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[成果] 1900010113 上海
TN215 应用技术 电子器件制造 公布年份:2018
成果简介:该项目属信息技术领域。红外成像是一项重要的军民用光学遥感探测技术,高分辨率成像是技术发展方向。硅(Si)基碲镉汞红外焦平面器件技术解决大尺寸碲镉汞材料、互联应力以及成本等难题,是发展大规模红外成像器件的国际研究前沿和制高点,仅美国报道了相关研究。该项目围绕高分辨率航天应用需求和技术发展前沿,先后开展了Si基碲镉汞材料外延、像元阵列芯片和晶圆加工、CMOS读出电路、环境适应性、可靠性等重大基础和关键技术研究,解决了大失配体系分子束外延、器件暗电流、低噪声高速信号读出、热应力抑制等难题,自主建立了Si基碲镉汞红外焦平面器件完整的技术体系,成功地将Si基碲镉汞焦平面前沿技术推进到实用化,获上海市科技进步一等奖和中国科学院杰出成就奖(集体)。取得的主要科技创新点为: 自主建立了大失配体系分子束外延技术,发展了Si基替代衬底方法,实现了高质量碲镉汞材料外延生长,突破了第三代大规模碲镉汞红外焦平面器件的材料难题。Si基碲镉汞晶圆典型尺寸达到3英寸(最大4英寸),晶体质量、缺陷尺寸、材料均匀性等主要指标达到国际先进水平。在Si衬底上外延碲镉汞材料是一项挑战性极大的前沿工作,该项目研究结果被国外专著作为该领域标志性工作进行了综述介绍和引用。 创建了低暗电流Si基碲镉汞晶圆埋结芯片技术,发展了低噪声读出电路设计方法,有效像元率提升到99%以上,芯片合格率提升约4倍,Si基碲镉汞红外焦平面器件总体性能与国外同类器件水平相当。完成的Si基红外焦平面器件响应覆盖了短波、中波红外波段,形成了512×512、640×512、1024×1024等单片、2048×512 (拼接)不同规格产品,综合性能与美国同类Si基焦平面器件水平相当,达到了国外成熟的传统碲锌镉基产品性能水平,具备了技术升级替代、发展大规模、高可靠、低成本红外焦平面器件的技术能力。 提出了Si基碲镉汞焦平面器件温度失配应力抑制方法,率先实现了卫星应用,将先进Si基碲镉汞红外焦平面器件从领域前沿推进到实用化,为中国航天红外遥感探测技术的自主可控、创新发展奠定了坚实基础。该项目创新提出了“伸缩网络结构”碲镉汞阵列芯片的应力抑制方法、发展了应力平衡封装方法,通过了多批次Si基碲镉汞红外焦平面器件温度循环冲击、力学、抗辐照等环境适应性和可靠性试验。 Si基碲镉汞红外焦平面器件成功应用于中国重大航天工程。短波和中波512×512焦平面器件经卫星在轨测试和应用,性能优越,超出预期,取得了重大成果。完成了“高分五号”卫星高光谱相机应用的短波2048×512(256通道)Si基碲镉汞红外焦平面器件产品研制,是国产红外焦平面器件在卫星高光谱成像仪器中首次应用,突破了红外高光谱应用的核心器件瓶颈,为相机光谱成像幅宽和分辨率等综合性能达到国际先进水平做出了重要贡献。 该项目获授权国家发明专利10项、发表论文18篇,并出版国内首部先进焦平面技术专著(重要组成部分)2部(中文版、英文版)。该项目产生了显著的社会效益,具有明显的技术引领作用。
[成果] 1800290008 上海
TN36 应用技术 电子器件制造 公布年份:2018
成果简介:光谱学研究光与物质相互作用。光谱技术作为现代光电子信息研究的核心方法,是分析凝聚态物质电子能级结构和光电响应特性的主要手段。其中,光致发光(Photoluminescence, PL)和光调制反射(Photoreflectance,PR)光谱方法以非接触、高灵敏和无损等特性为探索固体材料电子能带结构、杂质/缺陷特性及其微观机理提供保障,推动LED、探测器和激光器等光电器件的不断发展。但在波长4微米以长的红外波段,传统的PL和PR光谱技术面临环境背景辐射干扰强和探测灵敏度低的挑战,长期难以突破。 提出了步进扫描FTIR红外调制PL光谱技术途径。针对传统双调制PL光谱技术机理局限,将类波长扫描便于施加外调制与时间扫描多通道全通量优势相结合,实现步进扫描FTIR调制PL光谱新方法,形成覆盖波段宽、谱分辨率和信噪比高、抗干扰能力强、测试耗时短的技术优势。 发展了步进扫描FTIR红外调制PR光谱技术方法。针对传统PR光谱波段受限及易受干扰的现状,提出基于步进扫描FTIR探测光内调制和泵浦光外调制、锁相放大外解调和FT内解调的“双”调制/解调新途径,解决内、外调制相位干扰困难,实现宽波段高灵敏低干扰PR光谱方法。 研制了宽波段变条件红外调制PL光谱实验系统。基于红外调制PL光谱技术原理,消解妨碍变条件PL光谱测量限制,成功研制可变温度/激发和磁场强度的实用化宽波段(0.6~20微米)红外调制PL光谱实验系统,具有谱分辨率和信噪比高、抗干扰能力强、测试耗时短的技术特点,有效分析半导体禁带宽度及杂质缺陷能级信息。 研制了宽波段红外调制PR光谱实验系统。基于步进扫描FTIR红外调制PR光谱技术原理,优化内、外“双”调制/解调和相敏检测参数,结合低/变温、变激发能量/功率实验条件,构建高灵敏宽波段PR光谱测试系统,突破传统PR光谱的4毫米以短波段限制,形成中、远红外波段测试的实际应用能力。
[成果] 1900010039 上海
TB383 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2018
成果简介:该项目属于物理、材料和信息交叉学科领域。超窄带滤光片,波长依赖的髙/低反射光学薄膜能大幅提高光电探测器、光伏电池等器件的光学利用效率,是先进光学(电)系统的核心关键技术。项目面向国家战略和经济发展重大需求,根据实际器件对入射光波长和反射/透射的要求,通过光学设计挑选材料体系和结构调控膜系的介电常数等,突破了制约设计与制备的技术难题,研制了工作于不同波长的高光效系列光学薄膜,实现了航天验证与市场推广。主要创新点: 攻克了红外高精度分光复合膜的核心技术,成功应用于中国风云三号气象卫星03星,为中国气象卫星总体水平处于国际领先地位提供了技术支撑:针对气象卫星中分辨率成像光谱仪光谱通道数目增加导致部分波段分色效率显著下降,以及受太阳光长时间的照射引起红外探测器稳定性能变差两大难题,项目提出并实现了先进薄膜光学参数追迹技术,为研制高质量复合膜系奠定了坚实基础;设计并实现了将诱导分色与负滤光膜系相结合的独特技术方案,将近红外通道的分色效率提高到70%以上,保证了中分辨率光谱成像仪的图像质量;提出并实现了滤光片带外抑制技术,使可见光透射率低于1%,确保了红外光学姿态敏感器能够长期稳定工作。