職務(wù)

中國科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所研究員、遼寧省太赫茲成像感知重點(diǎn)實(shí)驗室主任

近三年主要業(yè)績(jì)

及所獲榮譽(yù)

    祁峰，中國科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所特聘核心研究員、博士生導師、所學(xué)術(shù)委員會(huì )委員。本科畢業(yè)于浙江大學(xué)，碩士博士畢業(yè)于比利時(shí)魯汶大學(xué)，先后于日本理化學(xué)研究所、德國法蘭克福歌德大學(xué)、英國伯明翰大學(xué)從事太赫茲研究，擔任遼寧省太赫茲成像感知重點(diǎn)實(shí)驗室主任、廣東省超材料微波射頻重點(diǎn)實(shí)驗室學(xué)術(shù)委員會(huì )主任、高技術(shù)領(lǐng)域主題專(zhuān)家組專(zhuān)家、工信部產(chǎn)業(yè)基礎再造和制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展專(zhuān)項“太赫茲無(wú)損檢測技術(shù)開(kāi)發(fā)及應用”項目專(zhuān)家組專(zhuān)家、教育部太赫茲技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗室學(xué)術(shù)委員會(huì )委員、中國生物物理學(xué)會(huì )太赫茲生物物理學(xué)分會(huì )常委；作為項目負責人承擔國家重點(diǎn)研發(fā)計劃、高技術(shù)領(lǐng)域重點(diǎn)項目、科技部外專(zhuān)項目、自然科學(xué)基金等國家級項目多項，Defence Technology編委，以第一/唯一通訊作者發(fā)表發(fā)表包括Optica、IEEE Trans、APL、OL、OE、JOSA等在內的期刊論文50余篇，授權發(fā)明專(zhuān)利14項，國際會(huì )議Keynote Speech 5次，獲得Global Symposium on   Millimeter Waves“Best Paper Award”、European Radar Conference “Student Grant”等獎勵。

    祁峰長(cháng)期從事太赫茲成像感知研究，帶領(lǐng)團隊研制出了包括太赫茲源、探測器、鏡頭、天線(xiàn)等在內的一批核心器件，部分器件性能可比肩國外同類(lèi)進(jìn)口產(chǎn)品，實(shí)現了國產(chǎn)化以及批量交付。2024年他在太赫茲探測研究中取得原創(chuàng )性成果，有效拓展了光譜范圍，并大幅提升了探測靈敏度及動(dòng)態(tài)范圍，為大衰減、厚樣品測量提供了可能性；他基于太赫茲技術(shù)在航空航天領(lǐng)域功能材料檢測開(kāi)展應用探索并取得了重要進(jìn)展，解決了若干新型材料性能傳統手段難以檢測的難題，展現了太赫茲檢測的優(yōu)勢和廣闊應用前景，為我國高端裝備制造過(guò)程中的自動(dòng)檢測提供了新的解決方案；他被Defence Technology期刊（SCI 2區）評為優(yōu)秀編委。

（1）技術(shù)創(chuàng )新：針對太赫茲領(lǐng)域長(cháng)期存在的“THz Gap”，提出了系統解決頻率覆蓋難題的頻率變換技術(shù)，利用光放大效應大幅提升了脈沖信號的探測靈敏度，該研究達國際先進(jìn)水平并為國內行業(yè)優(yōu)勢單位實(shí)現了樣機交付。自上世紀九十年代發(fā)明太赫茲時(shí)域光譜技術(shù)以來(lái)，其在物質(zhì)成分檢測、工業(yè)無(wú)損檢測以及半導體檢測領(lǐng)域展現出了廣闊的應用前景，但正如太赫茲頻率變換技術(shù)發(fā)源地—日本理化學(xué)研究所（RIKEN）在2010年年度報告中指出“太赫茲信號非常難以產(chǎn)生，更不用說(shuō)它的探測?！?021年祁峰研究員帶領(lǐng)團隊國際首次實(shí)現了基于BGSe晶體的頻率變換靈敏探測，相關(guān)成果為央視、新華社、人民日報等主流媒體報道；經(jīng)過(guò)三年的努力，現已全面實(shí)現了0.1～100THz的靈敏探測，目前對ns脈沖信號的探測靈敏度優(yōu)于4K bolometer4個(gè)數量級以上、優(yōu)于HgCdTe探測器5個(gè)數量級以上，在5μm以上頻點(diǎn)最高可實(shí)現ns單脈沖10光子、動(dòng)態(tài)范圍150dB以上的極限測量能力。目前大功率太赫茲源在世界范圍內仍屬稀缺資源，該探測技術(shù)在光源功率受限的情況下保障了系統的測量能力，可用于當前難以測量的大吸收及厚樣品，其室溫工作特性易于實(shí)際使用，并且較現有探測器響應速度更快，可為當前物質(zhì)成分識別、工業(yè)檢測、半導體行業(yè)提供新的解決方案。

