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光學名人
匡定波

匡定波(1930.9.1—— 紅外及遙感專家。江蘇無錫人。

1991年當選為中國科學院院士。

在紅外應用及遙感技術領域進行了開拓性工作,負責研制成航空紅外掃描相機、衛星姿態測量紅外地平儀、導彈彈道測量紅外捕獲跟蹤系統等先進裝備。負責設計了風云一號七項衛星的核心一起掃描輻射計。

早期經歷

匡定波,上海大學教授,高中畢業于無錫匡村中學(現錫山市中學):先后在華東師范大學物理系、中國科學院上海電子學研究所、歷任助教、講師、副研究員、研究員、博士導師、室主任、副所長、所長等職務。1991年被選為中國科學院院士。

早年就讀于無錫匡村中學。1952年畢業于上海交通大學物理系,分配到華東師范大學物理系執教,1958年進入上海電子學研究所,1962年進入上海技術物理研究所任研究員。?匡定波專事紅外物理與技術的研究,在紅外應用及遙感技術領域進行了系統性的開拓,負責研制成航空偵察紅外掃描相機、衛星姿態測量紅外地平儀、導彈彈道測量紅外捕獲跟蹤系統等先進裝備。 20世紀70年代以來,在國內開創并主持航空對地觀測紅外多光譜技術的研究,發展成具有國際先進水平的環境資源遙感掃描儀系列,成為中國航空遙感體系的重要組成部分;他帶領科研人員創建了中國衛星紅外遙感較完整的技術基礎,負責設計多種衛星紅外遙感儀器,其中掃描輻射計是風云一號氣象衛星的核心儀器,其性能達國際先進水平,儀器設置的海洋水色觀測波段是具有中國特色的創新;風云二號掃描輻射計達到20世紀90年代國際先進水平。他參與設計的我國第一代太陽同步氣象衛星上的可見紅外甚高分辨率掃描輻射計,已于1988年和1990年兩次隨衛星發射成功,并獲取了高分辨率云圖;我國第一代靜止氣象衛星的多通道自旋掃描輻射計,也于1997年6月隨衛星發射成功。這是他與上海技術物理所的同事們為國家做出的重要貢獻。

工作經歷

1958年華東師范大學與中國科學院合辦上海電子學研究所,匡定波作為主要研究人員參加創辦工作。初創期間開展了雷達、水聲、紅外等多個方向的工作,匡定波參與了水聲和紅外技術的研究工作。他一開始就重視科研和實際應用的結合,并承擔紅外火車軸溫檢測,機載紅外定向裝置等任務;逐步建立起紅外系統應用,紅外探測器和紅外光學元件加工等研究技術工作。1962年科研機構調整,匡定波及紅外技術研究室被調入上海技術物理研究所繼續從事紅外技術研究,不僅開展了紅外航空技術應用,還隨之開展了紅外航天遙感技術應用研究。70年代承擔了中國第一代氣象衛星的主要儀器,甚高分辨率掃描輻射計的任務,由此帶動紅外技術的全面起動。在技物所的30多年他的主要科研成就如下:

1960~1964年進行了紅外技術應用研究。發展了機載紅外定向裝置,開展了硫化鉛紅外組合探測器、頻率補償的調制器以及紅外目標輻射測量等研究工作,使紅外定向裝置得到實用,它成為我所最先得到實用的紅外裝置之一,并獲得1964年國家計委、經委、科委頒發的新技術二等獎,也為技物所的紅外技術發展打下基礎。

1965~1975年開展了航空紅外行掃描器的研究,研制成了我國第一代機載紅外行掃描器,俗稱紅外相機,工作波段為8~14微米,采用鍺摻紅外探測器,工作溫度為38oK;用微型斯特林致冷器致冷,四方棱鏡掃描,機械同步掃描成像,膠片記錄等先進技術,這在當時屬國際最先進的紅外技術。第一代掃描儀研制成后,獲得用戶好評,并定點生產。此后技術物理所在二三十年中研制了一系列的航空遙感儀器;有紅外、紅外多光譜、細分光譜、成像光譜等儀器。也獲得中科院和國家的多項科技進步獎。其中匡定波作了奠基的工作。 1965年底,中國科學院開展了人造地球衛星工作,技物所開始介入了空間技術。匡定波代表技物所組織了紅外空間應用的調研工作,擬訂了紅外地平儀、星載紅外行掃描儀等研究項目。1968年匡定波等承擔了圓錐紅外地平儀探頭的研究工作,正式開始了我國第一代紅外空間應用項目。通過多年研制及與北京502所合作,研制成了用于中國三軸穩定的返回式科學衛星。

在七八十年代我國所有的三軸穩定的人造衛星都使用了這類型的紅外地平儀,為此獲得1978年科學大會獎。在匡定波率領下,又發展了自旋衛星用的地平儀,具有多種精度的太陽角計和星圖儀等一系列的衛星光學姿態敏感器,成為我國研究光學姿態敏感器的重要單位。這些光學姿態敏感器成功地應用于中國氣象衛星、通信衛星。匡定波對圓錐地平儀的工作模式,以及和衛星發射窗區的關系作了深入的研究,為靈活運用地平儀和確定發射窗區提供了重要的依據。