体现特点:超稳定、高精度控制反射/透射光。 创立了基于单一溶液制备可见光范围周期性铁电多层膜关键技术,实现了对铁电光学元件反射率、带宽和频率的调控:铁电材料是制作可见光波段一维光子晶体器件的理想薄膜体系,然而受晶格和热胀系数失配以及低沉积速率等限制,很难制作周期长度在可见光波长范围的光子操控材料,从而制约了应用。项目借助相分离原理和静电引力作用,利用单一前驱体溶液成功制备了周期长度大于75nm的铁电多层膜,获得了峰值反射率超过了90%,带宽和频率可调的布拉格反射镜和光学微腔;采用逐层释放应力的方法实现了厚度达5μm的高质量PZT光波导。体现特点:快速、低成本获得反射带宽可调的光学元件。 开发了兼具钝化和近红外-可见光陷光功能的新型纳米复合薄膜技术,使硅光伏电池的效率提高了近2%,产生了巨大经济效益:为了提高硅电池的效率,受美国上市公司晶澳太阳能的委托,项目设计并实现了具钝化与陷光功能的纳米氧化铝/氧化锌复合薄膜体系。采用ALD技术先在硅表面生长一层氧化铝,然后生长氧化锌纳米棒薄膜。氧化铝与硅不仅结合牢固,还能有效钝化硅表面的悬挂键,降低光生载流子的表面复合,氧化铝/氧化锌叠层膜系对380-1100nm波段的太阳光减反效果十分显著,加权平均反射率降低了50%,使硅电池效率从18.6%提高到20.25%。体现特点:高效的抑制载流子复合和宽光谱陷光能力。 该项目获得授权国家发明专利21项,发表高水平SCI论文39篇,他引207次。红外高精度分光复合膜技术成功应用于中国风云三号气象卫星03星(2013年发射),正服务于中国气象预报、空间遥感等相关部门;周期铁电多层膜技术促进了可见光铁电光子器件在光学工程上的应用;近红外-可见光钝化、陷光氧化铝复合膜应用于商用硅电池,近3年为企业创造利润近3亿元。
[成果] 1800180077 上海
TN303 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2018
成果简介:该项目属于光学与光电子学其他学科研究领域。具有新颖电子态和丰富光电性能的固体微纳结构是现代光电子科学技术发展的源泉,是开发新型光电子器件、自旋电子器件的重要基础。基于新型微纳结构中的光、电过程和光电耦合所表现的新奇特性,该项目研究了多种微纳结构的构筑,及其电子态、电学输运特性、光电耦合与操控。项目的重要科学发现表现在: 1.揭示了III-V族窄带隙半导体材料体系中电子结构的一般特点,确定了InAs1-xSbx纳米薄膜中电子在布里渊区临界点的能量值以及能量随组分的变化,为室温红外光电器件设计和制备提供了重要数据支撑。其中,能量与组分的物理关系式被Wiley出版的图书引用,且被国际权威科学手册Landolt-Bornstein科技数据库收录。 2.设计制作了HgTe/Hg0.3Cd0.7Te量子阱低维系统,发现窄带隙II-VI化合物低维结构中的二维电子气表现出巨Rashba自旋-轨道(SO)分裂效应,零磁场下Rashba分裂能高达30meV,为研制自旋电子器件提供了理想的材料结构,该工作被Nature Physics等国际顶级期刊多次引用。 3.确定了过渡金属氮化物的带隙、弹性模量和静态介电性常数等数据;发现AlCu液态金属的主要短程序结构为二十面体,开创了对AlCu液态和玻璃态合金研究的先河。为解决CMOS工艺中栅极材料的难题,提高超深亚微米铝互联线材料的可靠性提供了理论基础。 4.发现表面修饰能有效操控WO3和CuS半导体纳米晶的电子态,阐明了WO3纳米晶高灵敏气敏传感特性的作用机理,揭示了CuS纳米颗粒宽光谱响应的物理机制,直接促成了高灵敏丙酮气体传感器的实现和纳米光伏电池性能的显著提升。 5.通过连续可调的米氏共振、伍德-瑞利异常衍射和表面金属硅化物的共同作用,在Si纳米锥阵列中可以增强光子与电子的耦合作用,在300-2000nm波段反射率低于10%、可见光波段吸收率高于97%,实现Si材料对近红外光的高效吸收利用,为提高硅光伏和Si基红外光电探测器件的性能提供了新的技术方案。 该项目共授权中国发明专利10余件,8篇代表性SCI论文他引367次。1篇论文被《ScientificReports》评为年度前100高被引用论文并入选ESI高被引论文(2015-2017年),部分物理关系式被Wiley出版的图书和国际权威的Landolt-Bornstein科技数据库收录,一项成果被Springer出版的《Springer Series in Light Scattering》和《Advances in Silicon Solar Cells》两部著作多次引用,有力推动了微纳光电子学的发展。
[成果] 1800290131 四川
P623.2 应用技术 基础地质勘查 公布年份:2018
成果简介:国内外众多矿产资源勘探案例表明,航空放射性异常不仅是寻找地表和隐伏铀矿、钾盐、稀土矿等放射性矿产(或伴生放射性矿产)资源的直接依据,也是探测与放射性元素相关的3千米以浅矿产资源和更深部的油气资源、地热资源的间接依据;浅表层矿物蚀变及其分布与深部地质作用和矿产资源密切关联。相对于地表和浅层隐伏的矿体,由深部放射性矿体、非放射性矿体、油气藏和地热体引起的浅表层介质中放射性场异常和矿化蚀变程度相对微弱,分布形态更加复杂。为了提升深部矿产资源勘探能力,必须有效提高航空伽玛能谱测量系统和机载成像光谱测量系统对地探测灵敏度和测量精度,研发高分辨率航空伽玛能谱仪和高精度机载成像光谱仪及其配套的方法技术和地质解释技术。 高分辨率航空伽马能谱测量系统研制。超多通道能谱数据实时传输与快速存取技术研究。高精度机载成像光谱仪研制。航空高光谱探测与矿物定量反演研究。高分辨率航空伽玛能谱探测方法技术研究与软件开发。
[成果] 1700340345 上海
[O488, O413.1] 基础研究 自然科学研究与试验发展 公布年份:2016
