抚仙湖，这颗镶嵌在云南澄江的高原明珠，被明代旅行家徐霞客誉为“颠山惟多土”，“ 而流多浑浊，惟抚仙湖最清”。湖水晶莹剔透、深澈见底、泛舟湖上，宛如进入仙境，使人留恋忘返。然而，更为诱人的是：该湖水域浩瀚，深达160米，相当于中海深度；且“750试验场”在此建有完善的水声实验设施，是进行自然水域远距离水下探测与成像的绝佳场所。我们，中科院武汉物理所“声全息水下成像课题组”，肩负着“验证方阵声全息在水下观察目标（鱼雷、水雷、特别是沉底雷）的能力，为科学评价其水下应用提供依据”的重任，满怀信心地携带自行研制的“方阵声全息水下成像系统”，于1983年4月10日，来到了抚仙湖畔。
面对抚仙湖，我们心潮澎湃。想起1965年，声全息在国际上刚刚问世。由于声波可在水中远传，又运用全息的波前重建原理而具有成像功能，这就为水下观察物体提供了“可视化”的声学新技术。可望解决多年未攻克的水下目标观察难题，因而被寄予厚望。我们，在1974——1978年调研和线阵扫描成像的基础上，于1978年，率先获得国家支持，列为院重大项目。乘着“全国科学大会”的春风，扬帆起航，进入了决定声全息命运的关键阶段。
环顾当时国外进展，美、日两国世界领先。他们进行了理论研究并研制了小型接收孔径的“声全息方阵水下成像系统”。但他们实际观察目标的距离，只有4米左右，不具应用价值。而我们研制了接收孔径最大（76厘米），阵元数最多（64×64）的方阵系统。这首先在物理性能上，保证成像具有高分辨率、宽视野角；其次，专门研制了可任意布放的“多声源发射阵”，为克服目标的“镜反射”局限性创造条件；再有，我们避开尚不成熟的计算机重建图像，而采用电视录像、实时记录全息图、然后通过电影回放和激光重建，同样获得动态目标图像的效果。总之，系统总体设计、制作，一切围绕能在有应用价值的远距离，观测自然水域中，真实目标的声学图像。
凡事说来容易做起来难。可以想象，在研制工作中，经历了多少艰难困苦，付出了何等代价。仅从方阵的阵元数64×64=4096，就可知道，这是一个拥有“四千零九十六路”的庞大而复杂的多路信道系统。每一通道，前端是阵元—压电换能器，接着是集成电路放大器与相位比较器，然后输入控制与显示电路。而保证众多阵元的均匀性及通道电路的一致性，是全息成像的独特要求。我室材料组负责所有阵元和发射声源的烧制、成型和极化；而由声学组逐一测量、筛选，依性能排列、装制成阵面，并达到均匀性要求；电路组承担了全部电路的精心设计，集成线路板的焊接、调整，保证了通道电路的一致性，还装调了单声源及多声源切换电路；为保证阵元与通道电路的阵盒内焊接质量，我们特请“武汉市电子仪器厂”派优秀工人师傅，前来参战；所工厂承担了方阵系统及现场试验的全部加工。经各方共同努力，协同作战。终于按计划圆满完成研制任务。
（64×64）方阵实物照片 （64×64）方阵系统的研制人员合影
抚仙湖的战斗，可分为设备装船与湖上实验两个阶段。由于我们没有船上工作经验，只有“干字当头，边干边学”。不片面追求进度，讲究一步一个脚印，脚踏实地。约花十天时间，终于用所工厂预制的“龙门吊”，将一吨重的方阵固定在“U”形船的缺口处。方阵周围、船的外沿共布放了12个发射换能器。发射机与多路切换电路，以及控制台、显示器及照相、录像等设备，分别安置于船左、右舷舱室。750试验场提供了“试验雷”——其中一枚是真实外形的水雷（长3.5米，直径0.5米），保证了实验进行。
方阵系统在U船布置示意图 设备装U船后的照片（缺口处装一挡浪板）
湖上实验经历了如下三个步骤：
（一）船靠岸边的探雷实验：将船停泊在码头附近的湖中，试验雷水平吊于船下12米深处。然后，用多源照射目标，将方阵对每一声源的反射全息图相叠加，重建获得了较单源更为完整的声像。这在成像方法上是一创新。
“试验雷”——水雷照片 水雷（12米深）的多源成像
（二）将船开向抚仙湖內，在选定点处抛锚停泊，进行远距离探雷试验。第一天，完成U船供电下系统调整及不同深度下雷体试吊。为保证安全和次日精力充沛，我们夜间不工作，利用软绳乘小船离开。不想，第二天一早，大家一看就惊呆了。原来湖上起了风浪，U船漂移100多米。大家赶快乘小船到U船边，不料风浪大，“回头浪”更大，多次登船都未成功。后来，身体好的组员和工人师傅先靠软绳登上了船，再帮我们陆续上船。在以后的5天里，大家重新将船复位、抛多锚固定。将雷体吊至不同深度，观测屏幕上的全息图，拍照冲洗底片，然后激光重建出雷体的声像。先后获得20米、30米、40米、50米及60米的图像。60米时雷体已触湖底，成了真正的“沉底雷”。表明，方阵声全息对有湖底背景干扰的沉底目标，同样可以成像。而60米远距离的成像结果，国外从未报道，是一项突破性的进展。
60米深处沉底水雷的声像
正当大家怀着喜悦心情迎战第三步骤时，我所党委书记白弋，副所长、研究员韦宝锷，亲临现场来看望大家并指导工作。这进一步鼓舞了大家斗志，决心咬紧牙关、团结奋战、打好这关键的最后一战。
（三）船载方阵搜索沉底雷的实验：为确定声全息方阵搜索沉底雷的能力，最后，将试验雷抛掷投放于21米深的湖底，以U形船在其上方巡游通过探测沉雷。这是整个实验最接近真实情况的演示，也是最困难的一项。由于风浪、水流的影响，U形船无法在抛雷区停留，只能沿一条大致相近的环形航线通过搜索区。为此，大家各自坚守岗位、全神贯注、不怕疲劳、团结奋战，坚持了一整天。共巡游13圈，其中有3次发现目标。即从【第1,6,10次】变化多端的屏幕上明显观察到了雷体的全息图。实验证明：自然水域探雷不但可行，而且具有相当的探测几率（约23%），这正是大家所期望的。
U船搜索抛掷雷的巡游路线示意图 抛掷雷（沉于21米湖底）的声像
功夫不负有心人，抚仙湖实验取得了全胜。领导和实验人员在现场合影留下这难忘的时刻。时间真快，如今，35年又过去了。照片上的人有的已不在世，但活着的人每当想起那时的情景，荡漾在心头的便是那首“藏头诗”：
声震抚仙战舰飞，
全速航进探沉雷，
息平湖水千重浪，
好庆功成载誉归。
所党委书记白弋，副所长研究员韦宝锷及室领导在现场与实验人员合影留念
（张德俊供稿2018年7月10日）
