来源：《光：科学与应用》 发布时间：2023/8/3 22:21:00

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以道驭术，纵观“红外人生”——专访中国科学院上海技术物理研究所褚君浩院士

编者按

机械化革命、电气化革命和信息化革命是人类科技历史发展进程中三大关键步骤。如今，第四次科技革命已经悄然而至，它将集结互联网产业化、工业智能化和虚拟现实等全新技术引发科技发展的重大变革，而在这一智能化进程中，传感器是非常重要的核心技术。

作为著名的红外物理学家，半导体物理和器件专家，他不仅发现了窄禁带半导体碲镉汞带间光跃迁本征吸收光谱，而且发展了碲镉汞能带结构理论和光跃迁理论，提出了碲镉汞禁带宽度等一系列表达式，对其研究的深入和发展作出了卓越的贡献。

他出自书香门第之家，从小受诗书熏陶，他热爱物理，敢于挑战难题。科研上，他“以道驭术”，学生培养上，他注重“专”和“博”，生活上，他随和亲切，虚怀若谷，儒雅细腻。

本期Light People将带您走近中国科学院上海技术物理研究所（简称：上海技物所）褚君浩院士，看他是如何一路披荆斩棘，攻克碲镉汞研究系列难题。

褚君浩 教授

褚君浩，红外物理学家、半导体物理和器件专家，中国科学院院士，中国科学院上海技术物理研究所研究员，复旦大学光电研究院院长。1966年，褚君浩毕业于上海师范学院（现上海师范大学）物理系。1981年和1984年先后获中国科学院上海技术物理研究所硕士、博士学位；1986年至1988年，获得德国洪堡基金，赴德国慕尼黑技术大学物理系从事半导体二维电子气研究；1993-2002年担任中国科学院上海技术物理研究所红外物理国家重点实验室主任；2005年当选为中国科学院院士。褚君浩长期从事红外光电子材料和器件的研究，开展了用于红外探测器的窄禁带半导体碲镉汞（HgCdTe）和铁电薄膜的材料物理和器件研究。

采访嘉宾：褚君浩（中国科学院上海技术物理研究所、复旦大学）

采访人：王卉、张荣君、姚东、于存

原文信息：https://doi.org/10.1038/s41377-023-01147-w

Q：您能简要介绍一下您的研究方向和内容吗？

A：我的研究方向主要是红外光电子材料与器件，涉及半导体物理、凝聚态物理、光学和电子学领域。窄禁带半导体是半导体物理学中一个非常重要的分支，像锗、硅这些都是传统的半导体，有一类半导体它的禁带宽度很窄，如：碲镉汞、锑化铟等。在红外波段有所响应的窄禁带半导体及其它相关的材料就是我具体的研究领域。

Q：您在红外光电子材料和器件的研究上取得了多项成果，包括获得最具有直接物理意义的碲镉汞禁带宽度和组分、温度的关系式，被国际上称为CXT公式（褚-徐-汤）；建立了研究窄禁带半导体MIS器件结构二维电子气子能带结构的理论模型等，您能谈谈迄今为止您最自豪的成就有哪些吗？

A：CXT公式中C即褚君浩，X即徐世秋，T即汤定元，当时在做这项工作的时候，大家都对我给予了很多帮助和支持，比如：材料组给我提供大量碲镉汞样品，方家熊把从英国进口的4.2K-300K变温杜瓦瓶提供给我，徐世秋将PE 983光谱仪和红外光谱实验室所有设备提供给我使用。

迄今为止，我最满意的成果有以下几项：

第一项是窄禁带半导体物理方面所取得的成果，如：窄禁带宽度公式和本征吸收系数表达式，这两个表达式是很重要的。当然，其他如：本征载流子浓度表达式，导带电子有效质量表达式，折射系数表达式以及能带参数，晶格振动，杂质缺陷等研究结果也很重要。在这些研究的基础上建立若干模型可以用于碲镉汞材料器件的研制。

