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心系红外 服务国家

中国科学院上海技术物理研究所陆卫研究员:把论文写在浩瀚星河

2025年09月15日 13:08:47 中国城市报王迪

在我国航天事业迈向星辰大海的征途中,高水平空间红外探测技术是核心能力,也是西方长期封锁的关键领域。

中国科学院上海技术物理研究所的研究员陆卫长期致力于红外物理与光电子学研究,是我国该领域的核心专家。他带领团队面向国家重大需求,系统开展空间红外探测的底层机理研究,探索出一条“需求牵引基础研究、基础突破驱动应用”的创新路径,有力推动了我国红外探测技术的自主发展,成功打破国外封锁。

他曾主持国家重大科研仪器研制项目、国家杰出青年科学基金、创新群体等多个重要项目,作为第一完成人获国家自然科学二等奖和国家技术发明奖二等奖各一项,发表SCI论文360余篇……。近日,中国城市报记者走进中国科学院上海技术物理研究所,深入了解他在红外科技攻关道路上的奋斗历程与创新思考。

陆卫与红外科技的缘分始于少年时期。20世纪70年代,《珊瑚岛上的死光》等科幻作品在他心中埋下科学的种子。1979年,他考入复旦大学物理系激光专业,从此踏上物理学研究的道路。

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陆卫(左一)和同事王文娟研究员交流近红外单光子探测器的进展和应用。团队研制的InP基单光子探测器件正随着天问二号飞向数亿公里外的2016HO3小行星,开展我国最远的地外探索旅程。

面对当时国际学术界“物理学黄金时代已过去”的论调,陆卫始终坚信,物理学作为基础学科,是国家战略技术不可替代的根基。1983年,他进入中国科学院上海技物所,师从沈学础院士,很快在《物理评论》等国际权威期刊发表论文,展现出过人的科研潜力。

1988年,陆卫获得德国洪堡基金资助,赴德国布仑瑞克技术大学深造。临行前,他立下“学成必归”的誓言。留学期间,他争分夺秒开展科研,成果发表在《物理评论快报》,实现了对诺贝尔奖核心成果“Haldane猜想”的光谱学实验验证。

1991年,他信守承诺回到祖国。“中国正在奋发图强,希望我的科研成果能为国家所用。”这句话成为他日后科研工作的最好注脚。

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国产自动化红外材料外延设备刚刚投入运行,陆卫(左一)和团队的乔辉研究员在观察设备状态。这是智能化工艺线投产的第一台装置,将为研究红外芯片界面科学提供通量化的数据和材料。

回国后,陆卫将目光锁定在我国空间红外探测的核心瓶颈上,开启以基础研究服务国家需求的攻坚之路。面对国际严格技术封锁,他认识到仅仅模仿远远不够,必须从最底层的物理原理进行突破。团队实现了两次重大跨越:

第一次是攻克“暗电流”难题。陆卫创新提出“电子局域化操控”理论,他指导研究生实验观测到半导体沟道中经电场加速后的热电子温度,这一突破传统能量耗散焦耳定律限制的新发现发表在《Science》上。基于该理论,团队研制出被称为第四类跃迁的量子阱长波红外焦平面器件,其暗电流性能优于美国Landsat-9卫星所用同类探测器一个量级以上,成功应用于我国新技术试验卫星G星。

第二次是突破“背景限制”难题。陆卫提出光子与电子联合操控的学术思想,建立红外探测的“光电临界耦合模式”,解决了探测率提升与背景电流抑制之间的基本矛盾。团队成功研制出单片集成56个光谱通道的新型量子阱红外焦平面器件,将国际红外焦平面单片集成光谱通道数从美国报道的4通道提升了一个量级。该器件应用于遥感三十七号卫星,被用户评价为“开创性的突破”。

中国科学院上海技术物理研究所副所长陶俊超表示,陆卫的成功既源于个人卓越的科研能力,也离不开研究所特有的创新文化和支撑体系。

“上海技物所形成了容错机制和长期支持的文化。”陶俊超介绍,“在量子结构探测器面临质疑的时期,所里仍然坚持支持,通过新技术试验卫星进行验证,最终证明其巨大价值。”

在人才培养方面,技术所注重将平台、人才和任务一体化布置,让年轻人在重大任务中锻炼成长。“我们对年轻人的培养不仅是提供经费支持,更是创造平台和机会。”陶俊超表示,研究所还设立创新专项,支持40岁以下的青年科研人员和高年级博士生开展探索性、挑战性的基础研究。

通过三十余年的实践,陆卫生动诠释了“国家重大需求牵引基础研究,基础突破驱动颠覆性应用”的创新路径。他带领的团队覆盖从红外物理到空间应用全创新链,培养出56名博士生,他们中既有刚获得科学院院长特别奖的90后毕业生,也有已经入选国家级人才计划的杰出英才,正成为推动我国红外科技发展和超越的接力梯队。

“科学研究要为国家所用。”这是陆卫常说的话,也是他科研生涯的真实写照。从少年时期的科学梦想到如今将论文写在浩瀚星河,陆卫用毕生奋斗实现了“心系红外、服务国家”的誓言,在中国航天史上留下了浓墨重彩的一笔。


责任编辑:乔妙妙

研究员红外技术中国军情

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