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職務(wù)

中國(guó)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(yàn)室主任

近三年主要業(yè)績(jī)

及所獲榮譽(yù)

    祁峰，中國(guó)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(dǎo)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(guó)法蘭克福歌德大學(xué)、英國(guó)伯明翰大學(xué)從事太赫茲研究，擔(dān)任遼寧省太赫茲成像感知重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任、廣東省超材料微波射頻重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室學(xué)術(shù)委員會(huì)主任、高技術(shù)領(lǐng)域主題專家組專家、工信部產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)再造和制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展專項(xiàng)“太赫茲無(wú)損檢測(cè)技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用”項(xiàng)目專家組專家、教育部太赫茲技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室學(xué)術(shù)委員會(huì)委員、中國(guó)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(xiàng)目負(fù)責(zé)人承擔(dān)國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、高技術(shù)領(lǐng)域重點(diǎn)項(xiàng)目、科技部外專項(xiàng)目、自然科學(xué)基金等國(guó)家級(jí)項(xiàng)目多項(xiàng)，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(nèi)的期刊論文50余篇，授權(quán)發(fā)明專利14項(xiàng)，國(guó)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(jiǎng)勵(lì)。

    祁峰長(zhǎng)期從事太赫茲成像感知研究，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研制出了包括太赫茲源、探測(cè)器、鏡頭、天線等在內(nèi)的一批核心器件，部分器件性能可比肩國(guó)外同類進(jìn)口產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化以及批量交付。2024年他在太赫茲探測(cè)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(cè)靈敏度及動(dòng)態(tài)范圍，為大衰減、厚樣品測(cè)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(cè)開展應(yīng)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(tǒng)手段難以檢測(cè)的難題，展現(xiàn)了太赫茲?rùn)z測(cè)的優(yōu)勢(shì)和廣闊應(yīng)用前景，為我國(guó)高端裝備制造過(guò)程中的自動(dòng)檢測(cè)提供了新的解決方案；他被Defence Technology期刊（SCI 2區(qū)）評(píng)為優(yōu)秀編委。

（1）技術(shù)創(chuàng)新：針對(duì)太赫茲領(lǐng)域長(zhǎng)期存在的“THz Gap”，提出了系統(tǒng)解決頻率覆蓋難題的頻率變換技術(shù)，利用光放大效應(yīng)大幅提升了脈沖信號(hào)的探測(cè)靈敏度，該研究達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平并為國(guó)內(nèi)行業(yè)優(yōu)勢(shì)單位實(shí)現(xiàn)了樣機(jī)交付。自上世紀(jì)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(cè)、工業(yè)無(wú)損檢測(cè)以及半導(dǎo)體檢測(cè)領(lǐng)域展現(xiàn)出了廣闊的應(yīng)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(bào)告中指出“太赫茲信號(hào)非常難以產(chǎn)生，更不用說(shuō)它的探測(cè)。”2021年祁峰研究員帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)國(guó)際首次實(shí)現(xiàn)了基于BGSe晶體的頻率變換靈敏探測(cè)，相關(guān)成果為央視、新華社、人民日?qǐng)?bào)等主流媒體報(bào)道；經(jīng)過(guò)三年的努力，現(xiàn)已全面實(shí)現(xiàn)了0.1～100THz的靈敏探測(cè)，目前對(duì)ns脈沖信號(hào)的探測(cè)靈敏度優(yōu)于4K bolometer4個(gè)數(shù)量級(jí)以上、優(yōu)于HgCdTe探測(cè)器5個(gè)數(shù)量級(jí)以上，在5μm以上頻點(diǎn)最高可實(shí)現(xiàn)ns單脈沖10光子、動(dòng)態(tài)范圍150dB以上的極限測(cè)量能力。目前大功率太赫茲源在世界范圍內(nèi)仍屬稀缺資源，該探測(cè)技術(shù)在光源功率受限的情況下保障了系統(tǒng)的測(cè)量能力，可用于當(dāng)前難以測(cè)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(xiàn)有探測(cè)器響應(yīng)速度更快，可為當(dāng)前物質(zhì)成分識(shí)別、工業(yè)檢測(cè)、半導(dǎo)體行業(yè)提供新的解決方案。