第二项是碲镉汞表面反型层子能带（Sub-band）模型。二维电子气在一段时间里很热门，如果研究子能带做理论计算，那么算出来的结果一般与实验相差比较大，我在薛定谔方程的基础上建立了一个新的模型，将子能带能量写成了一个子能带电子浓度Ns的多项式表达式，再引入一个波函数发布系数，然后与泊松方程联立，构成一个子能带模型方程组。模型中的几个系数，通过拟合样品的电容谱的测量（CV曲线），进一步可对照SdH振荡的测量结果，磁光光谱的测量结果来确定其具体数值，这样所得出来的结果会比理论计算得出来的结果更贴合实际。中国半导体科学技术的奠基人黄昆先生对这项工作给予了高度的评价，他认为这项工作代表了中国在二维电子气领域的研究成果。

图1：1982年褚君浩院士与黄昆先生参加国际半导体物理会议

第三项是关于铁电材料红外探测器一系列的研究成果，我们研究了很多铁电材料，测量了他们的光谱并将很多光学参数写进了科学手册，也制备了铁电红外探测器，实现红外热成像。

研究工作还在继续，最近几年来，我觉得有两项成果是非常突出的。一项是我的学生黄志明研究员和团队研究发现并发明一种太赫兹波段可以在室温工作的新光电导现象和探测器：半导体-金属-半导体结构与太赫兹光相互作用，将在半导体材料中诱导势阱，从而束缚来自于金属中的载流子，引起电导率发生改变。这一发现对发明新一代红外探测器尤其是室温工作的太赫兹探测器具有重要意义，可以说是一项领跑性的工作。

另外一项工作是我的学生王建禄研究员和团队正在研究的铁电极化场调控的半导体的光电性能，用铁电材料的极化场来调控半导体载流子行为和能带结构，从而有效提升半导体的光电性能和探测率，实现波段可调控。最近还开展了二维材料用于红外探测的前沿研究。

Q：您长期开展用于红外探测器的窄禁带半导体碲镉汞和铁电薄膜的材料物理和器件的研究。您能简要谈一谈他们的应用领域和方向吗？

A：我一直研究的就是红外波段的电磁辐射与物质（包括半导体或者铁电材料、二维材料）的相互作用。研究发现他们的规律，并利用这些规律来促进材料和器件研究的发展。

比如我们所研究的窄禁带半导体物理规律不仅被很多研究所用来指导材料器件研究提升性能，也用于做器件的设计，尤其是多波段器件的设计，而且碲镉汞红外探测器在全世界被广泛用于空天科技等领域。

Q：目前二维材料在可见和红外波段探测器领域研究广泛，相对于传统的碲镉汞材料，您认为二维材料在今后会如何影响应用市场？在哪些特殊领域存在应用潜力？

A：二维材料现在很热门，相关的研究文章也很多，整体发展水平也很高，如果二维材料用于红外探测器达到一定的标准，那它就可以取代碲镉汞。其实，碲镉汞材料也有自己的弊端，由于汞本身是一种重金属，它的化学性质很不稳定，制备大面积性能均匀的材料，难度大，而且碲镉汞红外探测器要在77K低温下工作，也是缺点。但由于目前材料发展水平的限制，还没有更加性能优良的材料来替代它。

相较于传统材料，二维材料有很多优秀的光电性能。目前也有很多科学家尝试将二维材料和其他铁电材料进行耦合，设计一些新的结构。此外，二维材料对偏振有特殊的敏感性，在红外偏振测量上有独特的优势。

人们希望未来二维材料有可能在近红外波段取代铟镓砷，中红外波段取代锑化铟、硫化铅，甚至最终取代碲镉汞，所以二维材料有很多可能，但是目前需要做进一步的研究。可以先从实验和理论研究入手，等技术真正成熟，再设计出性能高的传感器和红外传感器。总的来说，二维材料潜力巨大。