成果简介:该项目属于信息科学与系统科学基础学科其他学科研究领域。自上个世纪量子力学诞生以来,低维量子系统中新奇物理现象、效应及其操控与应用的研究一直是凝聚态物理最活跃的科学研究,是开发新型光电器件的基础。为正确揭示和理解低维量子体系中的新奇物理效应与现象的本质,该项目着重围绕量子阱、超晶格、异质结等低维材料的制备、结构表征与物性,特别是自旋相关的性质开展了深入而系统的研究工作。其重要科学发现表现在:半导体量子阱中二维电子气的磁输运性质-发现了零磁场下一些特殊的半导体材料中存在巨大的Rashba分裂。发现HgTe/Hg0.3Cd0.7Te量子阱中存在巨Rashba自旋-轨道(SO)分裂(达30 meV),为发展自旋电子器件提供了材料基础。发现InGaAs/InAlAs量子阱中存在反弱局域效应(WAL),计算的零场自旋分裂能高达6.3meV,揭示出Rashba机制是产生自旋分裂的主要原因。发现NLH模型并不能很好拟合高迁移率样品的WAL,为此,课题组修改了该模型,并在InGaAs/InP量子阱样品中得到验证。高压条件下半导体薄膜材料中的电子结构及与深能级杂质相关的光电响应特性-以高压为手段探索别的方法很难研究的材料特性,以及利用深能级势垒调控获得室温稳恒光电导。在流体静压力作用下揭示出GaAs/AlGaAs量子阱在布里渊区(BZ)非Γ点带边(L、X点)的电子跃迁特性。发现通过Ga杂质的δ掺杂能有效改变附近Zn、Se元素的浓度,调控深能级中心(DX)周围的势垒分布,将ZnSe稳恒光电导的猝灭温度提高到可实用化的室温。揭示出红外材料InAsSb在BZ非Γ点的电子跃迁性质,并获得临界点带隙与Sb组分关系。纳米晶表面等离激元的调控-发现CuS纳米晶局域表面等离子体共振(LSPRs)频率可以通过氧吸附和油胺钝化的技术实现蓝移和恢复,解决了LSPRs共振频率无法调控的难题,实现了更宽光谱的光吸收增强,为提高太阳电池的转化效率提供了新途径。该项目共授权中国发明专利6项,发表的20篇核心SCI论文他引205次,8篇代表性论文被他人引用130次,单篇最高引用71次。取得了系列重要发现和成果,在Physical Review B等国际著名的学术刊物上发表SCI论文50余篇,被同行引用近1000次,在学术界产生了重要影响。例如,发现了零磁场下一些特殊的半导体材料中存在巨大的Rashba分裂;关于InAsSb高阶临界点带隙与Sb组分之间的关系2012年被写入了国际权威科学手册Landolt-Bornstein。这些工作不仅极大地丰富了半导体物理学的内容,有力地推动了半导体技术和相关学科的发展,也促进了自旋流产生、注入、传输与控制的研究及相关器件的研发。
[成果] 1800120162 北京
TN248.4 应用技术 电子器件制造 公布年份:2017
成果简介:光通信用的半导体激光器总体朝着更低成本、更低功耗、更高输出功率、更高调制速率及更宽波长调谐范围等方向发展。该项目面向国家信息技术领域对战略性高端光电子材料和器件的迫切需求,以实现低能耗、高带宽的接入网/传输网、光互连及空间通信应用的高性能低维半导体异质结构材料和激光光源为目标,最终实现基于低维半导体异质结构材料的高性能半导体激光光源。
[成果] 1700340453 上海
TN967.1 应用技术 专用仪器仪表制造 公布年份:2016
成果简介:该项目属于信息技术领域。GPS伪卫星(Pseudolites)技术的发展一直受限于时钟同步、远近效应、多径效应和大气延迟等问题,在20世纪末一度发展停滞。该项目是攻坚GPS伪卫星诸多难题的基础上发展起来的。团队自2006年组建以来,重点攻关地基GNSS信号源及其定位技术,发明了互调制反馈循环的时钟同步方法、近地面强弱混合信号的抗干扰方法以及接收侧多路径多维信号的估计方法等,实现了地基区域增强系统独立或联合的高精度定位,开辟了高精度需求下地基GNSS信号源定位技术领域,获国际学术界的广泛认可。该项目的主要发明点是:针对困扰多年的地基GNSS信号源时钟偏差或漂移,以及在定位系统中时间不同步问题,发明了时钟信号互调制循环反馈同步方法,将时钟偏差从20ns降低为1ns左右以及系统时间同步控制在5ns以内。该方法通过确保普通时钟的时间同步互调制改正数在定位系统内反馈循环,不仅有效保障了多个载荷的时钟信号在卫星系统内部高精度同步,而且形成了区域增强定位系统内多个信号源的高精度时钟同步。2010年世博会,被芬兰馆指定用于其室内定位应用展示;2015年9月30日中国发射的第20颗北斗导航卫星,首次搭载了氢原子钟,就是该发明方法的技术实施,可以达到100万年误差1秒。针对地基GNSS区域定位系统内信号源远近效应引起的强弱信号干扰问题,发明了接收侧信号的自适应抗干扰方法,可以将10000倍强度差的微弱信号从混合信号中自适应分离,低占空比可调机制是为了脉冲空白控制能有效减少在脉冲间积累的噪声,提高地基GNSS信号源发射信号的平均信噪比。该发明方法能有效促进地基GNSS区域增强定位应用系统的近地面信号处理能力,提高系统的兼容性。为了提高动态定位精度,发明了在区域增强GNSS信号接收侧的多路径多维信号估计方法,以频谱的方式来提取区域增强定位系统内各个观测信号的信噪比,国际上达到了静态多路径效应削弱40%以上和动态多路径效应削弱30%以上的应用技术水平。该发明于2011年在国内成功支撑并实现了近50平方公里物流输送区域中的0.2立方米精度的包裹定位;同年也应用于上海地铁超大规模地下空间巡检与维护的高精度定位,运行至今。在地基GNSS区域增强定位应用系统的技术实施中,全面解决了移动位置服务的系统建设方法和高精度定位应用的技术体系,并优化了近地面复杂信号的对流层延迟模型,将大气层延迟影响逼近到0的极限,从而彻底消除了地基信号在近地面的水平传输影响。上述发明点在内蒙古库布其沙漠(干旱模式)、无锡太湖监测(湿度模式)、上海申通地铁巡检(常态模式)等环境中加以实测和验证,效果良好。至今未见超过该相关应用效率的专利和技术效果报道,属国际前列。该项目针对性地进行了专利授权,共形成发明专利5项,软件著作权3项,发表学术论文20篇,他引107。项目成果自2006年开始研制,解决了19世纪末以来一直困扰地基GNSS区域增强定位应用领域发展的核心技术问题,能极大推进中国北斗卫星定位导航相关的战略新兴产业,产生巨大的社会和经济效益。该项目属于国内先进。
[成果] 1500520400 上海
[TN215, V443.5] 应用技术 电子器件制造 公布年份:2015
