温暖的回响 | 西安光机所:向科技制高点迈进

来源:陕西日报 2025-04-11 08:11

核心技术靠化缘是要不来的,必须靠自力更生。科技人员要树立强烈的创新责任和创新自信,面向经济社会发展主战场,面向国际科技发展制高点,努力多出创新成果,为实施创新驱动发展战略、建设创新型国家多作贡献。 ——习近平

西安光机所:向科技制高点迈进

群众新闻记者 霍强 西安日报记者 关颖

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2024年初,文生视频大模型Sora问世,让生成式AI大火;2025年,DeepSeek横空出世,在全球掀起AI热潮。拥抱AI,成了各行各业的共同选择。

今年3月以来,中国科学院西安光学精密机械研究所(以下简称“西安光机所”)在“AI+光学”领域陆续取得突破:

王荃研究员团队在计算机视觉领域半监督医学图像语义分割方向取得重要进展,提出的创新算法在医学图像数据智能识别方面表现优异,有望应用于医学影像诊断领域;

于涛研究员团队在智能光谱环境感知领域取得新进展,提出的创新方法提升了智能光谱技术监测复杂水环境的能力,相关技术成果已成功应用于环保领域。

“近年来,‘面向科学的人工智能’理念越来越深入人心,我们也加大了‘AI+光学’领域的探索力度。”4月1日,西安光机所党委书记、副所长孙传东说,“2015年2月15日,习近平总书记来西安光机所考察时强调,核心技术靠化缘是要不来的,必须靠自力更生。科技人员要树立强烈的创新责任和创新自信,面向经济社会发展主战场,面向国际科技发展制高点,努力多出创新成果,为实施创新驱动发展战略、建设创新型国家多作贡献。这让我们倍感振奋、备受鼓舞。我们不断增强责任感使命感,为建设科技强国贡献力量。”

10年来,西安光机所牢记习近平总书记殷殷嘱托,紧扣国家战略科技力量主力军使命定位,锚定抢占科技制高点核心任务,在关键技术攻关、服务国家重大需求、高素质人才队伍建设等方面取得了一系列突破,为实现高水平科技自立自强作出了贡献。

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图为西安光机所一角(资料照片)。 受访单位供图

自主创新 勠力技术攻关

3月底,忙碌了一年多的西安光机所光电跟踪与测量技术研究室副主任韩俊锋和团队迎来了“收获季”:他们为卫星互联网星座研制的空间激光通信终端开始陆续交付。

“今年上半年各型产品要交付60套,到明年要达到年交付500套产品的能力。”韩俊锋说。

空间激光通信终端是搭载在卫星上,利用激光束在卫星间进行高效、安全数据传输的产品,能够实现卫星间信息直连利用,从而显著降低传输延时,提升通信容量,是构建星间信息高速公路的核心载荷。

“空间激光链路具有高带宽、低功耗、轻重量、小体积等特点,是实现星座组网最有前景的解决方案。”韩俊锋说,“这些优点得益于激光光束较小,通常为数十微弧度量级。但小的光束会使对准变得困难,光束只有精准对接才能实现数据顺利传输。因此,激光光束的快速捕获和长期稳定对准是最大的技术难点。”

卫星进入轨道运行后,受空间环境影响,卫星平台需要通过自身的动力系统不断调整位置和姿态。此外,卫星间的相对运动、空间杂光的干扰极大地增加了光束的捕获跟踪难度。因此,只有在通信终端上配置高精度激光跟瞄系统,才能实现精细对准。

“高精度激光跟瞄系统就是要在各种不确定的外部扰动因素下,保证星间激光的顺利对接。”韩俊锋说,光束需要在自由空间中传输成千上万公里的距离才能到达对向的激光终端,一个微小的指向偏差都会在远端发生放大。跟瞄系统要解决的就是光束能够及时找得到、跟得稳、瞄得准的问题。这需要将对准精度控制在微弧度级别(1微弧度=0.000057度),相当于从地球上投篮,投进卫星上的一个篮筐,难度非常大。

高精度激光跟瞄系统需要在轨长期不间断工作,这对其性能指标和可靠性提出了更严格的要求。因此,从顶层的技术路线设计到底层的材料选择,韩俊锋团队充分考虑了系统的抗干扰能力、杂光隔离度以及极端温度适应性等关键问题。“团队通过集中攻关,不仅解决了这些关键技术难题,还实现了相关组部件的国产化替代,为在星座间大规模安全使用打下了坚实基础。”韩俊锋说。