Q：红外、太赫兹和毫米波是重要的光学发展方向，对于探测技术而言涉及多个指标，然而多重指标之间往往存在相互制约，您认为相关探测器的发展方向是什么？

A：探测器的发展方向有以下几个：

首先是大像面，即像素要做得多，像素越多，成像就越清晰。第二是波段要宽，能够覆盖红外和远红外全部波段。还需要发展双色、三色等多波段探测器。因为有的时候根据一个波段信息，可能判断得不够准，如果有多个波段的信息，这样有利于分析判断。第三是提高工作温度，比如目前碲镉汞探测器要在77K低温下工作，使用起来不便利，所以要提高工作温度到半导体制冷能达到的温度，最好能达到在室温下工作。第四是发展太赫兹的红外探测器，上海技物所研究员黄志明，也是我的学生不久前采用窄禁带半导体成功研制出0.3-3.0 mm太赫兹的宽波段、高灵敏度、低噪声等效功率和快速响应的太赫兹探测器件，并成功证明了通过光子的波动性产生新型光电效应规律实现高灵敏度太赫兹探测的可行性，这项工作为太赫兹探测技术的突破提供了新的可能。第五是发展智能化的探测器，能够将接收信息在芯片上处理。

对于探测技术所涉及到的多项指标，我认为在任何一个探测波段里面，它都需要满足高灵敏度、高探测率和高反应速度。你可以突出某一项性能，但是也要保证其他性能可用，不能为了强调某一项性能而牺牲其他性能，这样做出来的器件是无法实际运用的。

Q：强度、偏振、光谱和相位是光波的四种基本属性，现阶段光电探测器对入射信号的感知逐渐从单一的强度维度感知向多维度协同感知进化，您能否展望一下多维度协同感知的发展态势，以及这一技术在未来可能存在的影响？

A：目前红外探测主要关注波长和强度，实现红外成像，温度探测，已经获得大量应用。

偏振探测近年来有所发展，不同的器件，它对偏振的灵敏度是不一样的，所以要发展偏振敏感的红外材料和探测器。有些地物光谱具有偏振特性，通过偏振探测就可以进行分析判断。在偏振相关的研究中，偏振元件也非常重要，比如偏振片。中国研制的首颗空间量子科学实验卫星——墨子号，里面涉及到量子纠缠，就用到了很多超高偏振比的偏振元件，通过检测光子的偏振特性来判断量子纠缠，所以偏振探测和偏振元件是非常重要的。

关于波长（频率）、强度、偏振和位相探测，前两个方面目前发展得还不错，偏振探测正在朝好的方向发展，位相探测也有科研人员在做，难度虽然大一些，但是未来这方面发展潜力巨大，科研人员需要做的事情还有很多。

Q：您曾负责碲镉汞的本征光吸收的课题，成功解决了碲镉汞高吸收系数测量问题以及样品制备问题。经过多次试验，您将样品打磨到几微米的水平并首次发现碲镉汞带间跃迁本征吸收光谱，您能简单谈一谈这段经历吗？

A：1978年我考上了汤定元先生的研究生，当时他给我出了一道难题，他希望我能够把碲镉汞的本征吸收光谱做出来，他说这项研究目前国际上还没有人能够做出来，希望我能尝试一下，我很乐意地接受了这项挑战。当时国际上在碲镉汞吸收光谱的研究方面只测量到吸收边（吸收系数小于2000cm^?¹），也就是电子从价带顶到导带底的跃迁，没有测量到k波矢大于0的带带跃迁（一般吸收系数大于2000 cm^?¹）。要想做出碲镉汞带间跃迁本征吸收光谱，首先需要解决样品制备的问题，即样品必须磨得很薄，样品厚的话，吸收系数大的波段的光就透不过了，就测量不到了。所以，样品要薄，还要有3毫米直径左右的面积，以适应于光谱测量。这是一个很困难的问题，想了好多办法，经过大量试验。后来可以制备出2微米到10微米厚的不同组分的许多样品。其次要解决碲镉汞高吸收系数的测量问题。经过一系列实验研究，测量到了碲镉汞（Hg1-xCdxTe）组分x从0.170到0.443，温度T从4.2K到300K的带间跃迁本征吸收光谱。这到现在也是国际上最好的研究结果，被写进国际著名科学手册。

