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方家熊院士是我國光傳感技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)軍人物，2001年當(dāng)選為中國工程院院士，現(xiàn)任中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所研究員、副總工程師，兼任傳感技術(shù)國家重點實驗室學(xué)術(shù)委員會主任、中國光學(xué)學(xué)會紅外與光電器件委員會主任。

方家熊院士歷年來從事中、長波紅外傳感器、紫外傳感器、短波紅外傳感器等半導(dǎo)體傳感器的研究開發(fā)。其主持開發(fā)的多種傳感器成功應(yīng)用于“風(fēng)云1號”、“風(fēng)云2號”氣象衛(wèi)星，“神舟3號”航天飛船等，相關(guān)成果獲6項國家科技進(jìn)步獎，為我國航天紅外遙感解決了重大關(guān)鍵技術(shù)問題，開拓了中國航天遙感用紅外傳感器技術(shù)。

航天紅外遙感技術(shù)在民用領(lǐng)域發(fā)展前景廣闊

“我們原來一直在研究航天紅外遙感技術(shù)，并未涉及民用近紅外光譜儀領(lǐng)域。而現(xiàn)在中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所開始全面涉足紅外多光譜技術(shù)的研究?！狈郊倚茉菏空f道。

“為什么我們會對航天紅外遙感技術(shù)民用化感興趣？”

方家熊院士首先介紹了他和他的同事們由原來研制航天紅外傳感器轉(zhuǎn)向民用近紅外光譜儀器技術(shù)研究的相關(guān)背景。

2006年，我們參加了第一屆全國近紅外光譜學(xué)術(shù)會議，獲得了一個有用的信息：一些儀器公司在生產(chǎn)小型光譜儀器時，一些關(guān)鍵的器件國內(nèi)沒有，都是向國外公司購買。對此我們進(jìn)行了調(diào)研，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，近10年來科技部等部委通過各個渠道支持了很多研制小型、微型近紅外光譜儀項目。但這些項目研制出的儀器其核心部件都采用了國外的，并且，這些儀器完成后并沒有產(chǎn)業(yè)化。

事實上，上面所說的核心部件正好是四年前我們?yōu)楹教鞈?yīng)用研發(fā)的“銦鎵砷近紅外焦平面”，儀器就缺這個器件，用戶很迫切，而我們又能夠生產(chǎn)這個核心部件，那么，我們應(yīng)該在這方面做一點事情了。

另外，將航天紅外遙感技術(shù)民用化還有一個大的背景：國家明確提出逐步轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，其中，希望中國科學(xué)院不光是研究一些“大”科學(xué)，像發(fā)展航天技術(shù)等重大科研項目以及發(fā)表科技文章，還要為工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)等各領(lǐng)域做“一些”具體事情，為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展貢獻(xiàn)力量。

在這個指導(dǎo)思想下，中國科學(xué)院有兩個“大部署”：一是創(chuàng)辦新所，這個新所要和地方政府聯(lián)合創(chuàng)辦，其目的很明確，不僅要研究尖端技術(shù)，更要為地方的經(jīng)濟(jì)發(fā)展做一些有用的事情；二是一些老所辦分所，分所的研究領(lǐng)域要與地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展特色相結(jié)合。中國科學(xué)院各個所都在“動”，我們所也在努力。例如，我們所辦了兩個分部，一個常州分所；另一個嘉定分部正在建設(shè)中。

航天儀器技術(shù)轉(zhuǎn)向民用：重點在于研發(fā)低成本技術(shù)

中國航天遙感用紅外傳感器技術(shù)，毋庸置疑是先進(jìn)的、高水平的。但航天儀器技術(shù)應(yīng)用到民用領(lǐng)域，需要突破哪些“瓶頸”呢？針對這一問題，方家熊院士談到：

將一些航天儀器技術(shù)轉(zhuǎn)向民用有許多需要再研發(fā)的地方，以近紅外光譜為例，近紅外光譜技術(shù)發(fā)展是以應(yīng)用為驅(qū)動的，所以，我們在2008年就開始和“外面”聯(lián)系。其中，一位是江蘇大學(xué)的陳斌教授，他研究的領(lǐng)域主要是食品工業(yè)，自己也研制一些近紅外光譜儀器分析軟件和硬件。另外一位是浙江大學(xué)的龔淑英教授，她研究的領(lǐng)域主要是茶葉質(zhì)量評價。兩位教授都是從事應(yīng)用研究的，他們對近紅外光譜儀的要求是小型化、可靠、便宜。