成果简介:该项目属于信息科学领域。红外焦平面是航天红外遥感探测技术的核心,其关键是必须具有高的探测性能,还必须具有长工作寿命和高可靠性,涉及碲镉汞红外材料、探测器芯片、超大规模集成电路设计、拼接和封装等多项难点,国际上仅美、法等少数发达国家掌握。项目组从高质量碲镉汞材料技术、降低暗电流和抑制像元串音等关键技术入手,形成了自身特色,攻克了抗航天辐照、抵御温度应力等难题,创建了完整的、覆盖全大气红外窗口波段的航天推扫焦平面技术体系,成功实现了高灵敏度、高分辨率、高可靠卫星红外应用。研究成果获上海市科技进步一等奖和中科院杰出成就奖(集体)。主要创新点如下:1.建立了长线列碲镉汞红外焦平面技术体系:建立了覆盖全红外波段的大面积、高性能碲镉汞材料谱系、碲镉汞晶圆级芯片加工、无盲元长线列拼接、真空低温耦合封装和空间环境适应等推扫型焦平面技术体系,以先进的分子束外延和多片液相外延技术优势组合形成了技术特色。焦平面线列规模决定了卫星推扫成像幅宽和空间分辨率,完成的长线列短波、中波和长波红外焦平面规模均大于国际报道的短波和中波6000像元、长波1500像元水平。2.自主设计开发了高灵敏度探测器件核心技术:创建了紳掺杂吸收层、梯度组分表面处理等技术,降低了焦平面暗电流;自主设计了适合不同波段的大动态范围读出电路,大幅提升了灵敏度;采用像元隔离独创新结构,显著提高了空间分辨率。在确保高性能的同时,工作温度是航天应用高度关注、体现性能水平的重要指标。完成的焦平面总体性能与国外同类产品相当,在短波和中波波段工作温度为100K,长波为65K,优于国外80K和55K水平。3.攻克了航天应用高可靠性难题:通过应力平衡和独创的延展电极等新结构,克服了热失配导致的低温应变影响,提高了器件长期稳定性。通过钝化层加固等技术,显著提升了焦平面在空间环境下的抗辐照应用能力。项目完成的短波和中波、长波焦平面空间工作寿命分别超过了9年和3年,鉴定委员会认为焦平面稳定性优于同类国外产品。从2005年开始,研制的推扫型红外焦平面分别在实践7号卫星、实践9号B卫星等4个卫星的主载荷中成功应用,覆盖了短波、中波到12.5微米长波红外全大气窗口波段,完成了高分辨率红外观测重大任务和工程技术验证等。在中国航天红外技术史上,实现了红外焦平面应用、高分辨率红外观测、12.5微米焦平面长波应用等3次里程碑式跨越。与中国卫星比较,探测灵敏度提升了2倍,空间分辨率提高了1个量级,分辨率高于国外民用红外遥感卫星,标志着中国开始具备航天红外焦平面技术和卫星高分辨红外对地观测重大能力。编制完成国家标准2项,均已开始实施。获授权发明专利10项,发表论文15篇。成果受到国内外同行关注,论文被国外专著直接引用,做国际会议邀请报告4次。项目成果推动了中国多个重大卫星工程红外型号装备的立项和实施,带动了环境和灾害监视等重要应用研究。
[成果] 1600130494 上海
V447.1 应用技术 航空航天器制造 公布年份:2015
成果简介:嫦娥三号巡视器载红外成像光谱仪技术属航空航天技术领域,主要面向月球及深空探测领域的重大需求,解决月面原位宽谱段图谱集成同步探测及定标的技术难题。该项目技术突破了月面低光照、宽温度目标光谱高效探测及定标的技术难题,系统验证了面阵凝视光谱成像结合单元光谱探测体制、多通道声光调制宽谱段高效分光机制、月地协同探测及定标的总体方案及关键技术解决措施,形成了独创的地外星体原位光谱探测系统解决方案。其技术进步点和创新点主要为:1)提出了射频声光可调滤光器(AOTF)分光、多通道探测及月地协同定标的就位月面成像光谱探测的总体方案,研制了可见近红外波段凝视成像,红外波段高灵敏度探测的轻小型光谱仪,解决了在低光照、宽温度等复杂环境条件下对月面目标图谱合一的原位高光谱探测难题;2)提出并设计了四通道AOTF分光结合双探测器探测的光学方案,自主研制了空间应用的宽光谱非同向单体多通道AOTF器件,突破了正交偏振结合信号光调制的杂散光遏制关键技术,实现了宽谱段条件下的高效分光和高杂散光环境下的清晰成像;3)提出了基于AOTF光电复用的无运动高频调制锁相方法,解决了月面低照度下目标红外波段高灵敏度探测的难题;采用射频频率、积分时间和增益可编程的凝视成像信号处理技术,实现了宽温度环境下大动态范围的成像光谱数据有效获取;采用DDS选频和大功率射频开关技术,解决了AOTF驱动器的高效率、轻小型化难题;4)提出了月面原位太阳漫反射板结合实验室高精度标定系统的月地协同定标方法,研制了集定标、防尘、隔热的轻小型星上漫反射定标组件,实现了月地一体化的高精度定标,满足了定量化光谱分析应用的需求。相关创新点共申请发明专利多项,已授权6项,发表论文15篇(其中SCI/EI检索论文14篇,另一篇作为专著单章出版)。形成的红外成像光谱仪产品,安装于"玉兔"巡视器,成功获取了月面目标可见至短波红外的原位光谱及图像科学数据,为月面矿物组成与化学成分分析提供了新型的科学数据源。"红外成像光谱仪技术为国际上首次在月面实现就位光谱成像探测,相关技术具有创新性和极高的应用价值"(引查新报告),"红外成像光谱仪系统复杂、独创性强、研制难度很大,拥有多项自主知识产权,总体技术在深空探测领域居国际领先"(引鉴定结论)。该项目促进了中国空间成像光谱技术及新型分光核心部件的发展及空间应用;相关技术正向嫦娥五号等后续空间型号及环保、光谱在线检测等领域转化,已实现近亿元的直接及间接经济产值。国内中央电视台、东方卫视、解放日报等主流媒体及SPIE(国际光学工程学会)的Newsroom对红外成像光谱仪及其初步科学成果进行了专题报道;科学应用成果被PNAS(美国科学院院刊)等知名刊物发表;相应论文入选美国John WileySSons出版的《Optical Payloads for Space Missions》为第5章专章出版;获第十六届中国国际工业博览会创新奖。
[成果] 1600400090 上海
TN211 应用技术 电子器件制造 公布年份:2015
成果简介:该项目属于信息科学领域的红外物理与技术学科,与国际同行同步进入红外物理与技术学科发展新起点。红外探测重要信息载体(电子和光子)的能态从传统的扩展特征向局域特征发展,其中激发态的局域化和电子的量子散射定量化规律的实验观测和操控研究尤为困难。该项目通过实验方法的突破发现了电子激发态局域化特性及其局域态的量子散射作用新机理,发展了可大幅提升光子局域操控效率的组合芯片新方法,相关综述文章被选为红外领域代表性论文。1首次实验发现了在室温环境下依然在单个AIGaAs量子台阶势垒上存在空间局域态密度分裂的激发态,确立了基于局域态的红外探测理论中激发态应采用准局域态模型,修正了长期应用的连续态模型;进一步发现这类局域特性激发态中电子被量子势操控的幅度可比国际已有报道结果大3倍以上;这类局域的电子态与形成空间局域的光子态.通过近场光电耦合诱导正入射模式下量子阱结构的红外光电响应,澄清了国际上关于量子跃迁禁戒定则表观破缺近10年的争议。该局域态作为四类准束缚结构中的一类被《Handbook of Advanced Elec-tronic and Photonic Materials and Devices》工具书中的综述文章大段引用;系统性结果形成的综述论文入选美国《SPIE Milestone Series》丛书,成为二十世纪全球红外领域的104篇论文之一。2.发现了操控电子和光子局域态的量子限制势误差函数演变规律及其操控新方法。