后来我从这个研究方向为切入点，陆续解决了光电跃迁相关的一系列问题，包括杂质吸收光谱、晶格震动光谱、迁移率谱、二维电子气等问题，同时还提出了一些能够反映碲镉汞及其关键物理性质的表达式，包括：禁带宽度表达式、本征载流子浓度表达式、吸收系数表达式、折射系数表达式、截止波长的表达式以及建立了碲镉汞表面二维电子气的物理模型等等。

Q：最近，智能家居等一系列智能装备概念非常火，而这与传感器的发展其实是密不可分的，作为半导体物理和器件专家，您觉得未来智能设备发展的趋势是什么？

A：智能家居是智能技术的应用，从更广泛地意义来说它实际上是一个智能化的系统。

一个好的智能系统要求具备三大要素。第一，它需要有高效且实时的传感器，能够实时获取信息。第二，它能够像人的大脑一样会分析接收信息。第三，它能够及时地对接收信息作出反应。

如果没有这三大要素，那就是部分智能，不能称之为全智能。所以目前我们的智能家居还不能说是全智能的，比如，我们想在回家前将空调打开，它其实不算是智能，不过是一个程序化的设计。再比如我们现在的很多洗衣机都是半智能的，真正的智能化应该是我把一件衣服扔进去，它里面的传感器能够分析出这个衣服是什么材质，需要放多少剂量的洗衣液，确定好相应的烘干时间等。还有可穿戴设备，可以收集心电图、血压、心率、血糖、脑电图等信息，通过分析这些信息来做出诊断。所以智能时代最核心的就是传感器，还要有优良的光谱分析，精准的控制系统。我们做红外探测器只是传感器的一个分支，更是整个科学中很小的一部分，然而做科研就是要把每个环节都做好，才能保证整体水平非常高。

Q：您曾指出，传感器是第四次工业革命中智能化系统中一个非常重要的核心技术，它的发展对加速第四次工业革命具有重大意义。您如何评价当前中国传感器产业的发展？中国在传感器产业亟需改变的现状有哪些？

A：现在全世界传感器大概有3万多种，这其中有一些中国还做不出来，能做出来的有很多也很好，但是还没有做到最好。所以我们需要加强在高性能传感器领域的研究。

比如一些航天设备，包括月球和火星探测、遥感卫星上的红外探测器，对性能要求极高，这就需要我们注重自主研发，提升核心元部件的研发能力，生产出高性能的产品。此外在机制上也需要调整，把我们用于航天的仪器设备面向市场化发展，扩大在民用市场上的占比，做到“两条腿走路”。

Q：您曾发表SCI学术论文1000余篇，出版专著6部，编著8部，获得发明专利100余项，您能简要介绍一下您的成果分类吗？

A：2005年我当选为中国科学院院士之前论文数量大概是300余篇，近年来由于我在华东师范大学、复旦大学都有教授学生，也参与了指导他们学位论文研究的工作，所以很多学生就在论文中加上了我的名字，但是我一般不做通讯作者。同时我的研究团队人员增加，好多年轻科学家成长很快，做了很有水平的研究工作。所以这些年来我文章数量增加较快。

在出版书籍方面，我的著作包括：《窄禁带半导体物理学》中英文本（科学出版社，2005年），《Physics and Properties of Narrow Gap Semiconductor》(Springer, 2010)、《Devices Physics of Narrow Gap Semiconductor》(Springer, 2010)，《红外光电子》（科学出版社，2020年），《光电转换导论》（科学出版社，2020年），《钙钛矿结构铁性功能材料》（科学出版社，2022年）。

