近日，“光荣与力量—2024感动上海年度人物推选活动”获奖名单揭晓，来自上海市科技系统的中国科学院上海技术物理研究所红外科学与技术重点实验室团队荣获“2024感动上海年度人物”提名奖。

 

 

 

　　“能够获得‘2024感动上海年度人物’提名奖这一殊荣，我们实验室感到无比荣幸与激动。”在实验室负责人看来，这不仅是实验室团队共同努力的结果，更是整个红外领域科技工作者们长期以来不懈追求和奋斗的成果。“这份荣誉不仅仅是一种认可，它更多的是一种激励，激励我们继续前行，在科研的道路上不断探索和创新。”

 

　　采访实录

 

　　以下是我们与中国科学院上海技术物理研究所红外科学与技术重点实验室团队的对话。

 

　　 上海科技

 

　　目前，实验室最新发展动态和最近技术发展趋势有哪些？

 

　　 中国科学院上海技术物理研究所红外科学与技术重点实验室团队

 

　　最新发展动态：实验室最近在努力推进中波红外单光子探测、“冷”红外探测和高工作温度红外探测等极限红外探测研究。首先，在中波红外探测技术上，我们在致力于推动从少光子探测到单光子探测的突破。这意味着，即便在非常微弱的光信号下，我们也能准确捕捉到信息。其次，我们在想办法吧传统的“热”红外探测技术扩展到“冷”红外探测能力。这种技术的优势在于，它能在低温环境下进行更加高精度的探测，大大提高了探测器的灵敏度。另外，在高工作温度红外光电探测研究方面我们也在不断的推进，传统的红外探测器通常需要在低温制冷条件下工作，以保证灵敏度和性能，但这对设备的应用范围有一定限制。我们开发的新型高工作温度红外探测器，能够在更高的温度环境下保持高性能工作，减少了对复杂制冷设备的依赖，提升了探测器的应用灵活性和便捷性。这些技术在天文观测、深空探测、气象监测等领域具有广泛的应用潜力，特别是在环境监测和气候变化研究方面，将为获取更精确的数据提供强有力的支持。

 

　　最近技术发展趋势：被动近场红外表征新方法：外被动近场显微镜能够有效探测物质表面微弱的自发近场辐射，从而极大地接近红外热成像的衍射极限并有望揭示完全不同于传统远场黑体辐射的新特征。未来，实验室将重点破解现有探测器暗电流大、窄带响应难题，聚焦红外被动近场超分辨成像尖端科学仪器及其关键核心探测芯片研发，研制低暗电流、多色高灵敏量子结构长波红外探测芯片，从而将红外被动近场成像从现有的单色探测拓展到多色探测，支撑红外近场科学仪器在非接触式纳米电子温度测量和红外纳米光电表征中的前沿创新应用。

 

　　数据驱动的红外芯片研究新范式：面向下一代红外探测芯片，创新性建立谱效直接映射，打破传统逐级预测模式中的维度灾难和误差累积问题，构建直接映射模型，实现第一个基于数据驱动和谱效关系的红外芯片光谱仪器，建立芯片界面谱效映射模型，构筑国际首个芯片界面数据库与谱效驱动的芯片界面优化系统。

 

　　红外极限探测新器件：未来科学探索已从陆地、天空向临近空间和太空和外太空发展所探测的深空目标具有能量极低、距离极远、信号极弱三大特点，未来实验室将重点攻关更长波长、更低能量光子探测、更低温度目标识别、更远距离成像、更高分辨红外探测的关键科学与技术。

 

　　感存算一体红外探测新技术：面向空天地复杂环境红外光电系统易受强光/杂波干扰、分立式架构数据处理延迟高等瓶颈问题，未来拟开展感存算一体红外光电技术研究，研制大动态范围、高速、低功耗智能红外芯片系统，为我国空天地科技领域自主无人系统的升级换代奠定技术基础。

 

　　 上海科技

 

　　在实验室科研攻关的过程中，发生了哪些感动的事件？

 

　　 中国科学院上海技术物理研究所红外科学与技术重点实验室团队

 

　　红外技术的奠基人汤定元院士，率先建立了中国红外研究的学科体系，并引入碲镉汞红外技术，填补了国内的技术空白。他写信给中国人民解放军总参谋部，呼吁加强红外探测器的研发。这封信成为了著名“三封信”中的第一封。面对经费紧张的局面，汤院士又致信建议集中全国科研力量攻关，推动红外技术成为国家重点发展领域。正是他的倡导，才有了上海技术物理研究所成为中国红外技术的专业研究基地，为“两弹一星”做出了突出贡献。