基于量子限制势操控规律,实现了对红外辐射探测波段的连续调谐作用,并将国际上实现的4波段红外探测单片集成发展到了8波段,研究工作所给出的量子势表达式被多次拷贝性引用;首次提出和实现了光子微腔组合芯片构筑方法对光子局域特性的三维操控.解决了长期存在的集成分光器光谱串音问题。美国研究组引用为“一种基于滤光片的能够拥有高分辨率并允许在单片上集成的光谱测量方法”。3.揭示了红外探测材料中复合杂质及团簇结构诱导奇异量子势形成的激发态电子能态局域化机理。实现了微纳米尺度的局域能态激光束诱导电流谱方法,提出并实验验证了红外探测器件的局域能态辅助隧穿诱导暗电流的模型,澄清了半导体材料团簇关联效应增强局域态与扩展态的耦合进而决定掺杂激活过程的物理本质,阐明了中国风云气象卫星红外探测器空间辐照诱导电子局域化效应。相关结果被他人当作判据来判断其实验光谱和局域构型分析的合理性,暗电流模型表达式被多次拷贝性引用,被评价为“为将来的国家空间技术器件的应用提供了基本依据”。项目通过16年研究,获2007年度上海市自然科学奖一等奖,出版论著1部。20篇核心论文被SCI他引614次,其中8篇代表性论文被SCI他引299次;获授权国家发明专利27项。部分成果获得红外领域2006年度最高成就奖Kenneth J Button奖.被评价为“红外凝聚态物理、特别是红外半导体物理和光谱学的杰出贡献”。局域态新机理的直接应用形成了中国重大专项“核高基”中的甚长波红外探测器新技术途径、中国实践卫星载荷立项方案中分光新技术和风云2B卫星按时出厂发射评审技术归零的科学依据。
[成果] 1700340363 上海
TH714.14 应用技术 钟表与计时仪器制造 公布年份:2016
成果简介:中国科学院上海天文台在时间频率方面有良好的研究基础,上世纪60年代起即开始承担中国世界时的授时工作,70年代研制出中国首台地面应用型氢原子钟,获得国家科学大会奖,首台星载氢原子钟的成功研制是该单位在该领域的又一次突破。星载氢原子钟技术研究受中国科学院知识创新方向性项目和北斗重大专项关键技术攻关支持,应用于中国北斗导航二期工程,是新一代导航卫星三项关键技术之一。相比于北斗一期的星载铷原子钟,星载氢原子钟的应用将导航卫星时间基准性能提升了一个量级,为中国北斗系统精密定位及自主导航性能提升奠定了技术基础。该项目取得了如下主要成果:国际上首次采用了双频调制电路应用于氢钟,通过分时控制方式分别对微波腔和晶振进行闭环控制,解决了微波腔探测信号和原子跃迁探测信号之间相互影响的难题,使得星载氢原子钟长期稳定性、温度系数和漂移率达到国际水平;星载氢原子钟首次采用了自主研制的电极式微波腔,与传统的磁控管腔相比,具有重量轻、腔Q值高的优点,经过结构加强后非常适合航天应用,使得星载氢原子钟的原子跃迁信号强度达到国际水平,同时重量降低20%以上,通过精密恒温控制电路实现了微波腔老化漂移控制,有效延长了氢原子钟的使用寿命;针对氢原子钟电离源组件在卫星真空环境下,原子碰撞导致电离泡发热老化及电磁波透波效率降低问题,设计了新型电离源系统,成功突破电离源透波散热技术,有效实现了电磁波穿透、电离泡散热和结构加固一体化,为星载氢原子钟在真空下长期连续正常工作打下了基础;针对地面氢原子钟离子泵寿命受限,不能长时间工作的缺点,自主研制了高效真空吸附泵,其具有抽气量大、工作寿命长等优点,使星载氢原子钟的整机寿命达到了国际水平,保证了其在轨长期工作的能力;以航天应用为目标,开展了星载氢原子钟的结构优化设计,加强物理系统的微波谐振腔、原子储存泡、恒温晶振、镍提存器等薄弱部件的结构强度,使星载氢原子钟具备了满足航天规范要求的结构力学强度。该项目已发表论文20篇,已授权专利4个。项目的核心指标达到欧洲Galileo星载氢原子钟水平,其成果成功应用于北斗导航IGSO和MEO试验卫星,实现了中国星载氢钟首次在轨飞行。测试数据表明,星载氢原子钟的应用使导航卫星时间基准漂移率、长期稳定性等性能指标提升了一个量级左右,对北斗全球卫星导航系统提供精密定位服务和自主运行提高了技术支撑。星载氢钟的成功研制打破了国外在原子频标方面对中国的技术封锁和高端产品禁运的藩篱,满足了北斗全球卫星导航系统的高精度定位需求。“十三五”期间,随着北斗卫星全球组网的建设,必将有更多的星载氢原子钟在北斗卫星导航系统中发挥重要作用。
[成果] 1700320566 上海
V557.3 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2016
成果简介:遥感空间数据的可信度是决定航天科学探测和卫星对地观测等国家重大航天任务能否成功的关键信息,也是该领域国际研究前沿难题。以国际上先期开展的深空探测任务为例,高度依赖于遥感空间信息可信度的“进入、下降和着陆(EDL)”关键过程的成功率仅为50%。发展面向航天重大工程的遥感空间信息可信度新理论方法和关键技术成为保障国家航天重大战略实施的迫切需求。项目针对遥感空间信息可信度理论在航天重大工程实际应用中需要解决的关键难题,以遥感空间数据获取、处理和应用全过程的质量控制为主线,突破了遥感空间数据可信度量、可信处理和可信评估等核心技术难题,实现了技术创新的四个首次:1)首次设计并构建了航天重大工程的遥感空间信息可信度理论方法,建立了航天探测场景静态要素可信度量模型、航天器(传感器、平台)动态数据可信处理方法和海量空间数据产品可信评估技术;2)首次建立了多波束激光虚焦点成像模型和多法向平面控制几何检校技术,提高了嫦娥探月新型激光敏感器精避障探测的可信度;3)首次破解了颤振“探、分、补”技术难题,实现了卫星平台颤振的精密探测补偿;4)首次建立了海量空间数据产品通用二级抽样评估优化技术,实现了其可信度的科学准确评估。形成了自主知识产权的面向重大航天工程和相关行业空间数据质量控制技术新体系,实现了嫦娥探月、载人航天和测绘卫星等航天工程中遥感空间信息可信度保障的重大创新。项目成果和技术指标由鉴定意见、第三方测试报告、查新报告、国际评述、航天部门等应用证明表明:在空间数据可信度量、精密几何遥感可信处理和数据质量可信控制方面达到国际领先水平。具体为:1)提出的“空间数据可信度”被列为国际ISPRS空间数据质量重要前沿主题;2)实现了嫦娥系列激光三维成像敏感器精密检校,将其测距精度从分米级提高至优于4.5厘米,探测出大于0.2米着陆区障碍物,保障了嫦娥三号首次安全软着陆;3)实现了最低0.1像元卫星颤振幅值探测能力,优于资源三号的星敏探测精度7倍,提高了其在轨初期定位精度30%,保障了卫星在轨稳定运行和高精度测图;4)制定了自主知识产权的空间数据检查验收抽样方案,比国际地理信息质量标准早7年,其可操作性显著优于国际标准。发表国际期刊SCI论文45篇,授权专利15项、公开22项,获软件著作权8项,制定3部行业质量标准。获上海市科技进步一等奖。成果成功实现遥感空间信息可信度在航天等重大工程创新应用的四个首次:1)嫦娥三号首次安全软着陆悬停段精避障探测;2)首批高分辨率立体测绘卫星资源三号和天绘一号颤振探测;3)载人航天首台天宫一号高分辨率短波红外超光谱仪成像质量提升;4)实现了中国研制的世界首套30米分辨率全球地表覆盖遥感数据产品GlobeLand30全要素抽样优化精度评估。成果还在其他领域推广应用,广泛用于地矿、测绘、国土、防灾减灾、军事等10多个领域、300多家单位并发挥了重要作用,显著提升了以质量可信的空间数据为基础的行业科技进步,取得了重大应用效益。