编著方面大概有10多本，也参与了国际权威科学手册《Landoldt-Boerstein科学技术中的数据和函数关系》的编著工作，主编SPIE国际会议论文集5部等等。

还主编了十几本科普方面的著作，包括：《黑暗中的半壁江山--红外》、《十万个为什么：能源与环境》、《战略性新兴产业科普读本》（8册）、《中国制造2025大众读本》（8册）、《科学起跑线》（7册）等等。

华东师范大学出版社在我75岁的时候出版了一本《小草流影》，主要讲述了我的成长之路和成长感悟，里面还收录了我一部分的论文，很有意义。

Q：您不仅发表了大量的科普论文和科普作品，并且还曾在毕业后当了十年的中学物理老师，现在您还坚持平均每月做一场科普报告，您为什么会如此热衷于科普事业？您从中有哪些收获？

A：我从小就看了很多科普方面的书籍，包括：《科学大众》、《科学画报》，那个时候我是在上海市徐汇中学读书，学校里有很多书，包括科学家的传记等等，培养了我对科学的兴趣。

图3：褚院士重返徐汇中学

后来我在读研究生时，参加了上海市科普创作协会，2004年2月更名为上海市科普作家协会，有时候会写一些文章给《物理通报》、《物理教学》。

以前由于比较忙，一直在从事科学研究，所以科普相对来说少一些，2000年后，基本每个月我都会做2~3次的科普报告，但都是围绕我的研究方向。

此外，我也承担中国科学院学部咨询项目，做一些报告，如：《关于新工业革命的思考于对策》、《智能时代背景下的传感器技术》、《智能时代与科技创新》等。

一方面，这些年思考的问题和积攒的资料确实比较多，也希望能够分享给大家，另一方面，科普报告的反馈非常好，也给了我很大的信心和积极性，想要把这件事做好。

图4：褚院士在上海科技节

Q：您的父亲褚绍唐是中国著名的地理教育家、历史地理学家，曾在华东师范大学地理系工作，是中国第一位地理教育学硕士生导师，您的父亲对您有哪些影响？

A：小时候我父亲经常会带我去华东师范大学附近的虹口公园（现在叫鲁迅公园），给我讲一些天文学方面的知识，比如日月食是如何形成的等等。

图5：褚院士小学六年级时在华东师范大学校园

图6：大学时期的褚院士

我父亲对我的影响其实是“身教”大于“言传”，在我的印象里，他总是在书桌上伏案读写，在家里面经常与学生们讨论地理学。他非常用功、勤奋、刻苦，做任何事情都很专心，热爱自己从事的事业。我有时候会想，我将来也要成为一名像他一样的科学家。

作为著名的地理教育家和历史地理学家，他是新中国第一个《中小学地理教学大纲》的制定者之一，他曾编著《新中国地理》一书，在国外被译成俄文与日文出版。后来他和吴应寿共同整理出版了《徐霞客游记》。他是上海历史地理和徐霞客研究领域的资深专家，成果获上海哲学社会科学著作奖，并被译成法文。他的《上海历史地理研究》是第一部上海历史地理专著，确立了区域历史地理的研究范式。

