市科學技術局>政府信息公開>工作動態 紅外光波肉眼無形,卻貫穿天地、賦能萬象,是現代科技不可或缺的核心基石。風云衛星依托它晝夜監測氣象云圖,月球車借它解析星體地質信息,日常測溫、智能感知等民生設備也皆依托其技術原理。在這些大國重器與民生科技的背后,離不開一位深耕紅外物理與窄禁帶半導體領域六十載的“追光者”——宜興籍院士褚君浩。
上海市科學技術獎勵大會今天(7月2日)上午舉行,隆重表彰為上海科技事業作出突出貢獻的科技工作者,中國科學院院士、中科院上海技術物理研究所研究員褚君浩榮膺上海市科技功臣獎,為上海科技領域最高個人榮譽。
自年少立下“讓中國科研定律站上世界舞臺”的遠大志向,褚君浩潛心深耕、久久為功,牽頭搭建國內完備的窄禁帶半導體物理學科體系,攻克多項國外壟斷技術難題,鑄就首個以中國學者命名的紅外物理國際CXT公式,為國家航天國防事業鍛造國產紅外探測核心裝備。同時,他躬身科普育人、薪火相傳,以畢生追光步履,點亮一代代科研后輩的前行之路。
制定“紅外金標準”
把中國人名字寫進物理公式
褚君浩的紅外科研求索之路始于1978年,彼時他入職中科院上海技術物理研究所,師從我國紅外與半導體學科奠基人湯定元院士。彼時全球紅外核心材料、探測技術長期被西方國家壟斷,行業壁壘極高。入行之初,他便接下世界級科研難題——精準測算碲鎘汞材料的本征吸收光譜,為紅外器件研發奠定核心理論基礎。
作為紅外探測器的核心關鍵材料,碲鎘汞堪稱紅外探測系統的“信號轉換器”,可將不可見的紅外信號轉化為可識別的電信號。而材料光譜中的關鍵拐點,直接決定器件探測精度與綜合性能,是整個紅外技術體系的核心關鍵參數,能否精準捕捉、精準測算,是突破技術瓶頸的重中之重。
碲鎘汞樣品造價昂貴、質地脆弱,單枚樣品成本高昂,且需人工精細打磨至微米級厚度,稍有不慎便會前功盡棄。面對嚴苛的實驗條件,褚君浩大膽創新,研發環氧樹脂圍邊制備工藝,有效降低樣品損耗率,這套改良方法至今仍是業內實驗室通用標準工藝。
歷經數百次試樣調試、上千輪高低溫光譜反復測試,褚君浩成功繪制出全球覆蓋最全面、精度最高的碲鎘汞本征吸收光譜。基于大量實驗數據,他與團隊聯合推導得出碲鎘汞禁帶寬度計算公式,被國際學界正式命名為CXT公式,成為全球紅外物理領域首個鐫刻中國學者姓名的核心理論公式,填補了國際領域空白。
此后,褚君浩持續深耕理論體系搭建,系統完善吸收系數、載流子濃度等19項窄禁帶半導體核心規律,全部被收錄至國際權威科學典籍,成為全球紅外芯片、探測器件設計研發的通用標準,奠定了我國在該領域的理論話語權。
立足國家重大戰略需求,褚君浩推動基礎理論成果落地工程化、產業化,自主研發的國產紅外探測裝備批量應用于風云氣象衛星、嫦娥探月、火星探測等國家級重大航天工程,徹底實現紅外焦平面器件全流程、全鏈條自主可控,擺脫國外技術依賴。
秉持“敢為人先、永不止步”的科研信念,褚君浩持續攻堅行業技術短板。針對傳統紅外設備需低溫制冷、長波段探測能力薄弱等痛點,他創新提出極化調控理論,成功研發常溫高靈敏度紅外探測器;同時全新發現電磁誘導勢阱光電效應,被納入國際七大主流光電效應體系,一舉突破超長波長紅外探測技術瓶頸,推動我國紅外探測技術從跟跑并跑躋身國際領跑行列。