說實話，研制符合這三個要求的近紅外光譜儀的難度不比研制航天儀器低。航天儀器也要求小型、可靠以及低功耗，但對成本沒有過多要求。小型、微型近紅外光譜儀器在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)等各方面的應(yīng)用范圍非常廣泛，但是現(xiàn)在一般一臺儀器需要幾十萬，如果是野外使用的常常需要上百萬，所以迫切要求降低成本。

然而，對我們來說，“便宜”不是通常認(rèn)為的擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模來降低成本，而是要研發(fā)低成本技術(shù)。例如，原來在航天儀器中使用鉑金、黃金材料，現(xiàn)在轉(zhuǎn)向民用需要使用鋁等普通金屬材料，成本降低的同時要保證相應(yīng)的性能也能滿足使用要求。低成本技術(shù)要求從原理上、基礎(chǔ)上研究，進(jìn)而帶動基礎(chǔ)技術(shù)研究。而且，這些相關(guān)課題的提出是我們從應(yīng)用中移植過來的，不是跟蹤國際先進(jìn)技術(shù)，完全是我們自創(chuàng)的。

成立“組件應(yīng)用技術(shù)研究組”：已完成微型近紅外光譜儀原理樣機(jī)

2009年的時候，方家熊院士團(tuán)隊專門成立了一個研究組——組件應(yīng)用技術(shù)研究組，研究組的近期發(fā)展目標(biāo)是建立三個設(shè)計平臺、三個測試平臺，還要研制出微型近紅外光譜儀。

其中，設(shè)計平臺分別是大規(guī)模電路設(shè)計平臺、工藝設(shè)計平臺、可靠性設(shè)計平臺；測試平臺分別是紅外器件MTF（調(diào)制傳遞函數(shù)）測試平臺、小型光譜儀參數(shù)測試平臺、短波紅外焦平面參數(shù)測試平臺。這些設(shè)計平臺、測試平臺屬于應(yīng)用基礎(chǔ)技術(shù)，主要是為了我們的“銦鎵砷近紅外焦平面”器件能在近紅外光譜儀中得到很好應(yīng)用，通過發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，不斷提高器件性能、降低成本，也為航天應(yīng)用中的器件問題的解決提供了新手段。

目前，我們已經(jīng)完成了近紅外光譜儀的原理樣機(jī)，正在測試“銦鎵砷近紅外焦平面”器件的應(yīng)用效果。同時，我們也搭建了MTF測試系統(tǒng)，現(xiàn)階段主要測試“銦鎵砷近紅外焦平面”的傳遞函數(shù)，目標(biāo)是找出傳遞函數(shù)與器件的設(shè)計、加工、物理機(jī)理之間的關(guān)系，將器件本身搞清楚，以提高器件的傳遞函數(shù)。MTF測試系統(tǒng)項目就是我們從應(yīng)用中提煉出來的基礎(chǔ)研究課題。

在這個過程中，方家熊院士團(tuán)隊有兩點體會：首先，近紅外光譜技術(shù)是以應(yīng)用帶動有關(guān)技術(shù)的發(fā)展，這里的“技術(shù)”包括軟件技術(shù)、基礎(chǔ)技術(shù)、硬件技術(shù)，基礎(chǔ)技術(shù)主要是化學(xué)計量學(xué)；其次，從新應(yīng)用要求——低成本技術(shù)要求中提煉出基礎(chǔ)技術(shù)課題進(jìn)行研究，獲得我們自己的擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的科研成果，而且這個成果是可以馬上實現(xiàn)應(yīng)用的。

方家熊院士談我國分析儀器行業(yè)存在問題及與國外差距

方家熊院士是我國著名的光傳感器專家，為我國科技事業(yè)作出了突出貢獻(xiàn)。針對我國分析儀器行業(yè)發(fā)展中存在的問題，方家熊院士以其40多年科研工作的經(jīng)驗指出：

我國分析儀器發(fā)展中存在的主要問題：基礎(chǔ)研究與應(yīng)用研究、生產(chǎn)制造脫節(jié)

首先最大的問題：我國科研力量分散，如何將其“捏合”起來？

我國科研力量存在著分散、“小打小鬧”、“捏不起來”的問題。如何能把科研力量捏合起來，形成我國分析儀器硬件技術(shù)、軟件技術(shù)的攻堅力量是目前我們著重需要解決的問題。

