方家熊院士是我國(guó)光傳感技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)軍人物，2001年當(dāng)選為中國(guó)工程院院士，現(xiàn)任中國(guó)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(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室學(xué)術(shù)委員會(huì)主任、中國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)紅外與光電器件委員會(huì)主任。

方家熊院士歷年來(lái)從事中、長(zhǎng)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(kāi)發(fā)。其主持開(kāi)發(fā)的多種傳感器成功應(yīng)用于“風(fēng)云1號(hào)”、“風(fēng)云2號(hào)”氣象衛(wèi)星，“神舟3號(hào)”航天飛船等，相關(guān)成果獲6項(xiàng)國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)，為我國(guó)航天紅外遙感解決了重大關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，開(kāi)拓了中國(guó)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?cè)瓉?lái)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(guó)科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所開(kāi)始全面涉足紅外多光譜技術(shù)的研究?！狈郊倚茉菏空f(shuō)道。

“為什么我們會(huì)對(duì)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(lái)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(guó)近紅外光譜學(xué)術(shù)會(huì)議，獲得了一個(gè)有用的信息：一些儀器公司在生產(chǎn)小型光譜儀器時(shí)，一些關(guān)鍵的器件國(guó)內(nèi)沒(méi)有，都是向國(guó)外公司購(gòu)買(mǎi)。對(duì)此我們進(jìn)行了調(diào)研，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，近10年來(lái)科技部等部委通過(guò)各個(gè)渠道支持了很多研制小型、微型近紅外光譜儀項(xiàng)目。但這些項(xiàng)目研制出的儀器其核心部件都采用了國(guó)外的，并且，這些儀器完成后并沒(méi)有產(chǎn)業(yè)化。

事實(shí)上，上面所說(shuō)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(gè)器件，用戶很迫切，而我們又能夠生產(chǎn)這個(gè)核心部件，那么，我們應(yīng)該在這方面做一點(diǎn)事情了。

另外，將航天紅外遙感技術(shù)民用化還有一個(gè)大的背景：國(guó)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(guó)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(xiàng)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(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展貢獻(xiàn)力量。

在這個(gè)指導(dǎo)思想下，中國(guó)科學(xué)院有兩個(gè)“大部署”：一是創(chuàng)辦新所，這個(gè)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(guó)科學(xué)院各個(gè)所都在“動(dòng)”，我們所也在努力。例如，我們所辦了兩個(gè)分部，一個(gè)常州分所；另一個(gè)嘉定分部正在建設(shè)中。

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

中國(guó)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(duì)這一問(wèn)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(dòng)的，所以，我們?cè)?008年就開(kāi)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(píng)價(jià)。兩位教授都是從事應(yīng)用研究的，他們對(duì)近紅外光譜儀的要求是小型化、可靠、便宜。

說(shuō)實(shí)話，研制符合這三個(gè)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(duì)成本沒(méi)有過(guò)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(tái)儀器需要幾十萬(wàn)，如果是野外使用的常常需要上百萬(wàn)，所以迫切要求降低成本。

然而，對(duì)我們來(lái)說(shuō)，“便宜”不是通常認(rèn)為的擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模來(lái)降低成本，而是要研發(fā)低成本技術(shù)。例如，原來(lái)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(shí)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(dòng)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(guò)來(lái)的，不是跟蹤國(guó)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(shí)候，方家熊院士團(tuán)隊(duì)專門(mén)成立了一個(gè)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(gè)設(shè)計(jì)平臺(tái)、三個(gè)測(cè)試平臺(tái)，還要研制出微型近紅外光譜儀。

