红外探物 矢志不渝

 
 
红外探物 矢志不渝  
——走进红外物理国家重点实验室  

■本报记者 郑金武

茫茫太空，众多人造航天器在按既定轨道翱翔的同时，还要做到实时精准对地“观测”。如何让卫星、飞船等航天器上的“天眼”看得清、看得远、看得准，核心关键技术攻关迫切需要基础研究与应用基础研究先行。

依托中国科学院上海技术物理研究所（以下简称上海技物所）建设的红外物理国家重点实验室，是一支始终瞄准国家使命性任务和面向世界科学前沿、在红外物理应用基础领域已具有国际影响力的创新团队。

“立足国际前沿、瞄准国家需求，打造在国际上具有重要影响的科学研究创新基地、高层次专业人才培养基地、解决国家‘有和无’的基地。”经过数十年发展，红外物理国家重点实验室主任陈效双坚定地认为，实验室走的“红外光电子物理与光电操控的应用基础研究”之路是正确的。

“红”脉相承

“白手起家，勇于创新”，是老一辈科研工作者的座右铭，也是红外物理国家重点实验室的标签和基因。

上海技物所开展红外光学研究的历史，可以追溯到上世纪50年代。1951年，中国科学院院士汤定元从国外留学回国在上海技物所工作后，选择了半导体物理作为自己的研究方向，并在工作小组中主要研究半导体的光学及光电性能。

在从事半导体的研究中，汤定元极具战略眼光地认识到红外技术对国家安全的重要性。他提笔向国家主管部门和聂荣臻元帅“请战”，建议我国部署红外研究工作。

随着红外物理逐渐成为研究的热点，红外物理国家重点实验室第一、二届主任，中国科学院院士沈学础和同事们白手起家，建立了红外物理实验室，致力于用红外的方法研究物体的性质，同时用这些研究成果促进红外技术及应用的发展。

起步初期，实验室发展异常艰难，在研究所的仓库里开始，沈学础和同事们一步步像养孩子一样把实验室“拉扯大”。由于发展迅速，1985年，红外物理实验室成为中国科学院开放实验室；到1989年，实验室正式被纳入国家重点实验室序列。

红外物理国家重点实验室第三、四届主任，中国科学院院士褚君浩瞄准红外物理热点领域开展了重点布局。褚君浩长期从事红外光电子材料和器件的研究，开展了用于红外探测器的窄禁带半导体碲镉汞和铁电薄膜的材料物理和器件研究，并提出了碲镉汞的禁带宽度等关系式，被国际上称为CXT公式。

“做科研要敢于工作在前沿，要有志气，要在前沿做出好的成果来。”褚君浩不仅身体力行，也把这样的信念根植于实验室的发展中。

实验室第五、六届主任陆卫在理论研究中，应用红外磁光光谱手段，从实验上直接验证了Haldane禁带理论猜想。这项工作属国际首次，为磁学领域解决了重要理论命题的判别问题。

“从基础研究到成果最终应用，实验室有很好的传承。”陆卫说。

正是这样的创新传承，使得实验室的发展蒸蒸日上，为迈向具有国际重要影响的科学研究创新基地奠定了坚实基础。

使命担当

红外物理学的应用基础研究，是国际上六大颠覆性前沿科学之一，对未来发展有重要而深远的战略意义。

从东方红一号人造卫星，到如今的墨子号、天宫二号等，红外物理国家重点实验室完成了为我国空间和安全重大工程技术的跨代发展提供学科支撑的使命。

“有赖于长期学科基础积累，立足红外物理学的应用基础研究，实验室承担了大量的国家中长期规划和国家重大科学计划，有力推动了我国空间技术的发展。”陈效双介绍。

目前，实验室针对空间光电技术跨代发展需求，已形成较完备的红外物理学科方向布局，围绕“红外物理、材料、器件及其光电探测新方法研究”领域，确立了实验室的研究重点，凝练窄禁带半导体物理、量子态调控、低能元激发物理、光谱学新技术、光电探测新方法与应用等5个研究方向。

“以现代红外物理学为切入点，立足学科前沿和国家重大需求，围绕红外光谱、红外系统、红外器件等，开展了新机理、新概念、新材料、新器件、新技术、工程验证和应用的全方位科研，形成了完整的学科链。”陈效双说。

作为国家创新力量，红外物理国家重点实验室攻坚克难，取得了一个又一个突破。