trường Cao đẳng Giao thông công chính (ở Việt Bắc) tuyển học viên chuyên ngành Vô tuyến điện, Trần Đức Hân đăng kí thi ngay và đỗ thứ nhì toàn khóa. Thời kỳ đó, cuộc kháng chiến chống Pháp đang diễn ra ác liệt nên điều kiện trường lớp, chương trình giảng dạy bị hạn chế, ông chỉ được học hai môn chuyên ngành về điện tuyến và sửa chữa điện thoại với những bài giảng hết sức đơn giản như cách đào đất, chôn cột, buộc dây điện thoại vào sứ, sửa máy điện thoại…
Năm 1954 hòa bình lập lại, Trần Đức Hân học xong chương trình Cao đẳng và về Thủ đô làm việc tại Tổng đội công trình (thuộc Tổng cục Bưu điện) nhưng vẫn thèm được học vô cùng. Đang công tác nhưng rồi ông bỏ làm để xin thi vào học chuyên ngành Điện- Vô tuyến điện của trường Đại học Bách khoa Hà Nội mới mở khóa đầu tiên (năm 1956) mặc dù chưa biết sẽ học ra sao. Học đến năm thứ ba, ông được chọn đi học tiếp ở trường Đại học Năng lượng Mátxcơva (Liên Xô). Tốt nghiệp, ông về giảng dạy ở trường Đại học Bách khoa Hà Nội.
Khi Mỹ tiến hành chiến tranh ném bom phá hoại miền Bắc (năm 1965), nhu cầu của cuộc kháng chiến thôi thúc đào tạo đội ngũ chiến sĩ rada, tên lửa phòng không. Mặc dù hành trang của cậu sinh viên mới ra trường chỉ là những kiến thức kỹ thuật về công nghệ đèn điện tử nhưng giảng viên trẻ Trần Đức Hân vẫn nhận dạy môn học mới “Kỹ thuật siêu cao tần ứng dụng trong Rada và tên lửa” và tự mày mò đọc các tài liệu để trang bị kiến thức cho lĩnh vực này.
Nhớ về việc giảng dạy môn học này, GS.TS Trần Đức Hân kể: “Sau kháng chiến chống Mỹ, có lần tôi được mời dự họp với lớp sinh viên cũ, một sinh viên có thổ lộ với tôi rằng: đơn vị anh đã bắn 22 quả tên lửa mà không trúng máy bay nào, trong khi các đơn vị bạn liên tục lập thành tích, anh em cứ băn khoăn không biết có phải do ống dẫn sóng nối với ăngten bị méo do va đập vào cây khi di chuyển trong rừng không, đơn vị cứ âm thầm chiến đấu. Một hôm, hành quân qua trận địa tên lửa bị máy bay Mỹ oanh tạc, thấy có ống dẫn sóng đó, cả đơn vị hùa nhau tháo rồi thay, thế là quả tên lửa thứ 23 bắn trúng máy bay Mỹ. Anh em nói với nhau: Thế mới biết mấy cái hình thầy Hân vẽ vẽ trên bảng quan trọng thế!”.
Cũng trong lĩnh vực siêu cao tần này, năm 1981 Trần Đức Hân nghiên cứu thành công quy trình phục hồi và bảo dưỡng đèn Magnetron MH-829 dùng trong tên lửa (mỗi chiếc MH-829 giá tiền khoảng bằng một xe ôtô hiệu Moskvic 4 chỗ, khi đó hòa bình lập lại rồi, không được viện trợ nữa, ta phải mua bằng ngoại tệ). Kết quả nghiên cứu của ông đã được ứng dụng trong toàn Quân chủng Phòng không, không những phục hồi được khá nhiều đèn đã bị loại bỏ trước đây trong thời gian chiến tranh, mà còn xây dựng được quy trình bảo dưỡng định kì những đèn mới, tránh xuống cấp.
GS.TS Trần Đức Hân say sưa kể về nghiên cứu chế tạo laser
Chế tạo laser đầu tiên trong phòng thí nghiệm ở Việt Nam
Khi làm nghiên cứu sinh ở Liên Xô (những năm 70) tại trường Năng lượng Mátxcơva, Liên Xô, Trần Đức Hân thấy laser là hướng nghiên cứu mới, có nhiều ứng dụng quan trọng. Ông rất tò mò muốn xem tia laser như thế nào. Ông bèn xin xem Phòng thí nghiệm Laser dành cho sinh viên của trường nhưng người phụ trách không cho, rồi họ giải thích: người Nga chúng tôi phải xét lý lịch kỹ càng mới được học ngành này.