（2）應用開(kāi)發(fā)：針對航空航天領(lǐng)域無(wú)損檢測需求，從實(shí)際工況出發(fā)，自研核心器件及算法解決了功能材料的檢測難題，經(jīng)實(shí)際測試實(shí)現了檢測效率、效果的雙提升，可望應用于產(chǎn)線(xiàn)的在線(xiàn)監測。航空航天領(lǐng)域材料經(jīng)常工作于極端條件，在實(shí)現強大功能的同時(shí)也為檢測帶來(lái)了難題。傳統的X光、超聲、可見(jiàn)光、紅外等檢測手段在應對絕緣絕熱材料、尤其是近年來(lái)大量涌現的復合材料內部缺陷檢測需求時(shí)顯得力不從心。X光穿透力過(guò)強，但檢測對比度不高；超聲不適用于空氣條件檢測，且對該類(lèi)材料的穿透力較弱；可見(jiàn)光大多用來(lái)進(jìn)行表面檢測；紅外檢測在測量信噪比以及透視方面能力不夠理想。針對復雜工件細小缺陷及脫粘的實(shí)際檢測需求以及太赫茲成像領(lǐng)域長(cháng)期存在的分辨率難題，祁峰從太赫茲波動(dòng)性出發(fā)，充分利用相位特性系統的將超分辨運算從實(shí)數域拓展至復數域，結合自研太赫茲鏡頭實(shí)現了超分辨成像，目前最佳分辨率小于0.3個(gè)波長(cháng)，距離分辨率超越合成孔徑雷達頻域計算的10倍以上，不但超越了衍射成像的物理極限，也超越了基于傅里葉變換運算體系的經(jīng)驗極限；采用光學(xué)測量導引的方式解決了復雜面型測量的探頭姿態(tài)控制問(wèn)題，實(shí)現了高信噪比的穩定測量；從波動(dòng)物理圖像出發(fā)，自研算法系統的解決了薄膜以及介質(zhì)測量中的干涉及色散問(wèn)題，大幅提升了測量精度。最終在空氣環(huán)境實(shí)現了無(wú)損、非接觸、透視、精細成像，對若干功能材料實(shí)現了“測傳統手段所不能測”，可望應用于實(shí)際產(chǎn)線(xiàn)的在線(xiàn)測試，解決功能材料、復合材料的檢測難題。

獲獎理由

檢測及測量是工業(yè)智能的基礎，太赫茲對非金屬、非極性材料穿透力強且包含豐富的光譜信息，可作為分子級的識別手段，在諸多領(lǐng)域展現了廣闊的應用前景并在工業(yè)檢測被寄予厚望。長(cháng)期以來(lái)，受限于光源及探測手段，太赫茲技術(shù)雖潛力巨大，但難走出實(shí)驗室，THz Gap的長(cháng)期存在意味著(zhù)即使是最基本的信號生成和探測亦非常困難。

祁峰敢于面對科研領(lǐng)域的難題，從核心器件研制踏實(shí)做起、深耕細作，以十年之努力系統解決了該頻段的頻率覆蓋問(wèn)題，并開(kāi)發(fā)了可對標國外同類(lèi)產(chǎn)品的元器件，在頻率變換探測技術(shù)方面已達國際先進(jìn)水平。難能可貴的是，他能夠主動(dòng)走進(jìn)產(chǎn)線(xiàn)，面向實(shí)際工業(yè)制造場(chǎng)景，思索如何解決具體問(wèn)題，將太赫茲技術(shù)推向實(shí)際應用。目前祁峰采用太赫茲技術(shù)在若干重要功能材料檢測場(chǎng)景取得了明顯優(yōu)于傳統X光、超聲等技術(shù)手段的檢測效果，并以滿(mǎn)足實(shí)際生產(chǎn)需求為目標反復改進(jìn)，有效地推進(jìn)了太赫茲技術(shù)的工業(yè)應用。光譜是重要的工業(yè)檢測手段并在工業(yè)生產(chǎn)中取得了巨大的成功，祁峰大幅拓展了可用光譜范圍，對檢測意義重大，可望衍生出新的裝備，提高生產(chǎn)效率、提升產(chǎn)品質(zhì)量。