歷屆得獎者

2003數理科學獎得獎者
朱國瑞院士

朱國瑞院士個人簡歷

  • 1965年國立台灣大學物理系畢業。
  • 1968年取得美國麻州州立大學物理碩士學位。
  • 1972年取得康乃爾大學應用物理博士學位,專長為離子體物理。
  • 美國海軍研究所服務11年。
  • 1983年回國,於國立清華大學物理系建立「高頻電磁實驗室」,從事高頻電磁輻射機制研究,在基本學理的建構工作上,取得國際矚目的研究成果。
  • 曾獲得行政院國家科學委員會傑出研究獎及教育部學術獎,並獲選為中華民國物理學會、美國物理學會、國際電機電子工程學會(IEEE)之會士(fellow),教育部首屆國家講座,國立清華大學徐賢修講座,國立清華大學自然科學講座,以及第24屆中央研究院院士。
  • 2001年,獲頒國際電機電子工程學會的「離子體科學與應用獎」,得獎事蹟為「從事影響深遠的離子體物理研究,闡明同調電磁輻射之基本作用機制,從而大幅推進相對論電磁輻射科技之前沿」。並於同年獲頒英國物理學會的「K J Button Medal and Prize」,得獎事蹟為「於電子磁旋脈射之理論模式、物理機制、及技術創新作出先驅性貢獻」。這兩項殊榮,分別為離子體物理及紅外線與毫米波2領域最主要的國際獎項,每年各僅頒給1位得獎人。

 

國立台灣大學物理系畢業的朱國瑞教授,在獲取美國麻州州立大學碩士和康乃爾大學應用物理博士學位後,因為專長與雷達的電磁波輻射機制有關,而應聘到美國海軍研究所工作。工作11年後,美方得知他計畫回台灣照顧父親,即提出「帶薪休假1年」的優沃條件想挽留他,但附帶的條件是在台期間僅能在私立大學工作,不能任職國立大學。當時朱教授認為,與其背負著「有義務回美國工作」的壓力,不如就此回台發展,便毅然辭去了這份職位。1983年朱教授回台之後,幾乎一切從零開始,但他秉持著義無反顧的熱情,陸續提出「毫米電磁波輻射機制研發」等計畫,在行政院國家科學委員會自然處及國防科技學術合作小組的補助下,獲得了充裕的經費支持。雖然,父親是促成朱教授返台的契機,但國立清華大學優良的教學研究環境,以及「與自己人共事」的自在感,才是他從此長留台灣打拚、生根的關鍵。而朱教授主要的研究成果,多半是這20年來在台灣完成的,朱教授甚至認為,如果當年他留在美國,反而不見得能獲致今天的成果。2001年,朱教授獲得IEEE「離子體科學與應用獎」及英國物理學會「K J Button Medal and Prize」兩項主要國際獎,確實為台灣國際化的學術研究發展環境提出了最好的例證!

 

朱教授為人謙虛,治學認真,也非常明瞭學術研究「行百里者半九十」的道理,因此在研究的過程中,他總是兢兢業業、追求完美,尤其是在最後的衝刺階段,更是小心翼翼,不敢有絲毫的懈怠。研究物理早成為朱教授的「工作兼娛樂」,他認為,在研究中得到豁然貫通的樂趣,就是人生最高級的享受。家人的支持也是朱教授從事學術研究的重要支柱,朱教授長年夜以繼日地投入研究工作,對於妻子的體諒與支持,他認為是自己的福氣。

 

朱教授從事離子體物理及相對論電子學研究30多年,在1970年代,探討電漿中的電子磁旋脈射(Electron Cyclotron Maser, ECM)現象,澄清了一個長久以來懸而未決的快波激發機制問題,所採取的電漿波觀點,為ECM開闢了廣闊的新視野。1980年代初期,運用嚴謹理論,深入透視核融合電漿在電磁波中的共振加熱現象,以相對論效應,解決共振情況下的數學奇異點(Singularity)問題。此理論已成為專書之一章(“Wave Heating and Current Drive in Plasmas,” 1985,Gordon and Breach, Ch. 7),亦被引用於高等教科書中(T. H. Stix, “Waves inPlasmas”, 1992, AIP)。1983年回國後,發展成功非線性磁旋速調放大理論,並應邀前往美國馬利蘭大學主持下一代加速器的高頻電磁波源研究,完成一個超越當時功率極限百倍的磁旋速調放大器設計。其後續研究獲美國能源部支持至今,成為馬利蘭大學一個國際知名的大型計畫。1991年,此一方案於馬利蘭大學獲得實驗印證,最近也獲得CERN採用於其加速器高頻系統研發。

 

1985年開始,朱教授帶領國立清華大學物理系研究團隊,研究ECM中錯綜複雜的非線性現象,取得了迄今最嚴謹的實驗數據及理論分析,並研製成功單陽極磁控電子鎗,獲得中美兩國專利,隨後研究成功新型毫米行波放大器,其功率(93 kW)、增益(70 dB)、頻寬(8.6%)及效率(26.5%)均超越屹立30餘年的國際紀錄,提供了開發新一代遠距離,高解析度雷達系統的關鍵技術,此一課題導致美、歐、亞三洲多所主要研究機構開展相關研究。朱教授的團隊新近探討磁旋返波振盪的動力行為。從理論發現並以實驗印証,振盪波具有非線性收縮特性,因而獲致與傳統認知完全迥異的結論,導引出一個新的非線性物理課題,在國際間引起熱烈討論。

 

回國以來,朱教授亦積極參與多項國家型計畫,將研究成果付諸實用。1985年,於同步輻射研究中心創設高頻小組,主持同步加速器之高頻系統研製,歷時7年完成,應用於加速環及儲存環的運轉迄今。此期間亦研製成功高功率微波窗,成品除供國內使用外,亦提供給美國LSU的同步加速器使用。朱教授也在行政院國家科學委員會及中山科學研究院支持下,組成一個跨單位團隊,從事毫米波射頻器件研究,獲得中美兩國專利,並研製成功國內第一個毫米波分佈作用放大器,提供雷達系統的核心組件,突破先進國家嚴格的輸出管制。目前正與財團法人工業技術研究院材料所合作,運用自行研發的毫米波源,進行尖端奈米材料研究。

 

朱教授最近應「近代物理評論」 (Reviews of Modern Physics)邀請,撰寫該期刊首篇ECM課題的評論論文,這也是該期刊首篇來自台灣的論文。他的研究工作,大幅提升及闊展了高頻電磁輻射領域的學理基礎,使台灣成為國際微、毫米波學界中的一個研究重鎮。

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