（2）應(yīng)用開發(fā)：針對(duì)航空航天領(lǐng)域無(wú)損檢測(cè)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(cè)難題，經(jīng)實(shí)際測(cè)試實(shí)現(xiàn)了檢測(cè)效率、效果的雙提升，可望應(yīng)用于產(chǎn)線的在線監(jiān)測(cè)。航空航天領(lǐng)域材料經(jīng)常工作于極端條件，在實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大功能的同時(shí)也為檢測(cè)帶來(lái)了難題。傳統(tǒng)的X光、超聲、可見光、紅外等檢測(cè)手段在應(yīng)對(duì)絕緣絕熱材料、尤其是近年來(lái)大量涌現(xiàn)的復(fù)合材料內(nèi)部缺陷檢測(cè)需求時(shí)顯得力不從心。X光穿透力過(guò)強(qiáng)，但檢測(cè)對(duì)比度不高；超聲不適用于空氣條件檢測(cè)，且對(duì)該類材料的穿透力較弱；可見光大多用來(lái)進(jìn)行表面檢測(cè)；紅外檢測(cè)在測(cè)量信噪比以及透視方面能力不夠理想。針對(duì)復(fù)雜工件細(xì)小缺陷及脫粘的實(shí)際檢測(cè)需求以及太赫茲成像領(lǐng)域長(zhǎng)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(tǒng)的將超分辨運(yùn)算從實(shí)數(shù)域拓展至復(fù)數(shù)域，結(jié)合自研太赫茲鏡頭實(shí)現(xiàn)了超分辨成像，目前最佳分辨率小于0.3個(gè)波長(zhǎng)，距離分辨率超越合成孔徑雷達(dá)頻域計(jì)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(yùn)算體系的經(jīng)驗(yàn)極限；采用光學(xué)測(cè)量導(dǎo)引的方式解決了復(fù)雜面型測(cè)量的探頭姿態(tài)控制問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了高信噪比的穩(wěn)定測(cè)量；從波動(dòng)物理圖像出發(fā)，自研算法系統(tǒng)的解決了薄膜以及介質(zhì)測(cè)量中的干涉及色散問(wèn)題，大幅提升了測(cè)量精度。最終在空氣環(huán)境實(shí)現(xiàn)了無(wú)損、非接觸、透視、精細(xì)成像，對(duì)若干功能材料實(shí)現(xiàn)了“測(cè)傳統(tǒng)手段所不能測(cè)”，可望應(yīng)用于實(shí)際產(chǎn)線的在線測(cè)試，解決功能材料、復(fù)合材料的檢測(cè)難題。

獲獎(jiǎng)理由

檢測(cè)及測(cè)量是工業(yè)智能的基礎(chǔ)，太赫茲對(duì)非金屬、非極性材料穿透力強(qiáng)且包含豐富的光譜信息，可作為分子級(jí)的識(shí)別手段，在諸多領(lǐng)域展現(xiàn)了廣闊的應(yīng)用前景并在工業(yè)檢測(cè)被寄予厚望。長(zhǎng)期以來(lái)，受限于光源及探測(cè)手段，太赫茲技術(shù)雖潛力巨大，但難走出實(shí)驗(yàn)室，THz Gap的長(zhǎng)期存在意味著即使是最基本的信號(hào)生成和探測(cè)亦非常困難。

祁峰敢于面對(duì)科研領(lǐng)域的難題，從核心器件研制踏實(shí)做起、深耕細(xì)作，以十年之努力系統(tǒng)解決了該頻段的頻率覆蓋問(wèn)題，并開發(fā)了可對(duì)標(biāo)國(guó)外同類產(chǎn)品的元器件，在頻率變換探測(cè)技術(shù)方面已達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平。難能可貴的是，他能夠主動(dòng)走進(jìn)產(chǎn)線，面向?qū)嶋H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?qū)嶋H應(yīng)用。目前祁峰采用太赫茲技術(shù)在若干重要功能材料檢測(cè)場(chǎng)景取得了明顯優(yōu)于傳統(tǒng)X光、超聲等技術(shù)手段的檢測(cè)效果，并以滿足實(shí)際生產(chǎn)需求為目標(biāo)反復(fù)改進(jìn)，有效地推進(jìn)了太赫茲技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用。光譜是重要的工業(yè)檢測(cè)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(duì)檢測(cè)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。