他常告诫我，不要做池塘表面的浮萍，要做池塘最底下的乌鱼（即黑鱼），脚踏实地。

Q：1986年，您曾赴德国慕尼黑大学物理系从事半导体相关研究，这段学习经历对您日后有着怎样的影响？

A：我觉得这段经历对我影响非常大。我去德国是读博士后，在从事碲镉汞能带参数晶格振动的光谱研究的基础上进一步研究窄禁带半导体碲镉汞二维电子气。当时国际上砷化镓和硅等半导体二维电子气的研究取得了很多研究结果，非常前沿。所以当时一下子扩大了我的视野，尤其是在二维电子气的实验研究方法上。那时国内没有性能好的远红外激光器，也没有可以做红外光学实验的强磁场系统，好多测试设备也比较落后。而彼时的德国，实验室已经有不同波长的远红外激光器，用二氧化碳激光器激发远红外气体激光器；有强磁场可以进行强磁场下电子输运测试和磁光光谱测量，也有自制的非常灵敏的电容测量系统等，而且更重要的是我接触到了1985年获诺贝尔物理奖的量子霍尔效应。所以我觉得自己无论是在知识面还是在实验能力上都有了一个巨大的提升。在这样的基础上我努力推进窄禁带半导体碲镉汞的二维电子气研究，也作出贡献。

在这段时期，我有机会和国际知名科学家有了直接的讨论，了解科学研究的方法和思维方法，对以后的研究工作很有帮助。我当时在德国的合作导师是科赫（F. koch）教授，他是半导体领域国际一流科学家，我们在做科学研究时还经常和包括诺奖得主克劳斯·冯·克利钦（Klaus von Klitzing）和他的导师朗德范尔教授（G. Landeweher）以及洛斯勒（U. Roessler）教授等著名科学家讨论。1999年《Landoldt-Boerstein科学技术中的数据和函数关系》这本科学手册中负责半导体内容的主编洛斯勒教授，邀请我负责这本科学手册中含汞化合物（包括碲镉汞）方面的内容，由我来决定碲镉汞等含汞化合物的哪些论文的研究结果可以被写进这本科学手册。作为学术界最权威的科学手册，它每隔10年左右修订一次，我参加了3次修订。我之所以被作为作者之一，一方面是由于我在窄禁带半导体碲镉汞研究领域里做了大量工作，有一定的工作基础；另一方面是由于国际学术交流，增进互相了解和互相信任的原因。

我相信那时出国深造的科学家应该都有这样的体会，正是这样的经历让我们能够更好更快地融入到国际学术前沿里面，像我们这批人回国后又将这些科学方法和思想传递给我们的学生，所以在中国科学发展上起到了重要的积极推动作用。

中国的科学技术发展，有两批人是起了非常重要作用的。第一批是建国初期回国和改革开放前出国访问的学者，包括黄昆、谢希德、汤定元、王大珩等，第二批是改革开放后回国的一批学者，他们的学术视野和科学方法促进了我们本土科研人员的成长和进步，也促进了中国科技水平的提升。

图7：1986年褚院士在慕尼黑工业大学的实验室

图8：褚君浩院士在参加国际窄禁带半导体物理会议期间与波兰教授扎瓦斯基和英国教授皮金合影

图9：褚君浩院士参加中法功能材料研讨会并接受波尔多地区桑地亚米雍市荣誉市民

图10：法国教授丹尼斯（上）和美国教授西瓦（下）访问褚院士的实验室

图11：褚院士访问德国维尔茨堡大学朗德威尔教授

图12：褚院士访问莫斯科普通物理研究所顷钦教授

Q：您研究窄禁带半导体领域最初的机缘是什么？

A：从小我就对物理非常感兴趣，1966年大学毕业后我被分配到了上海市普陀区梅陇中学，在教学之余我一直都致力于物理学的研究。1978年，中国恢复了研究生制度，所以我开始报考，当时中国科学院上海技术物理研究所比复旦大学提前半年考试，而且那时候我有一个同学的父亲叫严东生（后来的中国科学院副院长），他也推荐我考上海技物所并且专门给我写了推荐信，就这样在一系列机缘巧合下我就报考上海技物所。我还记得当时考研究生时有一门功课是半导体物理学，我在大学时是没有学的，后来自学了半年，最后以90分第二名的成绩，顺利成为了上海技物所第一届研究生，并且师从汤定元先生学习和研究窄禁带半导体红外光电子物理。