[成果] 1400590017 上海
TN219 应用技术 [工程和技术研究与试验发展, 专用仪器仪表制造] 公布年份:2014
成果简介:该课题的研究成果为超高光谱分辨率红外光谱仪的核心技术和原理样机;参数反演模型和算法以及数据处理分析软件。它们是环境遥感监测,特别是大气成份精细探测必要技术手段。 成果所涵盖的内容有大光程差、高精密干涉技术;宽波段的热红外研制和装校技术,高精度辐射和光谱建模;仪器性能标定和检测;超高光谱分辨率红外光谱仪原理样机;大气成份参数反演模型和算法以及数据处理分析软件;红外傅里叶光谱仪应用前景和需求分析等。该课题突破了超高光谱分辨率红外光谱仪的核心技术,其标志是达到了三个重要指标:(1)宽的热红外波段:2.5~13μm;(2)超高光谱分辨率:0.02cm-1;(3)极高的光谱稳定度:0.3ppm。
[成果] 1500110583 上海
O484.1 基础研究 自然科学研究与试验发展 公布年份:2014
成果简介:该项目属于信息科学与系统科学基础学科其他学科研究领域。铁电体具有显著的电光效应和高的光学透明性,是制作特征参数动态可调光子器件的理想材料。然而,常规的镀膜技术很难将铁电体制作成周期长度位于可见光波长范围的低维结构和厚度在数微米的铁电厚膜。为解决长期困扰国际学术界的这一难题,该项目围绕信息与功能材料制备中的关键科学问题、材料微结构与物性调控、材料与器件物理等内容进行了系统攻关,取得了系列原创性成果,重要科学发现表现在:1.材料制备、结构与物性调控方面:发现利用含聚合物的镀膜溶液,通过旋涂-热处理工艺制备铁电薄膜时,由于溶剂挥发,前驱物发生相分离并形成大量纳米尺度的聚合物微粒,这些微粒在凝胶膜内的分布形态与衬底表面状态密切相关;发现具有极化微区的铁电薄膜表面会诱导聚合物择优分布在沉积于其上的凝胶膜的底部并形成纳米微粒,聚合物微粒可以通过热分解作用在薄膜内部形成纳米孔洞;发现热处理温度,聚合物类型、分子量及其浓度是决定薄膜形貌与物性的重要因素。这些发现不仅为周期性铁电多层膜制备技术的发明提供了实验依据,也为揭示有机/无机混合物体系相分离发生的条件与规律,解释薄膜形貌多样性等科学问题提供了直接证据,对解决长期以来不易将铁电材料制作成周期性有序结构的难题,开创低维结构铁电功能材料及物理和应用研究新方向具有重要意义。发明了通过逐层释放应力的方法制备铁电厚膜的溶胶-凝胶工艺,使一个生长周期中得到的薄膜厚度提高到了120nm,减少了生长厚膜所需的次数,同时发现该技术能有效降低材料中的缺陷密度,提高膜的电学与光学性能,使铁电厚膜材料在导波光学、MEMS等领域的应用成为可能。2.材料物性研究方面:发现PbZr0.38Ti0.62O3 (PZT)多层膜具有铁电、介电增强效应,膜中存在两种截然不同的介电弛豫过程,电学测量会显著影响高频介电损耗的大小;发现PZT中存在由Ti3+和Vo‥形成的缺陷偶极子Ti3+-Vo‥,该类极性缺陷复合体可以通过电荷转移而产生或解离。该项研究结果对阐明铁电材料的极化疲劳与恢复机制,介电损耗的动态变化行为等科学问题具有重要意义;发现PZT薄膜材料的颗粒尺寸效应,其铁电和介电性能与颗粒尺寸密切相关。发现特殊结构的铁电多层膜展现出作为布拉格反射镜、滤光片和光学微腔的优良光学性能,一些特征光学参数可以通过改变温度、聚合物种类与分子量及其浓度得到调控;发现PZT厚膜与STO衬底构成的复合体系能有效限制并传输光波。该项目共授权中国发明专利8项,发表SCI论文35篇,共被引用216次,其中20篇核心论文他引79次,8篇代表性论文被他人引用54次,单篇最高引用24次。研究结果在国际学术界产生了一定影响。2009-2011年,美国Nova科学出版社、奥地利InTech出版社、美国普林斯顿大学分别邀请项目组成员为他们主编的书刊撰写特邀文章;一篇论文被全文收录于美国陶瓷协会主编的《Progress inNanotechnology : Application》丛书中,一篇论文获第六届中国科协期刊优秀学术论文奖;有两篇综述文章引用该项目的结果。
[成果] 1600430129 江西
TB771 应用技术 通用仪器仪表制造 公布年份:2015
成果简介:真空温变测试二维重载转台属于航天测试技术领域,用途在于模拟太空真空温变特种环境下高精度姿态模拟测试设备,是外太空环境模拟测试试验的关键设备之一。 主要科技内容是针对模拟外太空环境高精度姿态模拟测试对真空温变测试二维重载转台在真空,负60到正40摄氏度宽温度范围高精度定位要求,提出了一种基于真空动密封和高精度温度控制技术的二维重载转台技术方案,为决定二维重载转台精度的精密机械轴系、高精度角度传感器及驱动执行部件提供了一个保持其精度的常温常压地类实验室环境,解决了二维重载转台在真空、宽温变环境下的高精度定位问题,达到了在1.65T重载荷下定位精度优于2秒(峰-峰值)的技术指标要求。该方案主要通过采用动静密封相结合的整体密封技术、真空密封材料隔离技术、内腔气压及温度均衡控制技术等技术途径,实现了二维重载转台内部精密运动机构与外部高真空及宽温变环境的隔离,在解决了影响精密运动机构小环境建立问题的同时实现了污染控制。 技术经济指标: 工作环境真空度:优于1×10^-3Pa; 工作环境温度:负60摄氏度到正40摄氏度; 两轴系角位置定位精度:峰-峰值(任意位置)优于2秒; 负载:1.65T(吨); 角位置定位重复性精度:优于2秒。 真空温变测试二维重载转台是具有高技术含量的复合环境测试产品,集成了在大载荷、真空宽温变范围精密机构微小形变控制的精密机械设计、精密加工及在该环境条件下的精密运动控制、真空动密封及温度补偿控制等关键技术,已成功应用在多家航空航天科研院所的多个重点型号外太空高精度探测设备的环境模拟测试实验上,在这些型号项目的研制过程中起到了不可替代的作用。真空温变测试二维重载转台的研制成功,使中国的外太空环境模拟测试水平有了较大的提高,对中国外太空关键技术研究支撑具有着非常重要的意义。该技术可推广到高低温、真空等特殊工作环境下各种军用、民用高精度测试设备中,具有很高的应用推广价值和广阔市场前景。