包括韩俊锋团队在内,去年以来,西安光机所面向世界科技前沿,充分发挥其在超快光学、光电探测领域的优势,主动培育前瞻引领基础研究重大项目:

双光源复合的高速激光打孔装备进入某航空发动机热端部件制造生产线;

高功率薄片激光、光纤激光器整体水平国际领先;

国内首次完成单载波水平大气链路超高速激光传输外场试验,实现了恶劣信道条件下“百G百公里”纠错后零误码传输;

……

“习近平总书记的重要指示,为我们服务科技强国建设指明了前进方向、提供了根本遵循。我们在4个主攻方向的研究总体进展顺利,多项关键技术取得了重大突破。”孙传东说。

牢记嘱托 服务大国工程

“今年初,我们研制的超高灵敏度、高精度、高稳定度的光学载荷顺利交付,将为小尺度空间碎片探测和编目管理以及我国和平利用太空、太空资产安全防护提供关键支持和能力保障。”西安光机所空间光学技术研究室研究员贺天兵说。

近年来,我国航天事业蓬勃发展,北斗组网、探月工程、空间站建设等大国工程接连实现突破。然而,太空并非“净土”,数以亿计的空间碎片以每秒数公里的速度环绕地球飞行,微小碎片会对航天器造成致命损伤。

随着航天器数量激增,空间碎片引发的碰撞风险已成为全球航天领域的重大挑战。“瞄准国家这一重大需求,我们在空间碎片探测与航天器安全防护领域进行了集中攻关,解决了空间碎片探测难题,在为我国太空资产安全构筑‘科技护盾’方面迈出了关键一步。”贺天兵说。

贺天兵告诉记者,针对太空全天域空间碎片高时效观测需求,团队提出了以超大视场广域相机为核心的空间碎片广域探测系统方案。研制出的大视场相机,视场范围较传统设备有了大幅提升,可实现全天域空间碎片高时效观测,并具备高灵敏探测的特点,能精准捕捉数万公里外的微小碎片轨迹。

“针对太空环境的特点,我们开展了广域探测载荷光、机、电、热关键技术攻关,在保证超大视场与超高灵敏度的同时,大幅减少杂散光干扰,破解了光学探测领域长期存在的技术难题。”贺天兵说。

此外,团队突破了国产大口径氟化钙透镜加工与应用瓶颈,并实现超高非球面度和非球面陡度透镜工程化应用,推动我国高端光学制造产业跻身国际前列。

探测载荷不仅要能探测,还要能及时发出预警,提醒航天器规避。目前,贺天兵团队正加速推进下一代智能化探测载荷研制,力争早日实现空间碎片“发现—预警—规避”全链条自主响应功能。

作为科研“国家队”,西安光机所坚持面向国家重大需求,打造“国之重器”,践行科技报国的使命担当:研制的多普勒差分风成像仪是“天路一号”搭载的3台有效载荷之一,也是我国首个中高层大气矢量风场探测载荷、国际上首个双视场耦合共用干涉仪的多普勒差分干涉体制测风载荷;搭载中法天文卫星发射的光学望远镜载荷实现极弱目标高性能观测能力;伴随“嫦娥六号”成功发射的全景相机、远摄像机,在月表形貌环拍、采样及国旗展示等任务中发挥了重要作用。

同时,针对重大科技任务研制需求,西安光机所去年自主建设大口径光学载荷装检一体化平台并投入使用,为2米口径量级的光学载荷装检和测评提供了有力支撑;依托先进阿秒激光设施,开展关键技术攻关、核心器件设备的全国产化研制等,有力助推先进阿秒激光设施启动建设。去年,该所承担的国家重大科技任务经费占总经费的比例高达83.1%,高质量完成了国家科技任务。

“习近平总书记在2017年至2025年的新年贺词中提到的多项重大科学任务,我们都参与了研制工作。这是我们牢记嘱托、服务‘国之大者’的生动实践。”孙传东说。

不拘一格 打造人才“天团”

“人才是科技创新的第一资源。我们加强人才工作顶层设计,实施造就高层次人才计划,通过引育并举、精准施策,加快打造具有抢占科技制高点素质和能力的人才队伍。”西安光机所副所长邵晓鹏说。