第二個問題：如何與國外儀器公司相處？

一方面我國分析儀器行業(yè)應(yīng)該感謝國外儀器公司的幫助，另一方面兩者之間還存在著競爭關(guān)系。所以，國產(chǎn)分析儀器公司與國外儀器公司之間是一種又合作又競爭的關(guān)系，而在這個關(guān)系中，最好的結(jié)果是能夠獲得雙贏，國外儀器公司能夠賺到錢，我們的相關(guān)工業(yè)水平也得到了提高，共同使儀器的價格降下來，共同努力使應(yīng)用范圍更廣泛。

第三個問題：如何將企業(yè)人才培養(yǎng)計劃提升至更重要的位置？

國家基金委每年投入大量資金，主要有兩個任務(wù)：第一就是把基礎(chǔ)研究成果成功延伸到應(yīng)用研究和生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)中，為應(yīng)用研究和生產(chǎn)制造提供科學(xué)方法；第二是培養(yǎng)科技人才。當(dāng)前的科技人才培養(yǎng)主要在大學(xué)和科研院所，未來應(yīng)該把企業(yè)人才培養(yǎng)列到更重要的位置上，促進(jìn)企業(yè)提升技術(shù)水平，促進(jìn)企業(yè)能很快將基礎(chǔ)研究的成果應(yīng)用到生產(chǎn)中。

第四個問題：我國科技界只緊盯、跟蹤國際前沿技術(shù)，這是一個誤區(qū)！

緊盯、跟蹤國際科技前沿以前是需要的，但做不出具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的科研成果。所謂“緊盯國際科技前沿”就是一些人在做，但領(lǐng)頭的人多是外國人，等于說我們是跟著別人跑、是落后的?！案檱H先進(jìn)技術(shù)”則是別人已經(jīng)做了五六年、已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化了，我們再跟著做，距離“前沿”就更遠(yuǎn)了。

為什么過去我們一直都是在跟蹤國際先進(jìn)技術(shù)？我認(rèn)為是我們對應(yīng)用技術(shù)沒有研究透徹。沒有研究透徹，就發(fā)現(xiàn)不了問題、提煉不出基礎(chǔ)研究課題。我們的基礎(chǔ)研究通常是看到國際上發(fā)表了什么文章，跟著做。我想我們要努力改變這種狀況了。

國產(chǎn)近紅外光譜儀器與國外的差距：不在水平而主要在可靠性

國產(chǎn)近紅外光譜儀器與國外的技術(shù)水平相差并不大，差距主要在可靠性方面。但我國分析儀器行業(yè)對儀器的可靠性研究并不太重視。陸婉珍院士曾經(jīng)提出的“我國分析儀器企業(yè)應(yīng)發(fā)展穩(wěn)定、可靠的硬件”的經(jīng)驗之談應(yīng)引起我們的重視。

另一個差距是在儀器的配件方面，通常，國產(chǎn)儀器配備的附件沒有國外儀器配備的完善。國內(nèi)儀器生產(chǎn)企業(yè)與應(yīng)用者的聯(lián)系不緊密，生產(chǎn)企業(yè)對用戶不了解，不知道用戶想干什么。并且，若只是為一部分用戶的應(yīng)用需求而投入大量的人力、物力，多數(shù)國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)是不愿意的。

事實上，在儀器的關(guān)鍵器件方面，國內(nèi)與國外差不多，國內(nèi)外儀器公司的關(guān)鍵部件都是購買的，區(qū)別只在于，國外儀器公司的國內(nèi)有這方面的器件，或有價格的優(yōu)勢；而我國的儀器公司則需要向國外購買，無法實現(xiàn)完全本土化生產(chǎn)。

對年輕基層科研工作者的建議：在干中學(xué)、在干中提升水平、在干中獲得利益

首先，做好當(dāng)前的工作。即使只做一天的工作，也不要馬虎的混過去。遇到什么問題，記錄下來，再尋求各種方式去解決。

第二是碰到任何分析儀器、分析方法時，主動把它們的原理搞清楚，這個學(xué)習(xí)過程比在大學(xué)里的學(xué)習(xí)有效得多。

第三是在做一個實驗時，盡力將實驗的所有配置以及它們相互之間是如何配合的全部弄明白。

總的來說，就是在干中學(xué)，在干中提升自己的水平，在干中獲得自己的利益。在當(dāng)前的工作中磨練創(chuàng)新思維，從小改小革向重大創(chuàng)新發(fā)展。