Q：您的导师是中国半导体学科和红外学科创始人之一的汤定元教授，他对您有什么样的影响？

A：我的导师汤定元先生与黄昆、谢希德、王守武等是同一代人，这一代人开创了我国半导体、红外技术和固体物理领域研究的先河。

汤先生对我的影响主要是两个方面。一方面他非常务实，他要求我们，从实验出发，根据实验结果作出实验分析。另一方面，他要求我们要有“打破砂锅问到底”的学术态度，要把问题弄透，并提出自己的解决办法。

汤先生曾在美国留学，在硕士期间，就已经在《Physical Review B》（PRB）上发表了两篇论文，当时这本期刊的投稿人很多后来都获得了诺贝尔奖，期刊标准很高。他发明了用于高压下光学测量的金刚石高压容器，发现金属铈Ce的一类新的高压下相变现象，诺贝尔奖获得者布利奇曼和鲍林都給以高度评价。

后来他回国后先后去了中国科学院物理所、半导体所和上海技物所，所以他的学术精神和学术态度对我影响还是非常大的，至今我还保留着曾和他一起讨论时的手稿。

图13：褚院士与导师汤定元先生的合影

Q：作为导师，应该如何培养学生？

A：我认为学生做科研不仅要“专”也要有点“博”，所谓博士，不仅要有自己专门的知识和技能，也要有相关联的知识面。

我以做光谱实验为例，有的学生会想这个样品是怎么制备的，材料是如何生长的，它的晶体结构，电学性质怎样；测光谱时，又考虑光谱仪的结构是什么样，原理是什么？甚至打开看看里面是如何测试的。这就很好。但是，如果一个学生拿样品去测一条谱，或者把这个样品送到其它地方去测。他也得到测量结果，也对测好的光谱进行分析，那么他得到的训练就不够。所得到的结果也可能不全面，分析也可能不准确，还不知道具体的问题出在哪里。所以我们培养学生，要让他/她以自己的工作为圆心划圆，不仅要了解自己做的事情，也要了解与自己研究相关的事情。不然培养出来的学生会很单一，能力也不高。

另外，我们做科学研究很多时候是在用原来的模型理论方法来解决新的问题，可以看看是否能发现它的不足之处，并想办法对其进行完善，或者提出新的模型，那么这就是你的贡献。所以在做科学研究时思路一定要开阔，要由此及彼，由表及里，透过现象看本质，注重事物之间的联系。这样能力才会得到锻炼和提升。在培养学生过程中，我们要培养学生两方面的能力，一方面是学习新知识的能力，能够“自己学”。另一方面是解决实际问题的能力，不仅掌握本专业的知识，更要掌握与本专业有关的其他科学知识。要既能动脑，也能动手。不仅知道自己所做工作的位置，也了解与该工作紧密相连的前端、后端的关系与情况。

图14：褚院士和学生们在光谱实验室

Q：您最看重学生哪些品质？

A：踏实和勤奋是最重要的，其次，要有好奇心，善于提问，善于动脑筋解决问题，能够脚踏实地地把科研做好，不要好高骛远。要有克服困难的韧劲。最后要有雄心壮志，要相信自己能够在本领域做出点成绩，点滴小事也要做得尽善尽美。

Q：您的团队在前沿基础研究领域和工程应用领域都处于国内的领先水平，成功将基础研究成果应用于工程实践，相信在您的团队中，年轻人也同时需要面对前沿基础研究和工程应用研究，您认为年轻人应该如何科学地做出精力分配，如何做好二者的平衡呢?

