一部扎根于上海技物所的红外传奇 | 科技自立自强之路

现代红外科学技术研究起步于德国后来，美国长期在保密条件下开展相关研究直到1959年9月才首次公开发表部分研究进展同时期国内“红外探测器”技术研究一片空白
汤定元是新中国成立后第一批归国留学生之一1951年他来到中国科学院工作时刻关注国际前沿的汤定元知道红外技术是一门必须跟进的新兴技术学科他带领项目组在国内最早开展硫化铅红外探测器研究
围绕红外探测器研究汤定元先后给时任国防科学技术委员会主任聂荣臻写了三封信也是在汤定元的倡议下国家将红外技术和应用光学并列作为我国科研发展重点
1964年中国科学院决定集中整合院内红外研究力量将昆明物理研究所及中国科学院上海技术物理研究所（以下简称上海技物所）转为红外技术研究专业所同时将中国科学院物理研究所、中国科学院半导体研究所红外方面的工作分别调整至这两个所“使上海技物所工作全面转向红外技术”肩负着这项重任的汤定元同十余位同事共同前往上海技物所一部扎根于上海技物所的红外传奇开始生根发芽
▲汤定元（左二）在实验室与学生交流科研进展。
上海技物所红外技术的生根发展还离不开中国科学院院士匡定波在没有任何资料可借鉴也没有什么像样的仪器设备的情况下匡定波团队克服重重挑战研制出我国首套用于歼击机的红外探测装置
▲匡定波参加“风云一号”气象卫星B星发射。
1972年气象卫星（后来的“风云一号”）预研工作开始上海技物所承担红外扫描辐射计的研制任务研究人员主动“自我加压”着手提升核心部件的性能指标由研究员龚惠兴（1995年当选为中国工程院院士）负责扫描辐射计整体研制工作红外探测器的任务交给了研究员方家熊（2001年当选为中国工程院院士）
碲镉汞被誉为红外探测器应用的“天选”材料其禁带宽度随组分变化可以制备各种波段的红外探测器方家熊带领29人的小组迎难而上一一攻克材料提纯、合成、检测、应用环境模拟等难关
1988年9月7日上海技物所建所30周年之际“风云一号”卫星成功升空不久后红外扫描辐射计顺利获取清晰图像我国成为继美国之后第二个拥有光导型碲镉汞加辐射制冷技术的国家同时期的欧洲早于我国起步却迟迟未能做成
▲1988年“风云一号”卫星发射任务试验队员凯旋归来。
“七五”期间多元长波碲镉汞探测器预研项目要求做出一个超过10像元的线列器件（注：像元指探测器扫描采样的最小单元）但方家熊瞄准当时的国际先进水平带领同事克服经费不足、设备条件差等因素成功研制出60像元器件从10像元到60像元再到180像元这些看似不可能完成的任务却被方家熊带领的团队在不到10年的时间里出色完成为后续应用于“风云二号”气象卫星、“神舟三号”飞船等的碲镉汞红外探测器组件奠定了基础
▲碲镉汞线列器件。
红外焦平面由红外像元芯片和读出集成电路组成兼具感应红外辐射信号和信息处理功能1994年在半导体材料和器件领域颇有建树的科学家何力放弃国外的高薪工作加入上海技物所同前辈们一样他也带领团队“摸着石头过河”从琢磨路线、采购设备做起不断摸索材料生长的最优方案2005年大面积碲镉汞材料跟随卫星进入太空这也是我国红外焦平面碲镉汞探测器首次应用于航天领域
2014年伴随着航天用红外探测器需求井喷式爆发为满足大面积、超长阵列产品生长的需要上海技物所决定在嘉定建立一条红外焦平面器件的工艺生产线正是在这条生产线上诞生了迄今公开报道的国际上最长的红外焦平面探测器
▲材器中心研制团队在实验室进行检测。
近年来上海技物所持续攻克大规模、高灵敏、高定量红外探测器关键技术相关成果成功应用于气象卫星、探月探火、载人工程、高分专项、国家安全等领域的遥感仪器上保障了航天红外装备的核心部件自主可控
2023年上海技物所牵头组建的红外探测全国重点实验室正式揭牌以期进一步汇聚全国红外技术领域的顶尖力量深入开展红外领域高水平应用和前沿研究推进相关技术深入融合
从早期艰难追赶外国到如今多点开花在这部跨越70年的红外史诗中国家需求是上海技物所不断发展核心关键技术的最大动力上海技物所响亮提出了“扛红外大旗”的努力方向红外探测器也逐渐成为上海技物所的“法宝” 
全文请见9月6日《中国科学报》将刊发的文章

提前布局 突破封锁——红外探测器的自主创新之路

来源：中国科学报

责任编辑：曹旸