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我的心里話

西安光機(jī)所副所長 胡炳樑

10年來，我們始終牢記習(xí)近平總書記殷殷囑托，錨定光子領(lǐng)域科技前沿，深耕具有高空間分辨率和高時(shí)間分辨率的光電探測(cè)與成像技術(shù)，為國家空間安全和國防裝備現(xiàn)代化提供“看得遠(yuǎn)、看得清、瞄得準(zhǔn)”的高性能光電成像系統(tǒng)，在嫦娥、神舟、天問等國家重大任務(wù)研制中挺膺擔(dān)當(dāng)。

2024年初，文生視頻大模型Sora問世，讓生成式AI大火；2025年，DeepSeek橫空出世，在全球掀起AI熱潮。擁抱AI，成了各行各業(yè)的共同選擇。

今年3月以來，中國科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所（以下簡稱“西安光機(jī)所”）在“AI+光學(xué)”領(lǐng)域陸續(xù)取得突破：

王荃研究員團(tuán)隊(duì)在計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域半監(jiān)督醫(yī)學(xué)圖像語義分割方向取得重要進(jìn)展，提出的創(chuàng)新算法在醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)智能識(shí)別方面表現(xiàn)優(yōu)異，有望應(yīng)用于醫(yī)學(xué)影像診斷領(lǐng)域；

于濤研究員團(tuán)隊(duì)在智能光譜環(huán)境感知領(lǐng)域取得新進(jìn)展，提出的創(chuàng)新方法提升了智能光譜技術(shù)監(jiān)測(cè)復(fù)雜水環(huán)境的能力，相關(guān)技術(shù)成果已成功應(yīng)用于環(huán)保領(lǐng)域。

“近年來，‘面向科學(xué)的人工智能’理念越來越深入人心，我們也加大了‘AI+光學(xué)’領(lǐng)域的探索力度?！?月1日，西安光機(jī)所黨委書記、副所長孫傳東說，“2015年2月15日，習(xí)近平總書記來西安光機(jī)所考察時(shí)強(qiáng)調(diào)，核心技術(shù)靠化緣是要不來的，必須靠自力更生?？萍既藛T要樹立強(qiáng)烈的創(chuàng)新責(zé)任和創(chuàng)新自信，面向經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展主戰(zhàn)場(chǎng)，面向國際科技發(fā)展制高點(diǎn)，努力多出創(chuàng)新成果，為實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略、建設(shè)創(chuàng)新型國家多作貢獻(xiàn)。這讓我們倍感振奮、備受鼓舞。我們不斷增強(qiáng)責(zé)任感使命感，為建設(shè)科技強(qiáng)國貢獻(xiàn)力量?！?/p>

10年來，西安光機(jī)所牢記習(xí)近平總書記殷殷囑托，緊扣國家戰(zhàn)略科技力量主力軍使命定位，錨定搶占科技制高點(diǎn)核心任務(wù)，在關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)、服務(wù)國家重大需求、高素質(zhì)人才隊(duì)伍建設(shè)等方面取得了一系列突破，為實(shí)現(xiàn)高水平科技自立自強(qiáng)作出了貢獻(xiàn)。

自主創(chuàng)新 勠力技術(shù)攻關(guān)

3月底，忙碌了一年多的西安光機(jī)所光電跟蹤與測(cè)量技術(shù)研究室副主任韓俊鋒和團(tuán)隊(duì)迎來了“收獲季”：他們?yōu)樾l(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)星座研制的空間激光通信終端開始陸續(xù)交付。

“今年上半年各型產(chǎn)品要交付60套，到明年要達(dá)到年交付500套產(chǎn)品的能力。”韓俊鋒說。

空間激光通信終端是搭載在衛(wèi)星上，利用激光束在衛(wèi)星間進(jìn)行高效、安全數(shù)據(jù)傳輸?shù)漠a(chǎn)品，能夠?qū)崿F(xiàn)衛(wèi)星間信息直連利用，從而顯著降低傳輸延時(shí)，提升通信容量，是構(gòu)建星間信息高速公路的核心載荷。

