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光学名人
匡定波

匡定波(1930.9.1—— 红外及遥感专家。江苏无锡人。

1991年当选为中国科学院院士。

在红外应用及遥感技术领域进行了开拓性工作,负责研制成航空红外扫描相机、卫星姿态测量红外地平仪、导弹弹道测量红外捕获跟踪系统等先进装备。负责设计了风云一号七项卫星的核心一起扫描辐射计。

早期经历

匡定波,上海大学教授,高中毕业于无锡匡村中学(现锡山市中学):先后在华东师范大学物理系、中国科学院上海电子学研究所、历任助教、讲师、副研究员、研究员、博士导师、室主任、副所长、所长等职务。1991年被选为中国科学院院士。

早年就读于无锡匡村中学。1952年毕业于上海交通大学物理系,分配到华东师范大学物理系执教,1958年进入上海电子学研究所,1962年进入上海技术物理研究所任研究员。?匡定波专事红外物理与技术的研究,在红外应用及遥感技术领域进行了系统性的开拓,负责研制成航空侦察红外扫描相机、卫星姿态测量红外地平仪、导弹弹道测量红外捕获跟踪系统等先进装备。 20世纪70年代以来,在国内开创并主持航空对地观测红外多光谱技术的研究,发展成具有国际先进水平的环境资源遥感扫描仪系列,成为中国航空遥感体系的重要组成部分;他带领科研人员创建了中国卫星红外遥感较完整的技术基础,负责设计多种卫星红外遥感仪器,其中扫描辐射计是风云一号气象卫星的核心仪器,其性能达国际先进水平,仪器设置的海洋水色观测波段是具有中国特色的创新;风云二号扫描辐射计达到20世纪90年代国际先进水平。他参与设计的我国第一代太阳同步气象卫星上的可见红外甚高分辨率扫描辐射计,已于1988年和1990年两次随卫星发射成功,并获取了高分辨率云图;我国第一代静止气象卫星的多通道自旋扫描辐射计,也于1997年6月随卫星发射成功。这是他与上海技术物理所的同事们为国家做出的重要贡献。

工作经历

1958年华东师范大学与中国科学院合办上海电子学研究所,匡定波作为主要研究人员参加创办工作。初创期间开展了雷达、水声、红外等多个方向的工作,匡定波参与了水声和红外技术的研究工作。他一开始就重视科研和实际应用的结合,并承担红外火车轴温检测,机载红外定向装置等任务;逐步建立起红外系统应用,红外探测器和红外光学元件加工等研究技术工作。1962年科研机构调整,匡定波及红外技术研究室被调入上海技术物理研究所继续从事红外技术研究,不仅开展了红外航空技术应用,还随之开展了红外航天遥感技术应用研究。70年代承担了中国第一代气象卫星的主要仪器,甚高分辨率扫描辐射计的任务,由此带动红外技术的全面起动。在技物所的30多年他的主要科研成就如下:

1960~1964年进行了红外技术应用研究。发展了机载红外定向装置,开展了硫化铅红外组合探测器、频率补偿的调制器以及红外目标辐射测量等研究工作,使红外定向装置得到实用,它成为我所最先得到实用的红外装置之一,并获得1964年国家计委、经委、科委颁发的新技术二等奖,也为技物所的红外技术发展打下基础。

1965~1975年开展了航空红外行扫描器的研究,研制成了我国第一代机载红外行扫描器,俗称红外相机,工作波段为8~14微米,采用锗掺红外探测器,工作温度为38oK;用微型斯特林致冷器致冷,四方棱镜扫描,机械同步扫描成像,胶片记录等先进技术,这在当时属国际最先进的红外技术。第一代扫描仪研制成后,获得用户好评,并定点生产。此后技术物理所在二三十年中研制了一系列的航空遥感仪器;有红外、红外多光谱、细分光谱、成像光谱等仪器。也获得中科院和国家的多项科技进步奖。其中匡定波作了奠基的工作。 1965年底,中国科学院开展了人造地球卫星工作,技物所开始介入了空间技术。匡定波代表技物所组织了红外空间应用的调研工作,拟订了红外地平仪、星载红外行扫描仪等研究项目。1968年匡定波等承担了圆锥红外地平仪探头的研究工作,正式开始了我国第一代红外空间应用项目。通过多年研制及与北京502所合作,研制成了用于中国三轴稳定的返回式科学卫星。

在七八十年代我国所有的三轴稳定的人造卫星都使用了这类型的红外地平仪,为此获得1978年科学大会奖。在匡定波率领下,又发展了自旋卫星用的地平仪,具有多种精度的太阳角计和星图仪等一系列的卫星光学姿态敏感器,成为我国研究光学姿态敏感器的重要单位。这些光学姿态敏感器成功地应用于中国气象卫星、通信卫星。匡定波对圆锥地平仪的工作模式,以及和卫星发射窗区的关系作了深入的研究,为灵活运用地平仪和确定发射窗区提供了重要的依据。