1991當選為中國科學院院士,現任上海大學通信與信息工程學院院長。

投身科研

70年代,匡定波主要精力轉入空間應用,參與探討中國氣象衛星的發展規劃。并承擔了中國第一代太陽同步氣象衛星風云一號的主要有效載荷,可見紅外掃描輻射儀的研制任務,并于1977年進行工程型號研制任務。以匡定波為首的科研項目組,在1977年11月從世界氣象組織的通報中了解到美國將于1978年發射TIROS-N氣象衛星。為了適應世界氣象界的需要,他們主動提出采用由輻射致冷的碲鎘汞紅外探測器和每分120轉的先進方案,技術上基本和美國甚高分辨率掃描輻射計相近。

以后又進一步提高轉速和增加海洋觀測通道,使風云一號氣象衛星上的可見紅外甚高分辨率掃描儀的技術指標全面達到美國NOAA衛星同類掃描儀AVHRR的水平,且探測通道上也具有特色。隨著1988年9月和1990年9月,風云一號氣象衛星的相繼發射成功,掃描輻射計獲取的五通道、地面分辨率為1.1公里的氣象云圖,為各國氣象界接收,其清晰的云圖和美國NOAA衛星的云圖毫不遜色,獲得圖內外氣象界的一致好評。此項成果獲中科院科技進步特等獎、國家科技進步一等獎。技物所也形成了航空遙感系統、空間用碲鎘汞探測器和硅光探測器、空間輻射致冷器、空間用光學薄膜器件、空間機械、空間輻射定標等一系列有特色的技術和相應的技術隊伍。承擔了中國靜止氣象衛星用的多通道掃描輻射計等風云系列的各主要有效載荷的研制任務。

科學探索

60年代在紅外應用及遙感技術領域進行了系統性的開拓,負責研制了衛星姿態測量紅外地平儀、導彈彈道測量紅外捕獲跟綜系統等先進裝備。70年代以來,在國內開創并主持了航空對地觀測紅外和多光譜技術的研究,發展成具有國際先進水平的環境資源遙感掃描儀系列,成為中國航空遙感體系的重要組成部分;帶領科研群體創建了中國衛星紅外遙感較完整的技術基礎,先后擔任風云一號氣象衛星多通道掃描輻射計主任設計師風云二號氣象衛星可見紅外掃描輻射計主任設計師。作為氣象衛星的核心儀器,這二儀器在軌性能達到國際先進水平,并在海洋水色觀測等方面具有中國特色的創新。已培養博士25名。目前關注遙感在環境污染監測中的應用以及遙感信息的集成與共享等問題。

個人成就

匡定波在紅外與遙感技術領域的方向,招收了物理電子學與光電子學的碩士和博士生。進行了絕對輻射計、紅外非接觸測量、激光測厚、激光測距定向掃描、炸點經緯儀等研究工作,先后培養碩士、博士畢業生30多名。

 1986年他參加了我國高技術計劃的制訂討論。1987年起被聘為國家高技術計劃(863計劃)信息領域第一屆專家委員會委員。1989年繼續聘任為信息領域第二屆、第三屆信息獲取與處理技術主題專家組組長直至1996年6月。1996年獲國家高技術計劃先進工作者一等獎。 1985年開始科研體制改革時正值匡定波擔任上海技物所所長。他根據所的實際情況,把全所研究工作分成基礎研究、工程與應用研究及開發研究三個部分,分別提出各自的有效目標,予以實施,取得了有效的結果。成立的從事基礎研究紅外物理實驗室成為院內第一批開放實驗室,后晉升為紅外物理國家實驗室。衛星工程項目得到全所的有力支持。開發工作開創了和日本陶瓷株式會社合資開辦了上海尼賽拉傳感器公司。他使研究所在體制改革中取得穩固的基礎。匡定波于1988年曾榮獲全國五一勞動獎章

研究方向

中科院院士、著名紅外及遙感專家匡定波表示:僅憑肉眼,宇航員在太空看長城幾乎不可能;至于衛星拍攝,只要遙感儀器的分辨率足夠高,則完全沒問題。 匡定波說,目前世界上最先進的遙感儀器的分辨率已達15厘米,若是在軌運行,它能清楚看到地面上走動的人。就我國研制的遙感設備而言,其分辨率也已達到2至3米,搭乘衛星,城市中的房屋、花園里的噴水池,它都能盡收“眼”底,何況是雄偉壯觀的萬里長城。事實上,衛星拍到長城的例子屢見不鮮。如美國“快鳥”衛星用光學儀器曾在450公里高空拍下長城照片,其中城垛、烽火臺都清晰可見;而10年前美國宇航局(NASA)用微波手段拍攝的長城圖片,不僅能看到地表長城,還可清晰顯示地下古長城。

但對肉眼太空看長城的說法,匡定波認為,如果不借助望遠鏡等輔助設備,即便是視力為2.0的宇航員也難以實現。只有那些對地況、地貌十分熟悉的宇航員才能在輔助設備的幫助下,從幾百公里的高空將它們準確識別。而此次歐航局之所以會“錯看”長城,很可能與他們不熟悉中國的地理情況有關,但這并不能說明太空看不見長城。

個人興趣

匡定波院士。為人低調,做事極其細心、謹慎。熱愛攝影。他最初用膠片機拍攝,最近買了個D80。他有一副印象深刻的作品,5張照片拼接起來的外灘全景圖,天衣無縫!更讓人嘆服的是,這不是數碼照ps出來的,而是用膠片機目測好一張張拍下來的,沖洗成照片后用膠帶粘貼在一起。中國最專業的攝影師恐怕都要嘆服了。

這次的探月工程雖然他沒有直接參與,但他早就為這個偉大的工程打好了前期基礎。

 


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