■记者 邓雪珂
自然界中,无处不在的红外光,人类却无法用肉眼看见。
但就是这道看不见的光,在帮助人们洞察世界的同时,照亮国之重器,直抵民生所需。有了它的助力,大到追踪台风飘忽不定轨迹的风云卫星、探测星球表面的物质成分火星车,小到测量人体体温的测温枪、布匹衣服上的瑕疵检测,都得以变为现实。
在南湖区亚太路上的浙江清华长三角研究院先进制造技术研究所,那里就正追寻着这道看不见的光,智造出集成自主探测器的分析型工业热像仪,赋能千行百业。
十年磨一剑——
突破技术封锁,推动国产替代
什么是集成自主探测器的分析型工业热像仪?
“物理学中,凡是高于绝对零度的物质,都会依据温度的不同对外辐射电磁波。利用这一特性,红外探测技术成为突破人类视觉障碍探测物体的利器。高灵敏度、高可靠性、高分辨率的红外探测核心器件更是各国角逐的焦点。”在浙江清华长三角研究院先进制造技术研究所副所长徐本亮看来,这个拗口的项目名字里,藏着他和团队成员十年来钻研攻坚的探索故事,亦是国内红外探测技术由弱到强的发展的精彩剪影。
“人眼睛里的感光细胞,只能看见可见光上能量高的一段和部分低能量段,除了可见光,电磁波整个波段中还有红外线、X射线、γ射线等,这些人眼是看不见的。”要想看见这道不可见光,就需要借助红外传感器。徐本亮感慨道,红外探测器是国防、航天以及其他多个重要领域的核心技术之一,面临过西方国家的技术封锁。
国之重器,关键核心不能受制于人。如何补足短板,让这道光为国为民所用?
2012年,在浙江清华长三角研究院举行的一场学术交流会上,徐本亮遇到了浙江大立科技股份有限公司以及中国计量大学的相关负责人,几人志同道合,并在相互交流中萌生了让无光场景亦可遍收“眼底”的追“光”想法。
“我们以发展红外项目为驱动力,构建起从企业到科研院校再到科研机构的产学研合作模式,进一步激发促进了我们彼此间的资源共享和优势互补。”徐本亮说。
2014年,集成自主探测器的分析型工业热像仪成功获得国家立项,徐本亮及其团队就此开启了“热辣滚烫”的追光之路。在夜以继日的努力下,项目顺利攻克了自主17微米像元非制冷探测器量产化关键技术,并实现了红外图像的智能识别、拼接、画质增强、可见光融合、像素扩展等核心功能。
从17微米到12微米,再到10微米,我国红外芯片像元尺寸不断突破,升级迭代也越来越快。“新成果搭载了集成自主四代非制冷探测器,各项指标达到国内先进水平,打破国外技术垄断和产品禁运的同时,实现国产核心器件替代进口。”徐本亮自豪地说道,“目前该设备可应用于卫星姿态测量、红外制导、超视距热像仪等军用领域,也可用于工业零部件缺陷检测、特种设备检测、焊接机器人等民用领域。”
赋能千行百业——
深耕民用领域,服务市场蓝海
漫漫十载长路,我国红外技术从处处受西方国家钳制,到一步步走向自主可控替代,在这场漂亮的翻身仗背后,徐本亮和他的团队深耕民用领域,不断开拓新市场,赋能千行百业。
推出25KA智能高精度选相合闸控制系统,集分布式数字信号处理与创新相位检测专利技术于一体,融合智能算法,实现选相合闸角度的精准控制,降低暂态电流对电网的影响;
打造机器视觉实验室,开展与红外图像有关的特征提取、图像融合、目标检测与识别、目标跟踪等研究;
……
“我们是企业化运作,各类科研项目就必须跳出以自我为中心,要从‘我有什么’向‘企业要什么’转变。”得益于国家项目打下的坚实基础,徐本亮带着团队逐步走出“象牙塔”,投身经济主战场,“我们正根据市场需求,带着产业需求倒逼科研。目前和秀洲合作的布匹瑕疵检测系统,已进入样机测试阶段。”
说起布匹瑕疵检测系统,徐本亮满是笑意,“对布匹质量的检测是重复性工作,在现代化流水线后面经常可以看到很多的检测工人来执行这道工序,不仅增加企业的时间及资金成本,也不能保证百分百合格率。”而通过搭建瑕疵检测系统平台,引入深度可分离卷积,则能有效甄别出诸如断经/断纬、污染、破洞等缺陷并打标,既方便管理人员及时进行修正,也能控制布匹质量。
面对发展,徐本亮充满期待,“只有掌握核心竞争力技术,才能在市场的浪潮中稳立潮头,后续我们将继续扎根基础研究,答好科技自立自强时代考题。”