Thế nhưng, ông vẫn không từ bỏ đam mê với laser. Khi về nước (năm 1974), ông thấy Khoa Điện và Vô tuyến điện, trường Đại học Bách khoa vẫn chưa biết đến laser. Mặc dù chưa có nhiều kiến thức, nhưng ông vẫn đăng kí dạy luôn môn học “Cơ sở kỹ thuật Laser và Maser” vào năm 1975 để buộc mình phải tăng tốc đọc lý thuyết và tìm tòi công nghệ chế tạo. Và ông trở thành người đầu tiên đưa laser vào dạy ở trường Đại học Bách khoa và chế tạo thành công laser Co2 trong phòng thí nghiệm đầu tiên ở Việt Nam.
Như người khai phá khu rừng hoang sơ, TS Trần Đức Hân đi từ những bước phát cỏ tìm đường đầu tiên. Trong điều kiện kỹ thuật lạc hậu của nước ta khi cuộc Kháng chiến chống Mỹ chưa kết thúc, ông phải đọc hàng trăm tài liệu của Liên Xô, Anh, Pháp… mới nắm bắt được ý tưởng, tìm ra phương pháp chế tạo tia laser. Nhất là các sách nước ngoài chỉ nói nhiều lý thuyết, còn mặt thực nghiệm đề cập rất ít, có lẽ do họ giữ những bí quyết riêng. Ông phải cóp nhặt kiến thức từ khắp nơi để hình dung được các bước thực nghiệm.
Đọc tài liệu đã khó, đến khi bắt tay vào làm thực tế lại càng vất vả hơn. “Để chế tạo được laser, tôi và anh em đi từ con số 0. Đầu tiên là tìm ống phóng. Lúc đầu định lấy ống đèn tuýp, nhưng mỏng quá, độ bền vững không cao. Thế rồi, thông qua sinh viên Bách khoa sang thực tập sửa chữa các thiết bị Y tế ở Bệnh viện Bạch Mai, chúng tôi xin được một ống Thủy tinh của Thụy Điển” – GS.TS Trần Đức Hân kể.
Và phải huy động nguồn lực, vật lực từ khắp nơi: “Khí CO2 đòi hỏi cho quá trình chế tạo laser phải là khí tinh khiết, nhưng làm sao tìm được? Đi tìm mãi không có, cuối cùng chúng tôi bèn lấy khí CO2 ở nhà máy Bia Hà Nội, tuy bẩn một chút nhưng có còn hơn không”. Rồi “anh em xuống tận nhà máy Phân đạm Bắc Giang mua khí Nitơ; còn khí Heli (một loại khí rất hiếm và đắt tiền), chúng tôi xin được một bình của khoa Hóa, họ mua nhưng chưa dùng”.
Còn nguồn điện-phần quan trọng để phát tạo tia laser, đòi hỏi nguồn điện hơn chục KV với dòng hơn chục Miliampe (mA) cũng là vấn đề khiến ông gặp khó khăn. Nhưng cuối cùng, với trí tuệ tập thể, họ đã tìm ra nguồn điện bằng máy rada PZ2 (của Đức thời Hitle, là chiến lợi phẩm của Liên Xô viện trợ cho ta nhưng cũ quá nên không dùng được, nhà nước cho trường Đại học Bách khoa làm giáo cụ trực quan).
Giảng viên Trần Đức Hân trong phòng thí nghiệm
Giáo sư Trần Đức Hân nhớ lại: vui nhất là hôm cho phát thử laser. Máy đo công suất không có, kiểm nghiệm bằng cách đặt tờ giấy hứng tia laser. Lúc đầu tờ giấy không cháy, nhưng thấy âm ấm ở lòng bàn tay, gọi nhau đến thử đều thấy ấm tay thật. Một cảm giác rất sung sướng và hồi hộp lan tỏa. Điều chỉnh chế độ tối ưu cho laser theo thiết kế, thế là tờ giấy bị xuyên thủng, rồi cả quyển luận văn cũng bị xuyên thủng, khói bốc lên… Mọi người hoan hỉ reo lên và cùng nhau ghi lấy ngày đáng nhớ này.
Từ đó, phòng thí nghiệm Laser của Khoa Vô tuyến-Điện tử đã trở thành một điểm tham quan không thể thiếu của các đoàn khách đến thăm trường Đại học Bách khoa và cũng là niềm tự hào của nhà trường. Trường cũng cử ông đi làm Tiến sĩ khoa học nhưng chưa có nơi nào đào tạo về nghiên cứu laser nên ông đi chuyên gia Angiêri.