“空間激光鏈路具有高帶寬、低功耗、輕重量、小體積等特點(diǎn)，是實(shí)現(xiàn)星座組網(wǎng)最有前景的解決方案?！表n俊鋒說，“這些優(yōu)點(diǎn)得益于激光光束較小，通常為數(shù)十微弧度量級(jí)。但小的光束會(huì)使對(duì)準(zhǔn)變得困難，光束只有精準(zhǔn)對(duì)接才能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)順利傳輸。因此，激光光束的快速捕獲和長期穩(wěn)定對(duì)準(zhǔn)是最大的技術(shù)難點(diǎn)?！?/p>

衛(wèi)星進(jìn)入軌道運(yùn)行后，受空間環(huán)境影響，衛(wèi)星平臺(tái)需要通過自身的動(dòng)力系統(tǒng)不斷調(diào)整位置和姿態(tài)。此外，衛(wèi)星間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)、空間雜光的干擾極大地增加了光束的捕獲跟蹤難度。因此，只有在通信終端上配置高精度激光跟瞄系統(tǒng)，才能實(shí)現(xiàn)精細(xì)對(duì)準(zhǔn)。

“高精度激光跟瞄系統(tǒng)就是要在各種不確定的外部擾動(dòng)因素下，保證星間激光的順利對(duì)接。”韓俊鋒說，光束需要在自由空間中傳輸成千上萬公里的距離才能到達(dá)對(duì)向的激光終端，一個(gè)微小的指向偏差都會(huì)在遠(yuǎn)端發(fā)生放大。跟瞄系統(tǒng)要解決的就是光束能夠及時(shí)找得到、跟得穩(wěn)、瞄得準(zhǔn)的問題。這需要將對(duì)準(zhǔn)精度控制在微弧度級(jí)別（1微弧度=0.000057度），相當(dāng)于從地球上投籃，投進(jìn)衛(wèi)星上的一個(gè)籃筐，難度非常大。

高精度激光跟瞄系統(tǒng)需要在軌長期不間斷工作，這對(duì)其性能指標(biāo)和可靠性提出了更嚴(yán)格的要求。因此，從頂層的技術(shù)路線設(shè)計(jì)到底層的材料選擇，韓俊鋒團(tuán)隊(duì)充分考慮了系統(tǒng)的抗干擾能力、雜光隔離度以及極端溫度適應(yīng)性等關(guān)鍵問題?！皥F(tuán)隊(duì)通過集中攻關(guān)，不僅解決了這些關(guān)鍵技術(shù)難題，還實(shí)現(xiàn)了相關(guān)組部件的國產(chǎn)化替代，為在星座間大規(guī)模安全使用打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)?！表n俊鋒說。

包括韓俊鋒團(tuán)隊(duì)在內(nèi)，去年以來，西安光機(jī)所面向世界科技前沿，充分發(fā)揮其在超快光學(xué)、光電探測(cè)領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)，主動(dòng)培育前瞻引領(lǐng)基礎(chǔ)研究重大項(xiàng)目：

雙光源復(fù)合的高速激光打孔裝備進(jìn)入某航空發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件制造生產(chǎn)線；

高功率薄片激光、光纖激光器整體水平國際領(lǐng)先；

國內(nèi)首次完成單載波水平大氣鏈路超高速激光傳輸外場(chǎng)試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了惡劣信道條件下“百G百公里”糾錯(cuò)后零誤碼傳輸；

……

“習(xí)近平總書記的重要指示，為我們服務(wù)科技強(qiáng)國建設(shè)指明了前進(jìn)方向、提供了根本遵循。我們?cè)?個(gè)主攻方向的研究總體進(jìn)展順利，多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)取得了重大突破?！睂O傳東說。

牢記囑托 服務(wù)大國工程

“今年初，我們研制的超高靈敏度、高精度、高穩(wěn)定度的光學(xué)載荷順利交付，將為小尺度空間碎片探測(cè)和編目管理以及我國和平利用太空、太空資產(chǎn)安全防護(hù)提供關(guān)鍵支持和能力保障?！蔽靼补鈾C(jī)所空間光學(xué)技術(shù)研究室研究員賀天兵說。

近年來，我國航天事業(yè)蓬勃發(fā)展，北斗組網(wǎng)、探月工程、空間站建設(shè)等大國工程接連實(shí)現(xiàn)突破。然而，太空并非“凈土”，數(shù)以億計(jì)的空間碎片以每秒數(shù)公里的速度環(huán)繞地球飛行，微小碎片會(huì)對(duì)航天器造成致命損傷。

