陳衛標

陳衛標

陳衛標,男,1969年出生,中國海洋大學海洋物理專業畢業,物理學博士。1995年曾在美國科羅拉多州立大學進行博士課題研究,1998-2000年在日本千葉大學從事博士後研究。 2000年入選中科院百人計畫,現為中科院上海光學精密機械研究所先進雷射與套用系統實驗室研究員,主任。兼任上海市紅外與遙感學會秘書長。 主要從事雷射遙感和空間全固態雷射器技術研究,重點開展雷射遙感、遙測技術在航天、大氣和海洋中的套用基礎研究。目前承擔空間全固態雷射器、都卜勒雷射雷達、海洋探測雷射雷達等國家級課題研究。招生的範圍在光學工程,雷射技術,光電子等專業,研究生的主要研究方向單頻雷射器件、相干雷射探測、藍綠雷射套用,以及相關新型雷射器。

人物簡介

陳衛標 陳衛標

陳衛標,男,1969年11月出生,中共黨員,博士,現任中國科學院上海光學精密機械研究所副所長,空間雷射實驗室主任,研究員,博士生導師。

研究領域

陳衛標同志主要從事雷射遙感遙測,雷射雷達的研究工作。他作為項目負責人主持完成我國第一套高重頻機載雷射測深系統的研製;作為主要骨幹參與了我國第一台船載雷射測深儀,第一台機載雷射測深系統的研製;在國內最早開展直接探測都卜勒雷射雷達測量大氣風速的研究。其中,基於全固態雷射器的都卜勒雷射雷達的研究水平處於國內先進水平。他還帶領所在科研團隊開展了多項國家重點工程的研製任務,承擔了包括嫦娥一號B星在內的多顆衛星中的雷射器與系統的研製任務,為我國月球探測、載人航天、以及其它國防重大科技計畫服務。

研究方向為光學工程:

雷射遙感. 遙測技術及套用;

全固態雷射技術;

強雷射技術;

半導體泵浦雷射技術與套用;

光電子技術。

1.

雷射遙感. 遙測技術及套用;

2.

全固態雷射技術;

3.

強雷射技術;

4.

半導體泵浦雷射技術與套用;

5.

光電子技術。

先進事跡

陳衛標2000年入選中科院"百人計畫"。

長期從事雷射、光電子、雷射雷達技術以及其在海洋、大氣中的套用研究,研究方向是空間雷射雷達技術和套用研究,重點解決機載、星載雷射雷達系統中的關鍵技術。主要負責星載全固態雷射技術、星載雷射雷達技術、機載都卜勒雷射雷達技術以及地基大氣污染檢測雷射雷達技術等國防預研、國家863計畫、自然科學基金和上海市科委重點項目等。

先後成功研製多套雷射雷達系統,並套用在海洋和大氣科學套用研究中;

曾獲得國家教育部、山東省教委科技進步三等獎;發表相關學術論文數十篇。

人物報導

陳衛標 陳衛標

1961年9月,中國第一台雷射器誕生。1964年4月,我國首個為開拓雷射科學技術而建立的專業研究所——上海光機所成立。40餘年的積累和不懈探索,上海光機所的科研人員終將“中國牌”的雷射器送上了太空。

2007年10月24日18點05分,“嫦娥一號”衛星搭載在“長征三號甲”運載火箭,於西昌衛星發射基地發射升空。11月28日凌晨,嫦娥一號衛星攜帶的星載雷射高度計正式開啟,發出第一束雷射,並接收到第一回波,成功開機,運行一切正常。

為此《上光簡訊》編輯對我所嫦娥一號雷射高度計雷射器項目負責人陳衛標研究員,及其項目組成員進行了採訪,了解到了很多項目背後的故事。希望通過報導,使大家“走近”嫦娥一號雷射高度計,“走近”研製它的人們。

雷射“神器”

