用红外的“眼睛”看世界(走进优秀国家重点实验室)——记红外物理国家重点实验室

日期 2006-05-08　来源：人民日报　作者：曹玲娟　【大中小】　【打印】　【关闭】

　　走进这间明亮整洁的实验室，清洁是第一眼的感受，形状各异的实验仪器一尘不染，这不仅是因为这些仪器价值不菲，更是由于光学实验室对房间清洁度要求极高。　　房间正中实验台上，一台红外荧光光谱仪令人瞩目：外表是银白色的长方形箱体，箱体正中“挖”出一块空间，空间四壁呈黑色，像一个四四方方的“黑洞”，是放置实验样品的地方。实验台前，还有另一台酷似机器人手臂的仪器，仪器前端的“测量头”里面，已被科研人员固定了一个小型的待测量的半导体材料。　　科研人员小心将“测量头”挪入“黑洞”，再利用卡片确定好材料位于聚焦点，摆在一旁的电脑便显示出几条波形。科研人员介绍，这红外光谱研究实验，是选用特定光源，通过调整光路，让该光源所发出的光通过所要研究的材料，经过对透射、反射、荧光等数据的记录分析，量化待测材料的特性，包含材料光学特性信息的光谱曲线或图形实时在显示器上显示出来。　　原红外物理国家重点实验室主任、学术委员会副主任褚君浩院士微笑着看着助手们进行实验演示，他骄傲地告诉记者，这里的实验仪器，价值以百万美元来计算，且经过了实验室在测量方法上的创新改进，功能更强，即使在国际上，也是第一流的先进实验系统。　　实验室的研究力量雄厚。近１０年来，实验室获国家和部委奖１６项；获得专利和鉴定成果几十项；发表学术论文８００余篇，其中４００余篇在国际学术刊物上发表；在国际学术会议上作特邀报告２０余次。１９９５年１１月被美国《科学》杂志列为中国的１１个一流实验室之一。　　这些成就，都是在红外世界探索的成果。红外线的科学定义是介于可见光红端与微波之间的电磁辐射。其实，任何物体都会由于自身分子或原子运动向周围空间发出红外辐射，在红外线的世界中，每一个物体都在发光。在现实生活中，人们正尝试各种方法捕捉、利用这种肉眼看不见的光，如夜视仪、红外热像仪、红外成像光谱仪等，让我们的视野越来越开阔。　　红外物理是凝聚态物理和应用光学的交叉学科。各种红外光电设备之所以能够“看到”红外光，是因为它们有一双专门对红外线敏感的“眼睛”，这种对红外光敏感的元件就叫红外探测器。我国风云卫星、神舟飞船都有红外遥感仪器。“风云”系列卫星上所装的红外摄像机，从空间实施对地球观测，可以同时获得可见光、热红外及水汽红外图像。经一系列处理后，就得到了我们每天可以看到的云图，并依据这些信息进行天气预报。利用红外热像仪，可以对肿瘤作早期诊断，特别是对浅表性的乳腺癌和皮肤癌更为有效。　　褚君浩院士介绍，实验室之所以在国际上享有声誉，优势主要基于对探测器这个核心元器件的材料研究，即对窄禁带半导体研究的精研，在碲镉汞的能带参数、晶格振动、杂质缺陷以及光学和电学性质研究方面取得多项创新结果。其中“碲镉汞薄膜的光电跃迁和红外焦平面材料器件研究”获得２００５年度国家自然科学二等奖。　　这种优势，有着权威证明。如褚君浩院士被聘任参加国际著名科学手册《Ｌａｎｄｏｌｔ—Ｂｏｒｎｓｔｅｉｎ科学技术中的数据和函数关系》的编写。沈学础院士关于量子阱红外探测器发展战略的综述文章，被收入美国夜视技术里程碑卷。关于铁电薄膜的研究结果，美国《材料学会通报》和《先进薄膜与表面技术》专门发表评论文章予以介绍。关于窄禁带半导体的研究结果被国际知名专家评论为“不仅赶上世界水平，而且在某些方面走在国际前列”。