在褚君浩看來,基礎科研是一場長期深耕、持續播種的事業,科研工作者必須始終保持銳意進取的創新狀態,不斷突破技術邊界、拓展探測極限,向著更長波段、更高精度、更廣適配場景持續攻關。
基礎研究和產業化
一個也不能落
深耕基礎科研的同時,褚君浩始終堅持理論創新與產業轉化雙向并行,畢生致力于打通從實驗室理論、核心技術到產業應用的完整創新鏈條。
他始終認為,基礎研究是科技創新的根本根基,產業應用是技術落地的重要載體,二者相輔相成、不可偏廢。純粹的理論研究缺乏產業支撐則難以落地,單一的技術應用缺乏理論創新則難以突破,唯有雙向發力、協同推進,才能實現科技自立自強。
多年前的一次科研成果遭遇“卡脖子”困境,讓他更加堅定深耕本土產業化的信念。其團隊自研的紅外光譜儀器技術,曾被海外企業收購后加價返銷國內,讓他深刻認識到,沒有自主可控的本土產業體系,再頂尖的基礎科研成果也無法掌握主動權。
為此,褚君浩長期為科研體制改革建言獻策,呼吁完善科研評價機制,包容、鼓勵投身成果轉化的科研人員。擔任上海市政府參事期間,他立足上海科創產業優勢,圍繞技術攻關、產業聯動、人才培育等方面提出多項務實舉措,推動科研院所、制造企業、應用單位深度協同,有效打通科技成果落地的“最后一公里”。
在技術落地布局上,他堅持雙線協同發展,一方面全力保障航天、國防、氣象等國家重點領域高端紅外器件自主供給,筑牢國家安全科技屏障;另一方面積極推動成熟紅外技術民用普及,如今國產紅外傳感設備已廣泛應用于智能駕駛、工業測溫、安防監控等民生領域,逐步實現核心元器件進口替代。
深耕上海科創一線數十年,褚君浩深切感受到國內科創生態的迭代升級。如今科技創新節奏持續加快、產業轉化效率大幅提升,細分領域技術迭代周期不斷縮短。他表示,新時代科研工作者應搶抓科創發展機遇,主動推動更多前沿技術落地生根、賦能產業,助力我國紅外領域實現高水平科技自立自強。
甘為科研“小草”
做傳承薪火的追光者
“小草”,是褚君浩為自己取的筆名,亦是他一生的科研寫照。他始終秉持謙遜務實、扎根深耕的科研初心,如同小草一般默默蓄力、堅韌生長,將科研理想深深扎根于國家戰略需求的沃土。這份踏實求真、潛心治學的優良作風,貫穿于他科研攻關、人才培育、科學普及的全過程。
導師湯定元“一流科研依靠清晰物理思想,而非頂尖設備”的治學理念,深深影響了褚君浩的科研之路。他承襲老一輩科學家求真務實、報國為民的精神底色,系統開展理論研究與實驗攻關,搭建起完整的窄禁帶半導體學科體系,接續傳承科研薪火。
育人路上,褚君浩甘為人梯、提攜后輩,始終耐心引導青年科研人員突破瓶頸、深耕鉆研。曾有學生深陷課題困境、萌生退意,他全程跟進指導、耐心梳理研究思路,歷時兩年助力團隊突破技術壁壘,成功斬獲全新光電效應重大科研成果。
他時常寄語青年科研工作者,治學立業需堅守好奇心、堅韌力與家國情懷。數十年育人耕耘,他培育出二十余名國家級青年科研骨干,如今已遍布全國各大紅外科研院所與產業平臺,持續開拓前沿研究方向,不斷拓寬我國紅外技術發展邊界。
走出實驗室,褚君浩深耕科普事業數十年,堅持以科普傳星火、以初心育新人。少年時期的科普讀物,在他心中種下科學的種子,也讓他畢生致力于科學知識普及、科學精神傳播。
多年來,他累計開展三百余場公益科普講座,做客央視《開講啦》分享科研心路,面向青少年、行業從業者普及光學知識、解讀產業趨勢。2023年,他演示光學“隱身術”的科普短視頻走紅網絡,以生動通俗的方式揭開光學奧秘,讓大眾直觀感受科學魅力,收獲廣泛好評。