星載雷射器為嫦娥添“神力”。

CE1雷射高度計探頭和電路箱 CE1雷射高度計探頭和電路箱

雷射高度計作為載荷,早先美、俄兩國的探月過程中都曾使用過。它最大的作用有二點:第一,主要用於探測月球的三維高程信息,形成月球三位精確圖像。第二,解決“嫦娥一號”搭載的立體相機由於張角和月球軌道傾角造成無法拍攝月球兩極照片的問題,通過對月球兩極進行雷射探測,為月球兩極是否存在“冰”提供參考數據。因此在“嫦娥一號”中載入雷射高度計是十分必要的。

整個雷射高度計的研製工作由上海技物所和我所共同完成,我所主要負責雷射高度計中關鍵設備——星載雷射器的研製。研製工作從2002年就已經開始,2003年6月項目立項後,先後經過了“原理樣機研製、模樣製作、初樣製作、正樣確定”四個階段。整個過程進行了無數次的試驗,並先後做了若干台星載雷射器,包括模樣2台,初樣3台,正樣3台。

雷射高度計中的星載雷射器作為我國首個進入太空的雷射器,在研製過程中主要解決四大難題:

第一,冷卻問題。地面雷射器的冷卻通常可以直接使用水或其他液體進行冷卻,而空間雷射器則只能通過輻射傳導冷卻。

第二,小型化、耐力學衝擊要求。衛星發射中,每增加一公斤成本花費很高,這就要求儘量想辦法使雷射器小型化,減輕其體積和重量,降低發射過程中的成本。同時,由於運載火箭升空過程中的加速度很大,雷射器必須能夠承受15個加速度所帶來的巨大衝擊,這就對雷射器結構的堅固性要求很高。這一點與對傳統雷射器的要求也有很大區別。

第三,太空高真空等特殊環境要求。由於雷射器在太空中長期處於高真空環境中,同時雷射器在迎陽面與背陽面的溫度有很大差異,溫度變化範圍比較大,這就為它的研製帶來了很多要求,很多材料在真空中的特性各不相同,在研製過程中,每個原件都要經過多重測試,以使雷射器能夠在太空中正常運行。
第四、太空中輻照效應。由於在太空中的輻照效應會使電子元器件失效,使光學元件性質可能發生退化。因此,就要求在研製過程中,要對這些器件進行地面輻照模擬,對材料的選擇也進行了嚴格的限制。這也是研製星載雷射器的一個特殊過程。

星載雷射器的研製人員,面對這四大難題,經過充分考慮和技術論證、試驗,全面克服了太空中的高要求,保證了雷射高度計的平穩運行。

勇闖難關

各部門“精誠合作”,勇闖技術難關。

陳衛標 陳衛標

星載雷射器也是一個跨單位、跨部門合作的結晶。我所薄膜中心、

恆益公司,以及中科院半導體所等也都先後參與到了這個項目中,各部門與星載雷射器項目組一起,在總體任務的牽引下,在所科研管理處、質量管理中心的協調下,精誠合作,貫徹航天質量意識,強調過程控制,為項目最終順利實施提供了保障。
各部門在“供貨”過程中,首先保證航天項目,同時在項目實施過程中也使自身生產工藝得到提高。薄膜中心為確保星載雷射器光學元件的鍍膜質量,減少污染,保證星載雷射器光學元件鍍膜時鍍膜間內單機運轉;中科院半導體所經過與星載雷射器項目組反覆溝通,精心配合,不斷完善工藝,最終順利交付合格的正樣元部件。
所科研管理處、質量管理中心面對我所首個航天項目,在項目管理、協調方面也不斷探索,全力支持,成立了所層面的調度機制,配合項目組制定了大量的過程控制檔案,每個過程都形成了檔案。這些都為項目的高效、穩定實施提供了保證。

陳衛標研究員在採訪中,對各相關部門的大力支持也多次表示了感謝。

當然,任何項目的進行不可能是一帆風順的。星載雷射器項目在實施過程中,由於相關經驗不足,在研製過程中也曾遇到很大的困難。相關領導和項目組成員承受了很大的壓力,面對著很高的技術挑戰。但通過各方面的精誠合作,經過多次會議討論和研製組成員兩個月不分晝夜的奮戰,最終圓滿解決了這項技術難題,按時達到了各項技術指標。這段經歷也被很多當事人形容為刻骨銘心,但也正是這種刻骨銘心,使大家更加體會到了成功的來之不易。