[成果] 1500520068 上海
[TN215, TN204] 应用技术 电子器件制造 公布年份:2015
成果简介:该项目属于光电子材料学研究领域。铁电薄膜是一种新型光电子材料,主要功能之一是制备室温工作的红外焦平面器件,是未来红外技术的重要方向。铁电薄膜的晶粒取向、晶粒尺寸等微结构控制以及铁电、介电、热释电和光学特性等问题,不仅是铁电材料物理的重要科学问题,而且是铁电薄膜用于非致冷红外探测的关键科学问题。该项目对铁电薄膜晶粒尺寸和取向等微结构的控制生长及其特性研究取得重要结果,解决了用于红外探测的铁电薄膜制备的关键科学问题,提供了器件设计的物理参数和科学基础。发现了无机铁电薄膜外延生长的成核机制、生长机制和微结构调控方法,获得了高度结晶高度有序的有机聚合物铁电薄膜的制备规律,发展了铁电薄膜的理论和技术。首先采用髙度稀释的前驱体溶液浓度和控制单层厚度,实现溶胶一凝胶法外延生长铁电薄膜材料,首先实现硅基择优取向导电薄膜和择优取向无机铁电薄膜生长,实现运用Langmuir-Blodgett方法制备分子排列高度有序的有机铁电薄膜。发现铁电薄膜光学常数和介电函数随微结构和温度变化的规律。首次获得铁电薄膜BST、PZT、PVDF、SBT、PMNT、LNO、LSCO等的红外光学常数,填补了铁电薄膜材料光学常数研究的空白发现铁电极化电滞回线和介电常数温度谱的晶粒尺寸效应和BST铁电薄膜介电常数温度谱在室温附近的增强峰,是BST铁电薄膜非制冷红外探测器的依据。发现了铁电极化来源于相对于立方相的有效电荷转移以及晶粒尺寸对铁电性、相结构、晶格动力学和光荧光等性质的影响规律,为铁电极化微观理论和红外探测器设计提供了重要实验依据。发现有机铁电薄膜在室温相变点附近的热释电逆效应一巨电热效应,该发现又为优化热释电效应提供了思路。首次制备了具有较高的自发铁电极化和介电可调制的BFO/PZT多层复合薄膜,发现BiFe0<,3>的弱磁效应,进一步为铁电铁磁耦合实现提供途径。首次发现利用非对称电场可以使铁电材料的极化疲劳可逆现象。首先实现硅基读出电路允许温度下铁电薄膜低温生长(400℃)。首次发现PMNT的极化自锁定特性,是一种可用于室温红外探测的新型铁电薄膜。建立了铁电薄膜复合结构非致冷红外探测模型,研制出室温下工作的铁电薄膜红外焦平面线列器件,其探测率达到(l-S)x10<'8>mHz<'1/2>W<'-1>实现了红外热成像。该项目发表SCI论文50余篇,授权发明专利3项。该项目发表的20篇论文被他引558次,其中SCI他引513次;代表性8篇论文他引311次,其中SCI他引285次,单篇最高引用51次。研制的薄膜能够制备髙性能功能器件。美国《材料研究学会通报》和《先进镀膜和表面技术》杂志发表专文报道了该项目的工作,认为研究结果“填补了该领域的空白”(So,they filled the gap by…)。美国《纳米科学技术百科全书》和《半导体科学聚焦》《热释电材料和传感器》邀请编写了章节。多项结果被写入美国《薄膜材料手册》等三本科学手册中。研究结果在国际上引领了该领域的研究工作。该项目部分内容曾获2006年上海市自然科学一等奖(铁电薄膜微结构控制和特性研究)。
[成果] 1400580612 上海
[TN215, V443.5] 应用技术 [工程和技术研究与试验发展, 文化、办公用机械制造] 公布年份:2013
成果简介:该项目属信息技术领域,通过研制新一代红外对地观测急需的长波红外焦平面组件,满足各领域对航天红外遥感的高灵敏度和高分辨率需求。8-12.5微米长波红外波段是室温目标红外辐射能量最大的谱段,也是主要的大气透过窗口。因此海洋、环境、气象、军事等领域均迫切需要工作于该波段的长波红外相机,以提高对室温目标的探测灵敏度和目标识别能力。碲镉汞红外焦平面是航天红外相机的核心,决定了相机性能水平。航天长波红外焦平而技术作为一项战略性关键技术,难度很大,国际上仅美、法等少数国家掌握,其核心内容从未公开,产品对中国禁运。而国内碲镉汞长波焦平面器件存在暗电流高、均匀性差和盲元多等问题,制备技术始终未能突破,长期制约中国航天红外观测技术的发展。该项目发展了大面积掺杂型碲镉汞材料制各和新型芯片结构技术,解决了器件均匀性控制、暗电流抑制等问题,降低了器件应力敏感性和串音:实现了工作波段向12.5微米的拓展,提高了探测灵敏度和分辨率。该项目主要创新点有以下四个方面:1.长波碲镉汞材料制备技术:创造性地采用定向籽晶碲锌镉衬底生长、碲镉汞垂直浸渍多片外延技术,解决了高均匀性、低缺陷和大面积长波碲镉汞材料难题,奠定了长波长线列器件研制的材料基础。2.高灵敏度器件制备技术:提出并突破了砷掺杂碲镉汞p型吸收层制各方法,提高了少子寿命;解决了双层钝化和结区浓度控制,降低了探侧器暗电流;自主设计了高偏置一致性、高效率CMOS读出电路,大幅提升了灵敏度;创新设计了离子注入和金属化隔离结构,有效降低了像元间串扰,实现了接近理论极限的调制传递函数,提高了空间分辨率。3.可靠性技术:设计了延展电极和应力平衡层等新结构,提高了器件耐高低温冲击性能,保证了器件可靠性,组件在轨开关机次数已超2000次,用户认为稳定性优于某先进国家同类组件。4.组件化技术:突破了65K低温冷平台温度均匀性和高真空长线列杜瓦封装技术,实现了长波焦平面探测器的组件化和航天型号应用。以此为基础,在国内首次研制出截止波长10.7微米的星载碲镉汞1500元长线列焦平面组件,性能达国际先进水平,应用于中国某重大航天工程中的红外相机,相机噪声等效温差优于43mK、角分辨率小于25微弧度,具有高灵敏度、高分辨率和可昼夜观测等特点。投入业务运行后,获得了中国迄今分辨率最高的红外波段卫星对地成像图片。在国内首次研制出截止波长12.5微米的256x2元碲镉汞红外焦平面组件,应用于实践九号B卫星中的长波红外相机,是目前中国在轨工作波长最长的红外焦平面组件。创新成果获授权国家发明专利5项,申请发明专利1项,发表论文16篇。该项目实现了国内第二代高端红外焦平面组件首次在轨应用。成果已先后用于地表温度反演、热环境研究、热岛效应监测、西部环境保护等方面,产生了良好的社会效益。形成的长波红外焦平面组件技术保证了航天红外高分辨装备实现自主可控,大幅提升了空间观测能力,支撑了中国红外遥感技术向全谱段和甚高分辨率的发展,具有技术引领作用。
[成果] 1400580551 上海
