【儀表網 研發快訊】1月28日，上海技術物理研究所“局域場調控智能紅外探測”榮獲2025年度中國科學院杰出成就獎基礎研究獎。該項成果瞄準空天紅外探測海量數據原位智能識別的國家重大戰略需求，發現了紅外光電響應可重構新效應，提出了局域場精準引導離子有序排布新機制，通過光、電協同在時空維度實現局域場指數突變與載流子精準操控，破解了紅外感知–計算一體化與雙極性光電記憶難題，建立了紅外光電響應可重構加權計算方法，構筑了“探測端光處理-計算端電識別”同質集成新架構，實現了紅外動目標精準識別，引領了國際智能紅外探測領域的研究，為我國空天紅外探測跨代發展提供關鍵理論基礎。成果被國際知名同行評價為“集成了探測、存儲和計算功能”“代表著先進”“實現了高準確率識別”等。
 

　　什么是局域場調控智能紅外探測？它與傳統紅外探測有什么根本不同？
 

　　可以把傳統紅外探測器理解為一臺“溫度錄像機”——它只忠實記錄場景中的熱分布，所有識別、分析和決策任務都留給后端的計算機完成。而局域場調控智能紅外探測，則是在探測器中植入了“會思考的微像元”。通過精準調控像元內部的微觀電場，這些“智能像元”能在信號產生的瞬間就對信息進行初步篩選：增強關鍵目標信號、抑制無關背景干擾，甚至對動態變化和細微差異更加敏感。這相當于將一部分計算任務前移至感知環節，讓探測器在“看見”的同時就開始“理解”，從而實現更高效、更節能、更敏捷的紅外智能感知。
 

　　這項研究是在什么樣的背景下啟動的？目前取得了哪些代表性進展？
 

　　當前，傳統紅外器件性能已逐漸逼近材料與工藝的物理極限，僅靠提升靈敏度或降低噪聲，難以滿足未來復雜場景對實時性、低功耗和信息提取效率的高要求。團隊開始探索一個根本問題：紅外探測能否從“先成像、后計算”走向“邊感知、邊計算”？由此，團隊將創新焦點轉向探測器內部的局域場調控工程，希望通過器件物理層面的革新，為紅外感知的智能化開辟新路徑。經過從概念驗證、機理分析到器件優化、系統集成的持續攻關，該方向已在國際頂尖學術領域嶄露頭角，相關成果相繼發表于《Science》(2021)；《Nature Electronics》(2021)；《Nature Nanotechnology》(2023)等權威期刊，標志著我國在智能紅外感知領域已躋身國際前沿。
 

　　將一個新物理機制轉化為可靠器件，過程中最大的挑戰是什么？團隊如何突破？
 

　　最大的挑戰在于如何讓一個“物理上可行但工程上模糊”的新機制，變得可驗證、可重復、可解釋。局域場效應發生在微納尺度，極易與材料缺陷、工藝波動等干擾因素混雜，導致早期實驗結果時好時壞、難以捉摸。團隊采取的策略是系統性理論構建與跨維度實驗驗證：通過設計多種結構參數對比實驗，結合電學、光學等多維度表征手段，反復交叉印證，逐漸剝離干擾，厘清了局域場調控的真實作用邊界。在最困難的階段，當實驗數據與理論模型多次不符時，團隊沒有急于求成，而是回歸問題本質，通過深度集體討論，重新梳理研究路徑，區分核心機制與工程細節，最終實現了從“現象觀測”到“機理確認”的關鍵跨越。
 

　　這項技術目前處于什么階段？未來有哪些值得期待的方向？
 

　　目前，團隊正著力推動這項技術從實驗室走向實際應用，致力于構建覆蓋“智能探測器—智能讀出電路—智能視覺系統”的完整技術體系。同時，團隊持續深化光電傳感物理機制研究，探索不同材料體系與局域場調控模式的結合，進一步釋放器件潛能。近期，團隊在大尺寸智能光電材料與芯片制備方面取得重要進展，相關成果即將在《Nature Nanotechnology》發表，并受邀在《Nature Materials》撰寫該領域的綜述論文，系統展望智能紅外光電器件的未來發展趨勢。這些工作標志著該方向正朝著規模化、體系化應用穩步邁進。
 

　　團隊是如何凝聚并高效協作的？有哪些令人印象深刻的瞬間？
 

　　這是一支以青年為主力、平均年齡僅37歲的團隊，采取“分組攻堅、協同討論”的有機協作模式。研究所給予的長期穩定支持，尤其是鼓勵年輕人挑大梁的氛圍，讓團隊能心無旁騖地投身于這類前沿探索中。令人印象深刻的往往不是某個單獨的突破瞬間，而是那些“連通時刻”——當理論分析、實驗數據與系統需求在反復討論中相互咬合；當多次失敗后，器件響應第一次出現穩定且符合預期的規律；當團隊從初期各有側重點逐漸凝聚共識，形成合力。這些時刻讓每位成員真切感受到，自己正在參與構建一幅更大的技術圖景。
 

　　這樣的團隊氛圍，給科研工作者帶來怎樣的成長？
 

　　在這里，科研不是單打獨斗，而是在集體智慧中尋找共鳴。團隊強調“在不確定性中保持戰略定力”，不追求短平快成果，而是鼓勵從物理本質出發，敢于探索、反復驗證。成員們逐漸養成了系統性思維習慣：不僅關注器件本身的指標，更會思考它在整個紅外感知鏈條中的價值，以及如何回應真實世界的應用需求。這種以問題為中心、以協同為支撐的科研文化，讓個人成長與團隊進展同頻共振，也使得團隊能在前沿領域持續產出原創性成果。
 

　　從跟隨到引領，從“看見”到“思考”，局域場調控智能紅外探測正悄然推開感知新世界的大門。