PGS.TS Trần Đức Hân được cử đi làm chuyên gia giảng dạy tại trường Đại học Viễn thông O’ran (Angieri) năm 1984. Đây là trường Viễn thông do Liên Hợp Quốc tổ chức chung cho các nước châu Phi với đội ngũ giảng viên hầu hết là các Giáo sư nước ngoài từ Ba Lan, Liên Xô, Hungari, Rumani, Ấn Độ và Tây Ban Nha…
Ngay từ học kì đầu giảng dạy ở trường Viễn thông, nghiên cứu chương trình đào tạo của bạn, ông gợi ý: trong lĩnh vực viễn thông hiện có hai hướng phát triển quan trọng, đó là dùng microprocessor để xử lý tín hiệu và thông tin laser. Hướng thứ nhất nhà trường đang thực hiện nhưng hướng thứ hai chưa có. Vì vậy, ông mạnh dạn đề nghị với Hiệu trưởng đưa môn Thông tin laser vào giảng dạy. Sau khi nhà trường xin phép được Bộ Giáo dục đồng ý và cung cấp cho ông 6 trăm nghìn Frăng để bước đầu xây dựng phòng thí nghiệm.
Được tin này, PGS.TS Trần Đức Hân rất vui và bắt tay vào công việc nghiên cứu mới. Bên cạnh công tác giảng dạy, ông còn tổ chức xemina lần đầu tiên cho toàn trường về laser. Qua buổi đó, ông nổi tiếng toàn trường và chỉ dạy duy nhất môn Thông tin laser trong suốt thời gian làm chuyên gia. Khi trở về nước giảng dạy ở trường Đại học Bách Khoa (năm 1988), PGS.TS Trần Đức Hân cũng là người đầu tiên đưa môn này vào giảng dạy tại Việt Nam.
Trong lĩnh vực thông tin quang, ông đã biên soạn Giáo trình Cao học, bài tập, lắp đặt thí nghiệm cho môn học một cách bài bản theo cách của ông và không học chay. Ông cũng đã hoàn thành hai đề tài nghiên cứu khoa học cấp Bộ, viết phần mềm thiết kế tối ưu hệ thống thông tin quang mang tên BKOptic 2.0 và 2.1 và đã được chuyển giao công nghệ cho cơ sở sản xuất. Ngoài ra, GS.TS Trần Đức Hân còn hướng dẫn hai sinh viên nghiên cứu khoa học đạt giải nhất cấp Trường, giải ba cấp Bộ và giải ba VIFOTEC, quỹ Hỗ trợ Tài năng Việt Nam năm 1998.
Nghiên cứu IC quang ở tuổi cận 80
Tuy đã về nghỉ hưu từ năm 2001, nhưng dường như ham nghiên cứu những cái mới đã trở thành thói quen của GS.TS Trần Đức Hân. Theo ông, hiện nay có 2 lĩnh vực cần nghiên cứu đưa vào giảng dạy, đó là: IC quang và Công nghệ Nano. Ông cũng đã gợi ý về lĩnh vực mới này ở Khoa Điện tử-Viễn thông. Với máu nghề nghiệp, ở tuổi 80, ông lại bắt đầu nghiên cứu về IC quang (Integrated Photonics) trong những năm gần đây. Theo ông, đây là lĩnh vực rất quan trọng trong việc xử lý tín hiệu quang, đang được rất nhiều các phòng thí nghiệm và các tập đoàn điện tử lớn trên thế giới tập trung nghiên cứu.
GS.TS Trần Đức Hân đang hướng dẫn một nghiên cứu sinh theo hướng nghiên cứu này. Ông cũng đang có chương trình hợp tác với Viện ITIM nghiên cứu chế tạo IC quang. GS.TS Trần Đức Hân cho biết: “Đây là lĩnh vực khoa học thứ tư nhưng hi vọng chưa phải là lĩnh vực khoa học cuối cùng trong đời tôi, hình như công nghệ NANO đang chờ tôi, ở tuổi 80 chắc không kịp rồi…”.
Giáo sư luôn tâm niệm: việc dạy học không thể tách rời nghiên cứu khoa học và trường đại học phải luôn đi trước về khoa học kỹ thuật, nên ông luôn tìm tòi các vấn đề mới để đưa vào giảng dạy. Có lẽ chính với quan niệm đó nên ông lúc nào cũng trăn trở và khám phá những lĩnh vực nghiên cứu mới. Ông giữ thói quen để giấy bút trên đầu giường từ khi làm nghiên cứu sinh ở Liên Xô để bất cứ lúc nào, kể cả khi đi ngủ, cũng có thể ghi chép lại các ý tưởng nảy sinh. Dường như, cả cuộc đời ông luôn là quá trình phấn đấu, nỗ lực hết mình để nghiên cứu khoa học, tự đổi mới nhận thức và nâng cao trình độ của mình để phục vụ yêu cầu giảng dạy và thực tiễn.
Trần Bích Hạnh