如今已是八旬高齡,褚君浩依舊堅守科研一線,每日到崗辦公、深耕前沿。他始終在與青年科研團隊交流碰撞中汲取創新活力,持續攻堅多尺度紅外預警等前沿重點項目,全力沖刺紅外探測技術新極限、新高度。
回望六十載追光逐夢之路,褚君浩始終將個人理想、學科發展與國家命運緊密相連,扎根上海科創沃土,親歷并推動我國紅外領域實現從跟跑、并跑到局部領跑的歷史性跨越。這束默默堅守的紅外追光之炬,不僅照亮了我國光電科技自立自強的奮進之路,更代代相傳、生生不息。
桑梓情深反哺故里
科創薪火點亮陶都
褚君浩院士深耕前沿科研、勇攀科技高峰的同時,始終心系家鄉發展、情牽桑梓沃土,以實打實的科創資源、頂尖技術團隊和高能級創新平臺持續賦能宜興產業升級與青少年科創培育,生動詮釋了陶都院士的家國擔當與赤子情懷。
多年來,褚君浩主動擔當家鄉科創發展智囊,受聘為宜興集成電路產業發展顧問、宜興“院士之家”入駐專家,在宜興經開區德融科技牽頭設立省級企業院士工作站并親自擔任工作站主任,搭建起復旦大學光電研究院、上海技物所頂尖科研團隊與本土企業深度協同的核心創新載體。依托院士工作站平臺,校企共建聯合實驗室、國家級博士后科研工作站,落地光伏科學與技術全國重點實驗室III-V電池研究中心,構建起“基礎研究、技術攻關、成果轉化、人才培育”全鏈條創新體系,為宜興光電半導體產業高質量發展筑牢硬核科研底座。
在褚君浩院士團隊的持續攻堅與技術賦能下,德融科技高效率柔性薄膜三結砷化鎵太陽能電池持續突破性能極限,2026年經德國弗勞恩霍夫權威機構檢測認證,光電轉換效率達到37.5%,再度刷新此前36.9%的國內紀錄,持續穩居全國同類產品效率榜首。該系列電池厚度不足30微米,相較傳統剛性電池大幅減重、降本、提壽,稀有金屬用量大幅減少,廣泛應用于航空航天、衛星互聯網、無人機、新能源汽車等高端領域,打破國外高端航天光伏技術長期壟斷,成為宜興科創企業硬核突圍的標桿成果。同時,在院士牽線推動下,多個科創和產業項目落地宜興,持續補鏈強鏈延鏈,助力陶都打造長三角特色光電芯片產業集群。
教育科技人才三位一體,在賦能產業創新的同時,褚君浩格外重視家鄉青少年科學素養培育與科創精神傳承。在為宜興新材料、集成電路產業精準建言,推動紅外光學技術與陶都陶瓷特色產業跨界融合的同時,他長期為宜興中小學科創競賽、校園科學課堂提供專業指導,引領家鄉青少年崇尚科學、勇于探索、敢于創新,把求真務實、潛心鉆研、報國擔當的科學家精神根植陶都少年心中,持續厚植宜興科創人才后備根基。
宜興文脈綿長、英才輩出,是享譽全國的“教授之鄉、校長之鄉、院士之鄉”,院士資源是宜興最寶貴、最獨特的創新財富。近年來,宜興市持續深耕“院士經濟”、深入實施“氿子興宜”賦能工程,依托全市各級院士工作站、企業聯合實驗室、國家級科研平臺,持續打通“院士智慧+本土產業”融合轉化通道,推動更多前沿技術、優質項目、高端人才落地集聚,持續激活縣域創新動能、培育壯大新質生產力。
下一步,宜興將持續放大企業院士工作站賦能效應,聚焦柔性光伏、紅外傳感、半導體光電等前沿賽道,持續推動核心技術迭代、產業能級躍升、科創生態優化,持續擦亮宜興“院士經濟”特色品牌,全力打造長三角縣域科創高地,讓院士的追光星火,持續照亮陶都高質量發展之路。