趙連城,中國工程院院士,中科智庫首批入庫專家兼審核委員會委員,光電信息科學與工程專家,哈爾濱工業(yè)大學教授、信息功能材料與器件實驗室負責人。
趙連城長期從事光電薄膜材料和器件及各種紅外彩色成像監(jiān)控系統(tǒng)研究,以及發(fā)光材料、光電轉(zhuǎn)換材料、光導(dǎo)纖維和器件、信息存儲材料、綠色熒光蛋白和分子熒光探針,能帶結(jié)構(gòu)分析和斷帶隙超晶格的工程技術(shù)應(yīng)用等,為推進新型功能材料的研究和工程應(yīng)用做出了突出貢獻。
轉(zhuǎn)化科研成果,助力森林防火
芯片是未來物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等新興領(lǐng)域不可或缺的關(guān)鍵元件,芯片行業(yè)的科技能力和創(chuàng)新水平,決定著一個國家的科技水準與創(chuàng)新構(gòu)想。趙連城說,第三代半導(dǎo)體紅外成像的關(guān)鍵是芯片功能,其中組合式芯片技術(shù)主要應(yīng)用在巡視、監(jiān)控、安防系統(tǒng)當中。他說,組合式芯片的光電特性及其像敏陣列具有光敏性是目前紅外彩色成像技術(shù)關(guān)注的焦點,關(guān)鍵是靈敏度和多色成像。提高靈敏度,涉及到光學物理機制、“帶隙工程”、多光譜調(diào)諧。
趙連城說,從貿(mào)易糾紛中的芯片科技競爭,就能看到我國在光電芯片領(lǐng)域與國外先進水平存在的差距。他表示,“我國光電芯片的產(chǎn)業(yè)化不能舉棋不定!”趙連城介紹,現(xiàn)在市場上的芯片多是電子芯片,特點是要有電線、電流。而組合式芯片則是頻譜芯片,只有圖像不再有電線或電流,用紅外光纜來傳遞頻譜,彩色成像依靠的就是這種技術(shù)。例如全天候全覆蓋無盲點森林防火報警紅外彩色成像監(jiān)控系統(tǒng)、安防巡視紅外彩色攝像儀和安保監(jiān)控紅外彩色攝像機系統(tǒng)、陸海空聯(lián)合作戰(zhàn)全局勢態(tài)監(jiān)控紅外彩色成像系統(tǒng)、坦克和裝甲車駕駛巡視紅外彩色成像監(jiān)控儀等。
趙連城說,“我們研究的重點要始終圍繞成果轉(zhuǎn)化,要在科技成果的轉(zhuǎn)化上下功夫?!痹诳萍汲晒D(zhuǎn)化的實踐中,他一直沖在檢驗理論研究的最前沿。2017年,俄羅斯境內(nèi)的森林大火蔓延至我國大興安嶺北部原始林區(qū),防火形勢嚴峻。趙連城帶領(lǐng)團隊為大興安嶺林區(qū)量身定制出一套全天候全覆蓋森林防火報警紅外彩色成像監(jiān)控系統(tǒng),用于保障當?shù)厣仲Y源安全。趙連城說,“森林防火報警紅外彩色成像監(jiān)控系統(tǒng)”,可以24小時連續(xù)監(jiān)控,監(jiān)控范圍可達到80公里以上,發(fā)現(xiàn)火源后20秒鐘內(nèi)即可發(fā)出警報,并且不用建平臺,主要依靠蕊片的紅外線探測,監(jiān)測的靈敏度極高。該系統(tǒng)為大興安嶺的防火安全提供了可靠的科技保障,引領(lǐng)了我國森林防災(zāi)的新高度。
趙連城還表示,除大興安嶺的森林防火之外,紅外彩色成像系統(tǒng)在戰(zhàn)場上也能發(fā)揮很大作用,比如紅外攝像頭,夜晚不需要照明,在15公里的安保范圍內(nèi),我能清晰地看到別人,別人看不到我。
創(chuàng)建光電新學科
趙連城系統(tǒng)研究了形狀記憶合金的微觀變形機制與應(yīng)變恢復(fù)特性之間的關(guān)系,為記憶合金的工程應(yīng)用奠定了良好的理論基礎(chǔ)。而后,他又帶領(lǐng)團隊系統(tǒng)性探索出NiTi合金線性和非線性超彈性的物理本質(zhì),并成功應(yīng)用于神州四號飛船、SJ-5 和 QS-1衛(wèi)星,以及介入醫(yī)學治療等領(lǐng)域。
趙連城認為,學科要發(fā)展,就要跟上時代發(fā)展的節(jié)奏,并且要走到時代發(fā)展的前面,不能滿足現(xiàn)狀。社會需要什么樣的人才,學校就要努力培養(yǎng)什么樣的人才,光電材料是未來的一個大趨勢,必須搶抓機遇,未雨綢繆。2013年12月,哈爾濱工業(yè)大學正式成立光電信息科學系。在趙連城的帶領(lǐng)下,光電信息科學系的師資隊伍快速成長,信息功能材料與器件課題組已經(jīng)形成并擁有一支師資實力較強,年齡和知識結(jié)構(gòu)基本合理、具有富于創(chuàng)新精神和實際經(jīng)驗的教學科研隊伍,為培養(yǎng)專業(yè)人才奠定了堅實的師資基礎(chǔ)。且該研究團隊從最初的紅外探測材料研究拓展形成了發(fā)光材料與量子器件、光電轉(zhuǎn)換材料與量子器件、特種光纖與器件、信息存貯材料與器件和有機熒光材料與分子熒光探針五大研究方向。
對于青年科研人員,趙連城表示,年輕人不要過多的被外界的喧囂所紛打擾,一定要專心致志、學好知識、夯實基礎(chǔ)、銳意進取,才能真正搞好科研工作,將來才能成為有用之才。(文/王慧蘭)
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趙連城院士簡介
趙連城,中國工程院院士,中科智庫首批入庫專家兼審核委員會委員,光電信息科學與工程專家,哈爾濱工業(yè)大學教授、信息功能材料與器件實驗室負責人。
長期從事半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)、量子阱和超晶格、共格量子點島、雙波段激發(fā)和多波段調(diào)諧等光電薄膜材料和器件及各種紅外彩色成像監(jiān)控系統(tǒng)研究,以及發(fā)光材料、光電轉(zhuǎn)換材料、光導(dǎo)纖維和器件、信息存儲材料、綠色熒光蛋白和分子熒光探針,能帶結(jié)構(gòu)分析和斷帶隙超晶格的工程技術(shù)應(yīng)用等,包括:遠程通信全光網(wǎng)絡(luò)工程的寬帶光纖和器件;腔道癌癥3D內(nèi)窺觀察和光量子治療光纖系統(tǒng);夜視彩色紅外相機和紅外監(jiān)控攝像機系統(tǒng);戰(zhàn)場目標探測、識別和監(jiān)控紅外成像系統(tǒng);人造和天然石墨烯制取和高靈敏傳感器及快速充電長壽命電池、人造金剛石、非制冷紅外彩色成像監(jiān)控系統(tǒng)等。
曾獲國家科技進步獎、國家自然科學獎、省部級科技進步獎。享國務(wù)院特殊貢獻專家政府津貼。先后承擔國家自然科學基金研究項目6項,總裝備部及省部級研究項目12項。出版《信息功能材料學》等專著6本。發(fā)表論文400余篇,被國外他人引用250余篇次,部分研究結(jié)果被收入國際權(quán)威著作。先后以組織委員會成員、國際顧問委員會委員或合作主席身份應(yīng)邀出席國際會議和宣讀論文20余次。