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心系祖国,揭秘红外线世界

文章来源:中国科技新闻网   文章作者:本站编辑   更新时间:2017-03-16    

  ——记国家杰出青年基金获得者、红外物理国家重点实验室研究员黄志明

  红外线是太阳光线中众多不可见光线中的一种,其波长范围从0.75微米至1000微米,是自然界广泛存在的一种磁波辐射,它在电磁波连续频谱中的位置是处于无线电波与可见光之间的区域。

  红外物理学是指以红外辐射为特定对象,研究其产生、传输、探测及其与物质相互作用的规律的物理学分支。该学科所涉及的领域及应用范围十分广泛。如在红外遥感、红外天文、气象、医学、农业、工业、资源环境等多方面。

  自从1800年英国天文学家威·赫谢耳(W·Herschel)在研究太阳光谱的热效应时发现红外以来,它在信息技术与通讯、保健与生命科学、国防与太空、科研与教育等领域中扮演着越来越重要的角色。

  黄志明教授正是中国科学院红外物理国家重点实验室相关研究人员,黄志明和团队采用窄禁带半导体成功实现0.3—3.0太赫兹高灵敏度快速响应的远红外/太赫兹探测器件,相关研究结果发表在著名期刊《先进材料》上。他还提出了通过光子的波动性产生新型光电效应独特理论,这证明了室温太赫兹光电探测的可行性,这一研究成果为太赫兹探测技术的突破提供了重要理论基础和技术途径。

  “正是因为发现了红外的应用魅力,人们才进行了各类产品的开发。目前针对红外技术的应用产品,已经覆盖到医疗、检测、航空航天等各个领域。围绕红外技术出现的新发明新应用,也才能常常带给人们惊讶和感叹。”黄志明说。

  心系祖国,毅然回国发展红外研究

  黄志明1989年考入湖南师大物理系,4年后他以第一名的成绩被保送到本校读研。1995年底,因成绩优异,黄志明得以提前半年毕业,这在湖南师大物理系的历史上被认为是一项破纪录的事件。出于对红外线科研事业的热爱,黄志明选择了红外研究。1999年,黄志明毕业于中科院上海技术物理研究所,获博士学位,2003年被评为研究员,2005年起担任博士生导师。2006年1月至2008年1月,加入新加坡南洋理工大学成为高级研究员。

  多年经历让黄志明在红外研究的道路上越走越远,开阔了国际化的研究眼界,也积累了丰厚的学术研究和项目经验。但是他始终心系祖国,把祖国的进步与荣辱放在首要位置,所以当他看到国内红外基础研究方面依然落后于世界水平的现状,毅然选择科研报国的道路,回国发展我国的红外与太赫兹研究,放弃了在新加坡条件优渥、工作节奏轻松舒适的生活。

  他钻研的精神和他出色的科研成果,为他带来了各种荣誉,他先后获国家自然科学奖二等奖、上海市科技进步奖一等奖等9项省级以上科技奖励:荣获 “上海市青年科技启明星”、“上海市青年科技启明星跟踪”、“上海市优秀学科带头人”、“国家杰出青年基金获得者”等人才基金。

  黄志明教授多年来苦心钻研和发展我国的红外物理与技术,主要研究方向红外与太赫兹。他研制了单色仪分光2-12.5微米红外椭圆偏振光谱系统,解决了红外光学常数测量难点,获第五届中国国际发明展览会金奖;发现材料红外介电函数性质色散模型公式、人工特异材料虚拟电流回路等原创性理论模型,被国际同行广泛认同并重点引用和应用;开展了以空间遥感应用为需求的太赫兹产生与探测的相关基础研究工作,实现了频率连续可调、窄线宽、高功率太赫兹脉冲光源;发现了基于窄禁带半导体碲镉汞高性能原理室温光电导太赫兹探测器,并实现了太赫兹成像演示;还实现了大面积、高灵敏度和小时间常的热敏薄膜探测器,促进了我国空间遥感探测新技术的发展。

  另外,他还积极开展红外技术在交叉学科中的应用,他和团队成功研制了国际上没有的人体体表穴位辐射光谱测量仪,为我国中医针灸药领域的科研人员提供了重要的研究手段并在穴位研究方面取得了重大进展。

  黄志明教授及其合作者共在国内外学术刊物上发表论文170余篇,获得授权与受理国家发明专利30余件,出版专著1本。他的研究成果被写入5本中英文著作和手册中。同时他还关注学术交流活动,与美国、俄罗斯、新加坡等科学家有广泛科学交流与合作;他还是10余种学术刊物的特约审稿人。

  坚持红外研究,永不言弃

  “看似一帆风顺的科研道路实则包含了太多的艰辛、波折、困顿和迷惑,然而困难是暂时的,唯有一颗对科研执着追求的心永不泯灭。”黄志明教授这样说。

  对很多普通人来说,这些科研工作或许看起来非常枯燥,但对黄志明来说,这是自己的职责与兴趣所在。当他坚定地选择红外科研的道路之后,获得的是功成名就。

  爱迪生经过13个月的艰苦奋斗,试用了6000多种材料,试验了7000多次,才得到了合适的材料,灯泡的发明才有了突破性的进展。可见发明创造和科研工作是多么的繁琐与枯燥,任何一次失败之后的放弃都可能让我们见不到迄今为止的各种研究成果,而我们看到的每一个研究成果就是这样在庞大繁重的工作中反复试验得到的,我们知道的艰辛不过是管中窥豹。

  在读博士时,他拜在中科院上海技术物理研究所褚君浩院士的门下,从事的仍是偏基础的红外物理研究。当时褚教授给这位刚入室弟子安排的唯一的博士论文工作是去探索一种名为“红外椭圆偏振光谱系统”的科学实验装置的可能性。黄志明可谓是无从下手,因为除了知识知道理论上存在这种可能性外,全世界都毫无这方面的成型装置可借鉴。黄志明只能根据需要和理论上的可能性来反推,据此设想该在实验设计上怎样体现,如何做到。在差不多两年的时间里,他几乎每天从早到晚除了三顿饭,都是把自己关在不见阳光的实验室里,反复思考,反复计算,不断肯定,又不断否定……

  正因为这样艰辛,才需要坚定的信念,黄志明教授就是这样一位心性坚韧的人,只要选择了方向,就坚持不懈,哪怕风雨兼程。而他做的始终只是潜心研究,坚持不懈,而他的付出为他带来了荣誉。

  但是荣耀的光环并没有阻止黄志明教授的在科研道路上的脚步,至今,黄志明教授依然奋斗在科研工作的一线上,与团队一起潜心钻研。正是有黄志明教授这样心系祖国,把国家荣誉放在首位,潜心研究的研究员,在各自的领域兢兢业业、脚踏实地地工作,将想法变成实际,将理想变成现实,加快人类文明进化的脚步,国家才能不断进步、更加富强,世界更加丰富多彩。相信黄志明教授和他的团队将来还会取得更卓越的成就,我们拭目以待。

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