A：这个主要是看年轻人工作的任务在哪里，如果你是在以工程为主的课题组那么重点就在工程，但工程中也要发现规律并掌握规律；如果你在材料器件和物理的课题组，那么重点就在基础研究和发现科学规律和掌握材料器件技术等方面，但也要提升技术，提高材料器件的性能，希望获得工程应用；如果你从事产业化工作，那么重点是如何降低成本，提高效率和稳定工艺。年轻人首先要把本职工作做好，但相互之间是有联系的，比如做好基础研究发表文章后，看看能否总结科学问题发现规律，建立模型，推动技术发展和工程应用。

庄子曰：以道驭术，术必成，离道之术，术必衰。意思就是说用科学规律来驾驭你的技术，那么技术一定会成功，离开了科学规律，那么技术一定会衰落。这就给我们一个启示，科研和产业之间的关系是相互联系，相互促进，不可分割的。搞科学研究的最终目的一是发现自然奥秘，二是能够实现工程应用和产业化，应用到实际，服务于人类。产业化推动着技术不断革新和进步。科学规律的发现是基础研究，随后就是推动技术进步，最后到工程应用。

孔子曰，学而不思则罔，思而不学则殆。我们搞科学研究需要做很多重复性的工作，很多规律的发现是在大量重复性的工作中实现的。我们做技术工作，完成工程任务，或者产业化工作，如果只是机械地去做技术，不去思考技术背后的“道（即规律）”，那么一定会止步不前，如果只是单纯地做产业化，而不去思考技术发展趋势，那么技术将无法实现跨越和创新。所以这两者之间本身不是矛盾关系，而是相辅相成和珠联璧合的关系。

Q：您有什么爱好吗？

A：以前喜欢游泳、打羽毛球、排球，现在喜欢听听音乐、散步和看电视。

Q：您对年轻的科研工作者有什么建议？

A：对科学研究首先要有浓厚的兴趣，热爱自己从事的研究工作；其次要根据科学发展的规律掌握科学研究的方法来做科学研究；最后要有科学研究的精神，不畏困难，坚持不懈，要有责任心。

本期特邀通讯员

王卉，现任中国科学院长春光学精密机械与物理研究所（长春光机所）国际合作处副处长，主要从事国际交流，科学传播，国际人才合作等工作；曾任长春光机所与自然出版集团合作期刊Light: Science & Applications的创刊英文编辑，在《编辑学报》、《国际人才交流》、Light: Science & Applications等期刊发表文章20余篇，并应SPIE邀请在SPIE Women in Optics发表文章。她是Rose in Science活动发起人，也是iCANX Story（大师故事）栏目的共同发起人兼主播，曾采访多位国际知名科学家，如诺贝尔物理学奖获得者Donna Strickland、诺贝尔化学奖获得者Jean-Marie Lehn，德国物理学会第一任女主席Johanna Stachel，IEEE光子学协会主席Carmen Menoni，澳大利亚科学院院士Chennupati Jagadish，英国皇家工程院院士李琳，埃尼奖首位华人获奖者王中林等。

张荣君，复旦大学 与工程学院研究员（教授），长期主要从事信息功能材料的光学性质、光谱分析系统与光电子器件等方面研究和教学工作。已主持包括国家自然科学基金、国家重点研发计划、地方政府和重点企业研究课题近20项。已在国内外高水平学术期刊发表论文180余篇。获得授权中国发明专利十余项。曾获教育部国家技术发明奖一等奖等奖励。

姚东，博士研究生学历，中国科学院长春光学精密机械与物理研究所副研究员，硕士研究生导师。本科及硕士毕业于北京航空航天大学，博士毕业于中国科学院大学。主要从事航空多维度目标特性精确遥感研究，实现光谱视频遥感技术和偏振超分辨技术的关键技术攻关，并开展遥感目标特性解译方法研究；同时在高精密三维形貌测量领域探索新方法和新技术。迄今发表论文7篇，获得授权专利10项；主持国家级和省部级科研项目7项。目前担任Applied Optics期刊审稿人，中国光学工程学会高级会员。

于存，中国科学院长春光学精密机械与物理研究所（长春光机所）国际合作处职员，主要负责中白国际创新中心外联、俄乌白国际合作与交流等工作；在《国际人才交流》、Light: Science & Applications杂志上发表多篇文章；中国科学院科技翻译工作者协会会员。

（来源：中国光学微信公众号）