 

　　实验室创始人沈学础院士因在红外凝聚态物理、尤其是红外半导体和光谱领域的贡献，获得了世界电磁波科学界最高奖“巴顿奖”。而褚君浩院士，作为2022年度“感动中国”人物，在其导师汤定元院士的指导下，解决了国际难题，发现了碲镉汞窄禁带半导体的本征吸收光谱，并创立了CXT公式。实验室的科研团队持续突破多项关键技术。

 

　　丁雷和华建文团队实现了气象遥感从二维到三维的重大跨越，大气温湿度动态CT式分层解析气象遥感国际率先插旗；刘银年和孙德新团队开创了国际星载宽谱宽幅高光谱相机新体制，成功监测到“北溪2号”泄漏区域的甲烷排放，引发国际关注；陆卫和李宁团队突破了长波红外探测的技术难题，使我国成为全球少数能进行天基量子阱长波红外探测的国家之一；胡伟达、黄志明、陈凡胜、翁钱春、付雨田、王林、苗金水、姚碧霂、李天信、王旭东、陈鑫、王鹏、李冠海陈效双、戴宁等团队的工作，发现了新的光电探测机理，研制出具备高灵敏度和超宽光谱响应的新型探测器，推动了航天红外光电有效载荷的跨代发展。正是这些努力和突破，让实验室屡获殊荣，在国际红外领域不断开拓新高地。

 

　　 上海科技

 

　　在提升新质生产力方面，实验室的前沿技术做了哪些支撑作用？

 

　　 中国科学院上海技术物理研究所红外科学与技术重点实验室团队

 

　　在提升新质生产力方面，我们的前沿技术起到了非常重要的作用。为了满足高质量天气预报对更精准的大气探测需求，我们实验室开发了一种全新的红外高光谱探测技术，能够从地球静止轨道上实时监测大气的三维结构。这项技术解决了距离远、信号弱等一系列技术难题，并且拥有完全自主知识产权。通过这项技术，我们首次在国际上实现了高频次的大气三维监测，为全球气象遥感领域做出了重大贡献。这不仅得到了国内外学术界的高度认可，也产生了显著的社会效益，进一步推动了天气预报和气候研究的进步。

 

　　 上海科技

 

　　目前，中国的红外技术发展面临怎样的机遇和挑战？实验室在上海取得了哪些关键的技术支撑作用？

 

　　 中国科学院上海技术物理研究所红外科学与技术重点实验室团队

 

　　当前我们正迎来前所未有的发展机遇，伴随着国家对科技创新的持续重视，红外技术作为重要的战略科技之一，也获得了强力的政策支持。挑战方面，国际竞争日益激烈，尤其是在关键技术的自主创新和突破上，我们仍然面临许多难题。但我相信，只要我们继续扎根基础研究，同时强化技术转化和应用，我们必定能够在全球红外科技竞争中占据更加重要的地位。

 

　　作为红外科技创新的重要阵地，实验室已经成功实现了多项关键技术的突破，特别是在气象监测领域，我们自主研发的静止轨道大气三维CT式探测模式，为精确监测大气温度、湿度以及气溶胶等关键气象参数提供了强有力的技术支持。这些技术为气象预报、极端天气监测和应对气候变化提供了高精度的数据基础。

 

　　 上海科技

 

　　今年实验室最重要的科研目标是什么？对未来有哪些期待？

 

　　 中国科学院上海技术物理研究所红外科学与技术重点实验室团队

 

　　2024年，我们实验室的核心科研目标之一是进一步提升极限红外探测能力，尤其是在低温、高灵敏度探测领域的突破。这项技术的发展不仅能让我们在远距离、弱信号环境下精确探测目标，还将在天文观测、深空探测、气象监测以及国防安全等领域带来革命性的应用。极限红外探测的提升，将帮助我们捕捉到传统技术无法识别的微弱信号，使得对宇宙深处、极端气候现象以及军事威胁的监测更加精准。

 

　　此外，我们拟在进一步推动智能红外探测的进展。智能红外探测将集感、存、算能力于一体，将大幅提高了探测能力、处理效率和决策精度。这项技术的突破将推动无人驾驶、智能制造和精细农业等多个领域的发展。例如，通过智能红外系统，能够实时监控和识别异常气象情况，提供更迅速、精准的气象预报服务，帮助政府和行业更好地应对气候变化。

 

 

　　未来的道路上，极限红外探测将是我们实验室的核心科研方向。我们将继续致力于技术创新，力争在全球红外技术领域取得更多成果，推动中国在这一领域占据世界领先地位。