隨著航天器數(shù)量激增，空間碎片引發(fā)的碰撞風(fēng)險(xiǎn)已成為全球航天領(lǐng)域的重大挑戰(zhàn)。“瞄準(zhǔn)國家這一重大需求，我們?cè)诳臻g碎片探測(cè)與航天器安全防護(hù)領(lǐng)域進(jìn)行了集中攻關(guān)，解決了空間碎片探測(cè)難題，在為我國太空資產(chǎn)安全構(gòu)筑‘科技護(hù)盾’方面邁出了關(guān)鍵一步?！辟R天兵說。

賀天兵告訴記者，針對(duì)太空全天域空間碎片高時(shí)效觀測(cè)需求，團(tuán)隊(duì)提出了以超大視場(chǎng)廣域相機(jī)為核心的空間碎片廣域探測(cè)系統(tǒng)方案。研制出的大視場(chǎng)相機(jī)，視場(chǎng)范圍較傳統(tǒng)設(shè)備有了大幅提升，可實(shí)現(xiàn)全天域空間碎片高時(shí)效觀測(cè)，并具備高靈敏探測(cè)的特點(diǎn)，能精準(zhǔn)捕捉數(shù)萬公里外的微小碎片軌跡。

“針對(duì)太空環(huán)境的特點(diǎn)，我們開展了廣域探測(cè)載荷光、機(jī)、電、熱關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，在保證超大視場(chǎng)與超高靈敏度的同時(shí)，大幅減少雜散光干擾，破解了光學(xué)探測(cè)領(lǐng)域長期存在的技術(shù)難題?！辟R天兵說。

此外，團(tuán)隊(duì)突破了國產(chǎn)大口徑氟化鈣透鏡加工與應(yīng)用瓶頸，并實(shí)現(xiàn)超高非球面度和非球面陡度透鏡工程化應(yīng)用，推動(dòng)我國高端光學(xué)制造產(chǎn)業(yè)躋身國際前列。

探測(cè)載荷不僅要能探測(cè)，還要能及時(shí)發(fā)出預(yù)警，提醒航天器規(guī)避。目前，賀天兵團(tuán)隊(duì)正加速推進(jìn)下一代智能化探測(cè)載荷研制，力爭(zhēng)早日實(shí)現(xiàn)空間碎片“發(fā)現(xiàn)—預(yù)警—規(guī)避”全鏈條自主響應(yīng)功能。

作為科研“國家隊(duì)”，西安光機(jī)所堅(jiān)持面向國家重大需求，打造“國之重器”，踐行科技報(bào)國的使命擔(dān)當(dāng)：研制的多普勒差分風(fēng)成像儀是“天路一號(hào)”搭載的3臺(tái)有效載荷之一，也是我國首個(gè)中高層大氣矢量風(fēng)場(chǎng)探測(cè)載荷、國際上首個(gè)雙視場(chǎng)耦合共用干涉儀的多普勒差分干涉體制測(cè)風(fēng)載荷；搭載中法天文衛(wèi)星發(fā)射的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡載荷實(shí)現(xiàn)極弱目標(biāo)高性能觀測(cè)能力；伴隨“嫦娥六號(hào)”成功發(fā)射的全景相機(jī)、遠(yuǎn)攝像機(jī)，在月表形貌環(huán)拍、采樣及國旗展示等任務(wù)中發(fā)揮了重要作用。

同時(shí)，針對(duì)重大科技任務(wù)研制需求，西安光機(jī)所去年自主建設(shè)大口徑光學(xué)載荷裝檢一體化平臺(tái)并投入使用，為2米口徑量級(jí)的光學(xué)載荷裝檢和測(cè)評(píng)提供了有力支撐；依托先進(jìn)阿秒激光設(shè)施，開展關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)、核心器件設(shè)備的全國產(chǎn)化研制等，有力助推先進(jìn)阿秒激光設(shè)施啟動(dòng)建設(shè)。去年，該所承擔(dān)的國家重大科技任務(wù)經(jīng)費(fèi)占總經(jīng)費(fèi)的比例高達(dá)83.1%，高質(zhì)量完成了國家科技任務(wù)。

“習(xí)近平總書記在2017年至2025年的新年賀詞中提到的多項(xiàng)重大科學(xué)任務(wù)，我們都參與了研制工作。這是我們牢記囑托、服務(wù)‘國之大者’的生動(dòng)實(shí)踐?！睂O傳東說。