1991当选为中国科学院院士,现任上海大学通信与信息工程学院院长。

投身科研

70年代,匡定波主要精力转入空间应用,参与探讨中国气象卫星的发展规划。并承担了中国第一代太阳同步气象卫星风云一号的主要有效载荷,可见红外扫描辐射仪的研制任务,并于1977年进行工程型号研制任务。以匡定波为首的科研项目组,在1977年11月从世界气象组织的通报中了解到美国将于1978年发射TIROS-N气象卫星。为了适应世界气象界的需要,他们主动提出采用由辐射致冷的碲镉汞红外探测器和每分120转的先进方案,技术上基本和美国甚高分辨率扫描辐射计相近。

以后又进一步提高转速和增加海洋观测通道,使风云一号气象卫星上的可见红外甚高分辨率扫描仪的技术指标全面达到美国NOAA卫星同类扫描仪AVHRR的水平,且探测通道上也具有特色。随着1988年9月和1990年9月,风云一号气象卫星的相继发射成功,扫描辐射计获取的五通道、地面分辨率为1.1公里的气象云图,为各国气象界接收,其清晰的云图和美国NOAA卫星的云图毫不逊色,获得图内外气象界的一致好评。此项成果获中科院科技进步特等奖、国家科技进步一等奖。技物所也形成了航空遥感系统、空间用碲镉汞探测器和硅光探测器、空间辐射致冷器、空间用光学薄膜器件、空间机械、空间辐射定标等一系列有特色的技术和相应的技术队伍。承担了中国静止气象卫星用的多通道扫描辐射计等风云系列的各主要有效载荷的研制任务。

科学探索

60年代在红外应用及遥感技术领域进行了系统性的开拓,负责研制了卫星姿态测量红外地平仪、导弹弹道测量红外捕获跟综系统等先进装备。70年代以来,在国内开创并主持了航空对地观测红外和多光谱技术的研究,发展成具有国际先进水平的环境资源遥感扫描仪系列,成为中国航空遥感体系的重要组成部分;带领科研群体创建了中国卫星红外遥感较完整的技术基础,先后担任风云一号气象卫星多通道扫描辐射计主任设计师风云二号气象卫星可见红外扫描辐射计主任设计师。作为气象卫星的核心仪器,这二仪器在轨性能达到国际先进水平,并在海洋水色观测等方面具有中国特色的创新。已培养博士25名。目前关注遥感在环境污染监测中的应用以及遥感信息的集成与共享等问题。

个人成就

匡定波在红外与遥感技术领域的方向,招收了物理电子学与光电子学的硕士和博士生。进行了绝对辐射计、红外非接触测量、激光测厚、激光测距定向扫描、炸点经纬仪等研究工作,先后培养硕士、博士毕业生30多名。

 1986年他参加了我国高技术计划的制订讨论。1987年起被聘为国家高技术计划(863计划)信息领域第一届专家委员会委员。1989年继续聘任为信息领域第二届、第三届信息获取与处理技术主题专家组组长直至1996年6月。1996年获国家高技术计划先进工作者一等奖。 1985年开始科研体制改革时正值匡定波担任上海技物所所长。他根据所的实际情况,把全所研究工作分成基础研究、工程与应用研究及开发研究三个部分,分别提出各自的有效目标,予以实施,取得了有效的结果。成立的从事基础研究红外物理实验室成为院内第一批开放实验室,后晋升为红外物理国家实验室。卫星工程项目得到全所的有力支持。开发工作开创了和日本陶瓷株式会社合资开办了上海尼赛拉传感器公司。他使研究所在体制改革中取得稳固的基础。匡定波于1988年曾荣获全国五一劳动奖章

研究方向

中科院院士、著名红外及遥感专家匡定波表示:仅凭肉眼,宇航员在太空看长城几乎不可能;至于卫星拍摄,只要遥感仪器的分辨率足够高,则完全没问题。 匡定波说,目前世界上最先进的遥感仪器的分辨率已达15厘米,若是在轨运行,它能清楚看到地面上走动的人。就我国研制的遥感设备而言,其分辨率也已达到2至3米,搭乘卫星,城市中的房屋、花园里的喷水池,它都能尽收“眼”底,何况是雄伟壮观的万里长城。事实上,卫星拍到长城的例子屡见不鲜。如美国“快鸟”卫星用光学仪器曾在450公里高空拍下长城照片,其中城垛、烽火台都清晰可见;而10年前美国宇航局(NASA)用微波手段拍摄的长城图片,不仅能看到地表长城,还可清晰显示地下古长城。

但对肉眼太空看长城的说法,匡定波认为,如果不借助望远镜等辅助设备,即便是视力为2.0的宇航员也难以实现。只有那些对地况、地貌十分熟悉的宇航员才能在辅助设备的帮助下,从几百公里的高空将它们准确识别。而此次欧航局之所以会“错看”长城,很可能与他们不熟悉中国的地理情况有关,但这并不能说明太空看不见长城。

个人兴趣

匡定波院士。为人低调,做事极其细心、谨慎。热爱摄影。他最初用胶片机拍摄,最近买了个D80。他有一副印象深刻的作品,5张照片拼接起来的外滩全景图,天衣无缝!更让人叹服的是,这不是数码照ps出来的,而是用胶片机目测好一张张拍下来的,冲洗成照片后用胶带粘贴在一起。中国最专业的摄影师恐怕都要叹服了。

这次的探月工程虽然他没有直接参与,但他早就为这个伟大的工程打好了前期基础。

 


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