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褚君浩:寻找红外光谱“拐点”
来源:科技日报 作者:王春 2026-09-18

图为褚君浩。 受访者供图
“红外光肉眼看不见,但碲镉汞能“翻译”它,把它变成我们可以测量的信号。我要做的,就是摸清这位“翻译官”的“脾气”,找到它吸收红外光的规律。”
——褚君浩 中国科学院院士、中国科学院上海技术物理研究所研究员
初秋时节,中国科学院上海技术物理研究所一栋老楼内,午后的阳光打在走廊里的老式红外光谱仪上。这台仪器的表面已被磨黑,边缘泛着光。一位头发花白的老人伸手抚摸它,像在跟一位老伙计打招呼。他身后的门牌上,写着“褚君浩院士办公室”。
前不久,今年81岁的褚君浩刚刚接过上海市科技功臣奖的证书。获奖后的日子没有太多不同,这位中国科学院院士、中国科学院上海技术物理研究所研究员照旧看文献、带学生、去科普讲座现场。
记者问褚君浩获奖感受,他笑得像个孩子:“这辈子就做了几件小事。”
成为我国首位红外物理学博士
褚君浩从小就想当科学家,甚至读中学时就尝试写物理论文。他在物理书里翻来翻去,发现各种定理、方程前面都是外国人的名字,于是便立志——“要有以中国人的名字命名的物理定理”。
年少时,褚君浩热衷于翻阅科学名家传记。上大学时,他还给自己起了个“坦牛”的笔名。“坦牛”二字,取自爱因斯坦的“坦”和牛顿的“牛”。他把两位物理学巨匠的名字拼进笔名,也把“成为一流科学家”的志向刻进心里。
1978年,褚君浩考上了中国科学院上海技术物理研究所的研究生,师从我国半导体学科和红外学科创始人之一、中国科学院院士汤定元,自此走进红外物理领域。
获得硕士学位后,褚君浩本有机会去知名学府读博,甚至有大学给出高额奖学金。不过,他选择留下,在所里继续深造,成为了我国自主培养的第一位红外物理学博士。
在所里深造期间,汤定元交给褚君浩一个世界级难题——寻找碲镉汞材料的本征吸收光谱规律。
碲镉汞是制备红外光子探测器最重要的材料,褚君浩称其为“红外光的翻译官”。
“红外光肉眼看不见,但碲镉汞能‘翻译’它,把它变成我们可以测量的信号。我要做的,就是摸清这位‘翻译官’的‘脾气’,找到它吸收红外光的规律。”褚君浩说。
这件事说起来简单,做起来却需要几十年。
用“土办法”磨晶片
研究路上,褚君浩遇到的第一只“拦路虎”是实验材料。
“碲镉汞的本征吸收能力太强了,红外光一打进去,就被吸收了,根本穿不透。”褚君浩说,“要想让光透过去形成可测量的光谱,必须把毫米级厚度的碲镉汞晶片磨到微米级。”
这谈何容易。手劲稍重一点,脆薄的晶片当场碎成渣。
彼时,碲镉汞极其昂贵。“市场上,指甲盖大小的一片碲镉汞就要上千美元,所里买不起,只能自己磨。”褚君浩说。
一个晶片往往需要磨好几天。“磨到50微米厚的时候最难。”褚君浩说,此时,碲镉汞晶片脆得像薄冰,呼吸重一点都怕把它吹裂。
他想出了一个“土办法”:在碲镉汞晶片四周涂一圈环氧树脂,相当于给晶片加了一道保护边。研磨时的应力被胶体分散,成品率一下子就上来了。这个急中生智的操作,被所里沿用至今。
实验需要大量不同组分的晶片,所里3个相关研究小组都向褚君浩提供实验样品。“几百个晶片,是大家一点点凑出来的。”褚君浩说,这份情谊他记了一辈子。直到今天,褚君浩办公室的抽屉里还留着当年装晶片的样品袋。
经过艰苦卓绝的努力,褚君浩硬是把晶片厚度磨到了2.5微米。
至今,这仍是世界上最薄的碲镉汞材料样品。靠着这批样品,他成功绘制出了世界上最完整的碲镉汞红外本征光吸收图谱,找到了国际学界始终未能捕捉的光谱“拐点”。
甘做一株献身科普的“小草”
褚君浩的微信昵称是“小草”。记者问起名字的缘由,他掰着手指头说:“第一,小草扎根深,根扎进泥土里站得稳。第二,小草皮实,风吹雨打都能长。第三,小草不张扬,不和大树比高低,默默给大地添点绿。”
“不张扬”的“小草”在科普上,却格外高调。
从1978年加入上海市科普作家协会算起,科普这件事褚君浩已经干了近半个世纪。近年来,他做了330多场科普报告,主编了30多本科普读物。从中央电视台《开讲啦》栏目的舞台到中小学操场,从政府机关会议厅到部队营房,都留下了他的身影。
“科普最要紧的不是塞了多少知识,而是让人学会用科学的眼光看世界。”褚君浩说。
在他看来,和科普同样重要的,还有育人。
“先做人,再做事。”这是褚君浩常跟学生说的一句话。在他看来,做人要踏实谦虚,做学问要能解决实际问题。
褚君浩的学生黄志明当年研制红外椭圆偏振光谱仪时,做了半年理论论证后,觉得项目太难,几乎想要放弃。褚君浩看了黄志明的推导过程,认真从头算了一遍,然后拍拍他的肩膀说:“方向没错,再试试。”此后,经过两年攻关,黄志明终于取得突破。
对年轻人的扶持,褚君浩常常是悄悄的。他在华东师范大学设立基金,十几年来资助了四百多名困难学生。有学生得了重病,他托人塞去几万块钱,从不让声张。曾有位半导体领域的青年学者做项目,但缺少科研经费。得知此事后,褚君浩主动帮他解决问题……这些事情,如果不是受助者后来提起,几乎无人知晓。
“我希望为国家培养出更多科研‘小草’。”褚君浩说,“看着它们茁壮成长,我非常欣慰。”
临近采访结束时,褚君浩又望了一眼走廊尽头的那台老光谱仪。他轻声说:“什么时候咱们实验室里的顶尖设备全是国产的,中国科技才算真硬气。”这句话他说得平静,却格外用力。
希望褚君浩培养的一株株科研“小草”,能让他的愿望早日实现。
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