N49 基础研究 其它科技服务 公布年份:2013
成果简介:“光电技术的科普实践与理论探索”由褚君浩院士完成。他是中国红外光电子物理和半导体科学技术领域的专家,他热心科学普及工作,发表大量科普论文和科普作品,参加各类科普论坛并作报告,致力于传播光电科学技术科学前沿的成果与展望、知识与技术、理论与应用、精神与思想,以及提供国家决策参考的建议等。他积极推动上海市科普工作,取得显著成效。1.褚院士积极投入光电科学技术的科普实践,积极传播光电转换规律及其器件应用的科学原理,带领青年学生走进奇妙的大自然,领悟科学就是力量的道理,感受科学家追求真理的崇高精神,提高社会公众的科学素养。多年来,他在相关杂志、报刊上发表多篇科普文章和科普作品,积极组织、参加科普论坛,并作科普报告。他长期开展面向多层面、多视角的科普实践工作:取得显著的成果。他积极参与《彩图百科》的编写,撰写《黑暗中的半壁江山一红外》等多篇科普作品,担任新版《十万个为什么》能源与环境分册主编等。近年来他为青年学生和社会公众做了40余场关于现代光电科学技术和爱科学树理想的科普报告。2.褚院士在光电科学技术的科普实践中积极传播科学发现对于高新技术的推动作用,现代科学技术发展的特点,介绍光电科学技术在智慧地球和低碳地球建设中的作用。他十分重视高级科普,从光电信息获取联系到智慧城市建设,从光电能量转换联系到可再生能源和低碳城市建设。例如他给上海市公务员科学讲座齐思讲坛做《从现代物理学看高科技发展》,在名家科普讲坛做《后世博上海低碳经济发展思考》,在市科协年会上做《从智慧地球和绿色地球看现代光电技术发展机遇》,在新民科学吻啡馆做《物联网一信息产业第三次浪潮》,在上海2010参事国事论坛上,作《科技创新促进上海地碳经济发展》的报告等。他还发表关于智慧地球建设和低碳地球建设的多篇文章,探讨第三次工业革命问题。3.褚院士基于光电科学技术及其应用的科普传播,在参政议政层面提出相关议案和建议,在学会层面努力加强科普能力建设,积极推动上海市科普工作,取得显著成效。他坚持科普工作内容要为各行业人士普及先进的科学技术、成果、理念。他把光电科学技术的科普实践联系到参政议政的工作中,在上海市政府参事室提出关于建设低碳城市的建议,在全国人大提出可再生能源产业发展和政策方面的多项议案和建议。在学会层面他还积极推动上海科普工作发展:积极参与上海市教委和上海市科协的各类科普活动,他担任上海市科普作家协会理事长,中国九三学社科普工作委员会主任,推进科普工作。同时,他将科普工作提升到理性认识的高度,提出当前科普使命,积极探索科普工作的新模式,提出科普人才队伍建设方式等。褚院士的科学普及工作得到了党和国家领导人的关注和好评,也被广大媒体誉为“心系科普工作的院士”。他参与编写的新型原创科普丛书《原来如此》《黑暗中的半壁江山一红外》,曾经获得上海市科技进步奖。他个人还于2012年获得了上海科普教育创新奖一等奖一杰出人物奖。
[成果] 1400230888 上海
TP79 应用技术 [测绘服务, 专用仪器仪表制造] 公布年份:2013
成果简介:该发明属电子信息领域。涉及以高分辨率超光谱遥感成像与激光三维探测结合的多维遥感集成技术与系统,主要解决社会各领域对目标精准探测识别的遥感成像探测问题。在地质、海洋、农业、环境、军事等领域迫切需要借助遥感手段获取目标的精细物理属性和空间结构特征,以便对其实施准确识别。可获取上述精细信息的较先进手段是光学遥感中的超光谱遥感成像技术,它能得到目标较高光谱分辨率成像信息。常规超光谱遥感成像获取目标的精细光谱能力不足,同时存在高光谱分辨率、高空间分辨率、高辐射灵敏度和高时间分辨率的矛盾,更难以得到与之同步的目标空间结构信息,大大降低了目标识别的精准度,作业效益也难以提高。为此,发明了以“主被动同步采集+多维度信息融合+时空维信号增强+多手段精细分光”为特色的多维精细超光谱遥感成像探测技术,将高分辨率超光谱遥感成像和三维激光探测有机结合,解决上述四种高分辨率信息同时兼顾难题,能够实现光谱、三维空间、辐射信息的高精度多维信息精确获取。发明点1:多维遥感信息的多元激光与超光谱同步采集方法,在国际上首次研制了能够同时获取目标精细光谱、三维空间和辐射信息的多维遥感集成系统,解决了系统中的一体化集成、激光三维探测和主被动同步采集的问题。发明点2:主被动探测高分辨率超光谱遥感成像方法。发明点3:基于物像面空间分割的超光谱宽视场实现方法。发明点2和3共同解决超光谱遥感成像中高光谱分辨率、高空间分辨率、高辐射灵敏度和高时间分辨率同时兼顾难题,能够大幅提高对目标识别的精准度、提高作业效率。发明点4:超光谱遥感成像精细分光新方法,解决常规超光谱遥感成像中存在的精细分光度程度不高和实用性不够问题。发明点5:多维信息融合与精细标定方法,解决多维遥感集成系统中精细校准和多维信息的精准融合问题。该发明来源于国家“863”重大项目成果,提出诸多核心方法,已获授权发明专利20项,申请专利9项,发表论文154篇,其中SCIE、CPCI、CNKI收录共163篇次,他引601次,培养硕士博士30名、行业知名专家4名。在国际上率先提出多维精细超光谱遥感成像探测技术及系列解决方法,实现超光谱成像的高光谱分辨率、高空间分辨率、高辐射灵敏度和高时间分辨率同时兼顾,研制的系统能在宽视场内获得100urad(机载)、50urad(星载)空间分辨率、5nm光谱分辨率、7.5cm高程分辨率、0.3m二维定位精度的五维遥感成像信息,在各项指标均达国际先进水平的前提下实现多维信息精确同步获取。采用该发明后多维信息精准性和定量化程度提高,对目标的综合探测识别能力显著增强,能兼顾遥感和测绘需求。该发明的技术方法支撑了国家重大遥感系统研制,先后应用在载人航天与探月工程、“高分辨率对地观测”重大专项和国家重大基础建设中,嫦娥三号月球车巡视器中“国际上首次在空间上将声光可调谐滤光器用于凝视型成像光谱仪分光”,载人航天XX一号中研制了“填补国内航天遥感空白国际先进的短波红外超光谱成像仪”。多维遥感集成系统先后在遥感制图、铁路勘探、考古探测以及海洋、核电站排水、农业、城市安全的监测等领域得到应用,并出口马来西亚,为遥感应用提供了一种全新的精细多参量数据获取及应用手段。基于该发明成果,通过技术转化、产品销售和争取国家型号装备和科研任务等方式累计合同经费5.59亿元,产生的间接经济效益达3.1亿元。通过技术转移创办上海航遥信息技术有限公司,开展基于该项目成果的应用推广和服务工作,取得了显著的社会和经济效益,近三年来产值达8788万元。
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