造就隊伍

打造了一支隊伍,形成了一種文化,明確了一個方向。

陳衛標 陳衛標

嫦娥一號雷射高度計項目作為我所首個航天項目,在項目實施過程中,陳衛標和他的研究團隊成員對“航天文化”也有著深刻的體會。航天部門“可靠性”要求是第一位的,因為它所生產的器件在空間中都是不可維修的。因此,從技術改革、元器件以及材料的選擇上都要以可靠性為首要標準。這些看似苛刻,與中科院基礎探索性研究完全不同的要求,卻是擺在每個有志於進入航天領域的科研人員面前無法迴避的問題。

通過嫦娥工程任務的磨練,上海光機所培養、形成了一支優秀的空間雷射器研發隊伍,為我所承擔其它空間雷射器任務奠定了良好的技術和工程基礎。這支隊伍已具有了一定的航天工程經驗,並將質量控制意識深深植入了工作的每一個方面。“很多人都發現,做完嫦娥項目的人‘膽子越來越小’,以前設計大膽,現在設計時都要多問自己幾個為什麼?為什麼要做這樣的設計。細小甚微。”陳衛標研究員這樣的評述,也讓我們從側面了解到這支隊伍的變化。

在星載雷射器研製過程中,項目組在研製的同時,對工藝流程加以細化,共形成了大量的檔案,這些檔案詳細規範了製作的每道程式,不但使這些工藝流程存在研發人員的腦中,更記錄在文字上。同時,項目組還認識到,對於過程控制一定要細化到任何一個小零件。他們在研製的所有過程中,都採用了“雙崗制”,嚴格保證生產、復檢兩道程式。用陳衛標研究員的話說:“我們既要按要求高效率的完成任務,又要按照工藝檔案一步一步細化我們的操作,後者是前者的基礎,只有質量得以保證,才能不斷提高成品率,進而使我們的科研工作順利進行。”

通過這幾年對星載雷射器的科研攻關,陳衛標研究員認為,不但對科研隊伍的建設很有幫助,增加了員工對空間雷射器的認識,了解到了它的重要性,提高了大家的科研水平,更重要的是為實驗室、所里明確了一個學科方向。星載雷射器因其高技術性和小批量性,十分適合研究所的特點。同時,這個項目也使先進雷射實驗室1/3的員工,以及所內很多部門都參與其中,為大家提供了一個很大的發展舞台。

期待明天

由我所參與研製的“嫦娥一號”雷射高度計還在太空中盤旋,精準的完成著它的使命,而研製它的人們則早已開始了“明天的準備”。

陳衛標研究員談到:從科研角度來講,這次星載雷射器的研製成功可以說是我們科研道路上的一個里程碑。隊伍在工作過程中積累了很多經驗,對於今後承擔其他航天項目打下了很好的基礎;從整個工程管理角度來講,該項目促進了我所相關綜合管理能力,科研管理、質量管理的協調能力,為今後工作的開展鋪平了道路。

據了解,在“嫦娥一號”雷射高度計項目之後,在“十一五”甚至更長一段時間,我所還將承擔更多的航天任務,也會在星載雷射器的研製過程中得到更加長足的發展,爭取為我國空間探測航天事業做出更大的貢獻。
廣大的星載雷射器研製人員,在項目中發揚了嚴謹、求實、協作、奉獻、知難而進的科研精神,對於未來,他們還將一如既往,認真對待每項研製任務。下一次的成功已從現在起航……

人物評價

陳衛標被評選為2010年“第十屆中科院傑出青年獎”獲得者。

陳衛標同志決心在科研道路上不懈的探索,為中科院知識創新工程、為國家航天和國防事業貢獻一份力量。

頒獎詞:

“一束比太陽光還亮千倍的光束,承載著他太多的夢想。他用這神奇的光束,好奇的感知著我們周圍的大氣、海洋和太空。是對未知的渴求,指引他帶領著隊伍,克服險阻,比翼“嫦娥”,成功研製首箇中國牌的“太空雷射眼”——上海光學精密機械研究所陳衛標。”

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