超晶光电：穿透黑夜，掌起“明灯”

　　浙江在线3月27日讯（记者 龚晓）在天然气、煤炭和石油化工的开采生产中，挥发性有机化合物（Volatile Organic Compounds，简称VOCs）广泛存在，这类化合物包括很多种类，如天然气中的主要成分烷烃等，VOCs的泄漏对环境、工业生产和居民生活造成严重影响。

　　近年来，红外光学气体成像技术异军突起，可以针对泄露气体实现无接触、远距离、实时的准确定位。

　　应用这项技术，我们可以第一时间发现、定位、处置相关泄露事故，但由于红外技术技术具有高度敏感性，西方发达国家长期对我国封锁、断供。

　　通过几代科研人员的不懈努力，国内在非制冷红外领域能够实现自主国产化，但在高端制冷型红外材料和芯片方面，特别是近十几年发展起来的超晶格制冷探测技术，依旧被“卡脖子”。

　　制造超晶格芯片的生产线

　　2024年，宁波超晶光电有限公司研制的超晶格红外芯片以及相关探测设备实现规模化量产，填补了国内产业在该领域的空白。近期，浙江在线《向新力》栏目专访该公司董事长芦鹏飞，解密背后的科研故事。

　　零下200度的红外芯片

　　呈现50公里远的图像

　　二类超晶格技术是种什么样的技术呢？芦鹏飞打个了个比方：超晶格就像是由多层很薄很薄（纳米级）的半导体，叠起来形成的彩色玻璃；不同材料的组合决定了玻璃的颜色，可以选择性地让某些波长的红外光通过或者吸收，通过设计不同层的厚度和材料，可以精确控制“让什么波长的红外光进来”。

　　在研究院的生产车间，芦鹏飞详细地介绍了超晶格红外芯片的生产过程，从一片基底材料变为能够看清楚几十公里外的目标的摄像机，需要几百台高性能的半导体设备协同工作，经历上千道工序，任何一道工序出问题，都会导致芯片出现不可逆的损坏。

　　威远光电自主研发的超晶格探测器组件

　　自建IDM模式

　　首个“拨改投”

　　“威远光电依托深厚的技术积淀和产业化能力，在宁波市政府及相关部门大力支持下，自建了国内先进水平的超晶格IDM生产线。”芦鹏飞说。据悉，宁波威远光电研究院（宁波红外光电研究中心）成立于 2023年9月，位于镇海区招宝智造谷园区2号楼，是市区两级首个“拨改投”项目，宁波唯一专注于全波段红外光电芯片的研发及产业化的单位，带动了上下游产业链10多个项目在宁波落地，为区域光电产业发展注入新活力。

　　穿透黑夜

　　“夜视”远方

　　“在远洋航行中，我们的高端红外摄像机，能穿透深不见底的黑夜和迷雾，看到20公里外的轮船、7公里外的平台作业人员、4公里外的灯塔，保障航行安全。”芦鹏飞说。

　　各种应用场景

　　而在工业巡检和危化气体监测领域，高端红外装备的应用显得尤为重要。“虽然现在监测类的设备和仪器有很多，但很多只能提供预警或者数据记录的作用。”芦鹏飞说，“而我们的高端装备，能监测二氧化碳、一氧化碳、硫化氢、挥发性有机化合物气体等多种气体，切实反映生产全貌，一旦发生安全事故，能有效判断相关责任。”目前，这些装备以全天候、安全非接触、探测距离远、灵敏度高、图像清晰等优势，在市场站稳脚跟。

　　随着规模化生产能力的提升和成本的下降，超晶格红外探测技术将逐步走进航空航天、低空经济、海洋经济、气象监测、新能源汽车和人形机器人等民用领域，为人类生活提供更广阔的"夜视"能力。