去年以来,西安光机所强化按需精准引才,围绕集成光学、人工智能等方向,与多家机构建立国际人才交流培养合作关系,在“AI+光学”、计算成像等领域引进国家创新人才1人、国家级青年人才1人。

吴腾飞于2024年5月回国,在西安光机所瞬态光学研究室担任副研究员,主要从事多维度光场探测、新型波前传感器设计、定量相位成像、计算光学成像等研究。

“研究所为我们提供了完备、专业的实验平台,在项目申报、团队组建方面的支持力度也很大,给我们青年科研人员提供了施展才华、实现梦想的机会。”吴腾飞说。

吴腾飞介绍,以多维度光场探测为例,目前探测器以强度测量为主,但强度信息无法满足生物医疗需求。研发多维度光场探测器,能够同时测量强度、相位、光谱、偏振等光场信息,可用于生物医疗领域。

“探测器得到的多维度光场信息能够提供比传统强度成像更丰富的生物组织特征,从而深度揭示组织内部的病变情况,可用于指导疾病诊断和靶向治疗,为精准医疗提供重要支持。此外,与X光片和CT等现有检测手段相比,探测器产生的辐射对人体的影响可忽略不计。”吴腾飞说,“下一步,我和团队将结合‘AI+光学’发展思路,研究利用AI高效率提取并分析探测器数据,更好地帮助医生开展诊疗工作。”

吴腾飞团队的发展是西安光机所强化按需精准引才的一个缩影。如今在西安光机所,像吴腾飞这样的青年科研工作者是创新活力迸发的重点人群,也是科研工作的主力军。为更好发挥这支主力军作用,去年以来,西安光机所按照造就高层次人才计划安排,持续在科技创新实践中培养人才,形成“项目—成果—人才”良性循环,目前承担重大科研项目的人员、全国重点实验室核心骨干、先进阿秒激光设施主要参与人员的平均年龄为34岁;加强人才项目申报,1人入选国家青年拔尖人才项目、1人入选陕西省军民融合青年拔尖人才项目;强化科教融合与后备人才培养,首次获批2个工程博士学科培养点。

“我们将牢记习近平总书记嘱托,感恩奋进,同心协力开展核心技术攻关,加快发展新质生产力,为实施创新驱动发展战略作出新贡献。”孙传东说。

我的心里话

西安光机所副所长 胡炳樑

10年来,我们始终牢记习近平总书记殷殷嘱托,锚定光子领域科技前沿,深耕具有高空间分辨率和高时间分辨率的光电探测与成像技术,为国家空间安全和国防装备现代化提供“看得远、看得清、瞄得准”的高性能光电成像系统,在嫦娥、神舟、天问等国家重大任务研制中挺膺担当。(群众新闻记者 霍强整理)

记者手记丨更好服务国家高水平科技自立自强

科技兴则民族兴,科技强则国家强。中国式现代化要靠科技现代化作支撑,实现高质量发展要靠科技创新培育新动能。

2015年2月15日,习近平总书记在西安光机所考察时强调,核心技术靠化缘是要不来的,必须靠自力更生。科技人员要树立强烈的创新责任和创新自信,面向经济社会发展主战场,面向国际科技发展制高点,努力多出创新成果,为实施创新驱动发展战略、建设创新型国家多作贡献。

10年来,西安光机所牢记习近平总书记嘱托,心怀“国之大者”,进一步发挥国家战略科技力量主力军作用,强化原创性引领性科技攻关,实现了一批“从0到1”的创新突破。

以“AI+光学”这一领域为例,在西安光机所副所长邵晓鹏看来,推动AI强大的学习、分析能力与光学深度融合,突破原有成像极限,挖掘出更多隐藏在光信号中的信息,推动成像技术走向新领域有着广阔前景。“这种探索既是在发展新质生产力,也是在抢占科技制高点。”邵晓鹏说。

陕西拥有众多高校和像西安光机所这样的科研院所,科教资源丰富是显著优势。把这一优势转化为高质量发展优势,陕西大有可为。

我们相信,坚持把科技创新摆在发展全局核心位置,锚定科技强省建设目标,以西安区域科技创新中心建设为牵引,以打好教育科技人才体制机制一体改革硬仗为动力,陕西定能进一步提升创新体系整体效能,更好服务国家高水平科技自立自强。(霍强 关颖)

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