不拘一格 打造人才“天團(tuán)”

“人才是科技創(chuàng)新的第一資源。我們加強(qiáng)人才工作頂層設(shè)計(jì)，實(shí)施造就高層次人才計(jì)劃，通過引育并舉、精準(zhǔn)施策，加快打造具有搶占科技制高點(diǎn)素質(zhì)和能力的人才隊(duì)伍?！蔽靼补鈾C(jī)所副所長邵曉鵬說。

去年以來，西安光機(jī)所強(qiáng)化按需精準(zhǔn)引才，圍繞集成光學(xué)、人工智能等方向，與多家機(jī)構(gòu)建立國際人才交流培養(yǎng)合作關(guān)系，在“AI+光學(xué)”、計(jì)算成像等領(lǐng)域引進(jìn)國家創(chuàng)新人才1人、國家級(jí)青年人才1人。

吳騰飛于2024年5月回國，在西安光機(jī)所瞬態(tài)光學(xué)研究室擔(dān)任副研究員，主要從事多維度光場(chǎng)探測(cè)、新型波前傳感器設(shè)計(jì)、定量相位成像、計(jì)算光學(xué)成像等研究。

“研究所為我們提供了完備、專業(yè)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，在項(xiàng)目申報(bào)、團(tuán)隊(duì)組建方面的支持力度也很大，給我們青年科研人員提供了施展才華、實(shí)現(xiàn)夢(mèng)想的機(jī)會(huì)?！眳球v飛說。

吳騰飛介紹，以多維度光場(chǎng)探測(cè)為例，目前探測(cè)器以強(qiáng)度測(cè)量為主，但強(qiáng)度信息無法滿足生物醫(yī)療需求。研發(fā)多維度光場(chǎng)探測(cè)器，能夠同時(shí)測(cè)量強(qiáng)度、相位、光譜、偏振等光場(chǎng)信息，可用于生物醫(yī)療領(lǐng)域。

“探測(cè)器得到的多維度光場(chǎng)信息能夠提供比傳統(tǒng)強(qiáng)度成像更豐富的生物組織特征，從而深度揭示組織內(nèi)部的病變情況，可用于指導(dǎo)疾病診斷和靶向治療，為精準(zhǔn)醫(yī)療提供重要支持。此外，與X光片和CT等現(xiàn)有檢測(cè)手段相比，探測(cè)器產(chǎn)生的輻射對(duì)人體的影響可忽略不計(jì)?！眳球v飛說，“下一步，我和團(tuán)隊(duì)將結(jié)合‘AI+光學(xué)’發(fā)展思路，研究利用AI高效率提取并分析探測(cè)器數(shù)據(jù)，更好地幫助醫(yī)生開展診療工作?！?/p>

吳騰飛團(tuán)隊(duì)的發(fā)展是西安光機(jī)所強(qiáng)化按需精準(zhǔn)引才的一個(gè)縮影。如今在西安光機(jī)所，像吳騰飛這樣的青年科研工作者是創(chuàng)新活力迸發(fā)的重點(diǎn)人群，也是科研工作的主力軍。為更好發(fā)揮這支主力軍作用，去年以來，西安光機(jī)所按照造就高層次人才計(jì)劃安排，持續(xù)在科技創(chuàng)新實(shí)踐中培養(yǎng)人才，形成“項(xiàng)目—成果—人才”良性循環(huán)，目前承擔(dān)重大科研項(xiàng)目的人員、全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室核心骨干、先進(jìn)阿秒激光設(shè)施主要參與人員的平均年齡為34歲；加強(qiáng)人才項(xiàng)目申報(bào)，1人入選國家青年拔尖人才項(xiàng)目、1人入選陜西省軍民融合青年拔尖人才項(xiàng)目；強(qiáng)化科教融合與后備人才培養(yǎng)，首次獲批2個(gè)工程博士學(xué)科培養(yǎng)點(diǎn)。

“我們將牢記習(xí)近平總書記囑托，感恩奮進(jìn)，同心協(xié)力開展核心技術(shù)攻關(guān)，加快發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力，為實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略作出新貢獻(xiàn)?！睂O傳東說。（記者：霍強(qiáng)?西安日?qǐng)?bào)記者：關(guān)穎）