其中，設(shè)計(jì)平臺(tái)分別是大規(guī)模電路設(shè)計(jì)平臺(tái)、工藝設(shè)計(jì)平臺(tái)、可靠性設(shè)計(jì)平臺(tái)；測(cè)試平臺(tái)分別是紅外器件MTF（調(diào)制傳遞函數(shù)）測(cè)試平臺(tái)、小型光譜儀參數(shù)測(cè)試平臺(tái)、短波紅外焦平面參數(shù)測(cè)試平臺(tái)。這些設(shè)計(jì)平臺(tái)、測(cè)試平臺(tái)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(guò)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)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(wèn)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(cè)試“銦鎵砷近紅外焦平面”器件的應(yīng)用效果。同時(shí)，我們也搭建了MTF測(cè)試系統(tǒng)，現(xiàn)階段主要測(cè)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(jì)、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(cè)試系統(tǒng)項(xiàng)目就是我們從應(yīng)用中提煉出來(lái)的基礎(chǔ)研究課題。

在這個(gè)過(guò)程中，方家熊院士團(tuán)隊(duì)有兩點(diǎn)體會(huì)：首先，近紅外光譜技術(shù)是以應(yīng)用帶動(dòng)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(jì)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(shí)產(chǎn)權(quán)的科研成果，而且這個(gè)成果是可以馬上實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的。

方家熊院士談我國(guó)分析儀器行業(yè)存在問(wèn)題及與國(guó)外差距

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

我國(guó)分析儀器發(fā)展中存在的主要問(wèn)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(wèn)題：我國(guó)科研力量分散，如何將其“捏合”起來(lái)？

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

第二個(gè)問(wèn)題：如何與國(guó)外儀器公司相處？

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

第三個(gè)問(wèn)題：如何將企業(yè)人才培養(yǎng)計(jì)劃提升至更重要的位置？

國(guó)家基金委每年投入大量資金，主要有兩個(gè)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(lái)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(gè)問(wèn)題：我國(guó)科技界只緊盯、跟蹤國(guó)際前沿技術(shù)，這是一個(gè)誤區(qū)！

緊盯、跟蹤國(guó)際科技前沿以前是需要的，但做不出具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的科研成果。所謂“緊盯國(guó)際科技前沿”就是一些人在做，但領(lǐng)頭的人多是外國(guó)人，等于說(shuō)我們是跟著別人跑、是落后的?！案檱?guó)際先進(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?cè)俑?，距離“前沿”就更遠(yuǎn)了。

為什么過(guò)去我們一直都是在跟蹤國(guó)際先進(jìn)技術(shù)？我認(rèn)為是我們對(duì)應(yīng)用技術(shù)沒(méi)有研究透徹。沒(méi)有研究透徹，就發(fā)現(xiàn)不了問(wèn)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(guó)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(guó)產(chǎn)近紅外光譜儀器與國(guó)外的差距：不在水平而主要在可靠性

國(guó)產(chǎn)近紅外光譜儀器與國(guó)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(guó)分析儀器行業(yè)對(duì)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(guó)分析儀器企業(yè)應(yīng)發(fā)展穩(wěn)定、可靠的硬件”的經(jīng)驗(yàn)之談應(yīng)引起我們的重視。

另一個(gè)差距是在儀器的配件方面，通常，國(guó)產(chǎn)儀器配備的附件沒(méi)有國(guó)外儀器配備的完善。國(guó)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(duì)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(guó)內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)是不愿意的。

事實(shí)上，在儀器的關(guān)鍵器件方面，國(guó)內(nèi)與國(guó)外差不多，國(guó)內(nèi)外儀器公司的關(guān)鍵部件都是購(gòu)買(mǎi)的，區(qū)別只在于，國(guó)外儀器公司的國(guó)內(nèi)有這方面的器件，或有價(jià)格的優(yōu)勢(shì)；而我國(guó)的儀器公司則需要向國(guó)外購(gòu)買(mǎi)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)完全本土化生產(chǎn)。

對(duì)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(guò)去。遇到什么問(wèn)題，記錄下來(lái)，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(shí)，主動(dòng)把它們的原理搞清楚，這個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程比在大學(xué)里的學(xué)習(xí)有效得多。

第三是在做一個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，盡力將實(shí)驗(yàn)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(lái)說(shuō)，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。