63年前，上海徐汇中学一名16岁高中生在笔记本上写下感慨，为没有一条以中国人命名的定律而遗憾，并决心奋发读书、为国争光。若干年后，这个少年成了那个写定律的人。

在红外物理领域，他在上世纪80年代提出的CXT公式和吸收系数公式成为碲镉汞材料器件设计的重要依据，至今仍是国际上判断红外探测器新材料、新结构的通用公式。他就是红外物理学家、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褚君浩。CXT公式和吸收系数公式正是以褚君浩（C）、徐世秋（X）、汤定元（T）这三位中国科学家的名字命名的。

集中力量从“0”到“1”的突破

科学史上，红外光的发现多少带着偶然的成分——19世纪初，英国科学家赫胥尔设计了一个实验装置，将太阳光分解成彩色光带，然后在不同颜色光带中放置温度计，以测量光带中不同色光所包含的能量，再和室内其他位置的温度计进行比较。赫胥尔意外发现，放在光带红光外的温度计，比室内其他温度计的指示值都要高。经过反复实验，他证实了太阳发出的光线中除了可见光外，还有一种看不见的“热线”，由于位于红色光外侧，因而被称之为“红外光”。

褚君浩和红外光的相遇，也是偶然。由于高考语文作文偏题，他和第一志愿复旦大学失之交臂，被上海师范大学录取。然而，这并未影响他从小对物理的喜爱。1978年，我国恢复研究生考试。中国科学院院士严东生很欣赏机敏好学的褚君浩，便推荐他参加中国科学院上海技术物理所的研究生录取考试。

当时，在上海技物所，中国半导体科学和红外技术开拓者之一、著名红外物理学家汤定元已经敏锐地看到，碲镉汞是制备第三代红外光子探测器最重要的材料，也是开展太空探测的基础。

因此，他选择以窄禁带半导体碲镉汞作为主攻方向，亲自组建团队开展窄禁带半导体物理基础研究。然而，从本科到毕业后在普陀区梅陇中学当老师，褚君浩始终偏好的是理论物理，这一切，对于当时还是红外物理的“门外汉”褚君浩来说是全新的。求学心切的他想到复旦大学研究生录取考试还要晚半年才举行，便决定去试试。凭借本科学习打下的坚实基础，他自学了黄昆和谢希德的《半导体物理学》，以90分的高分通过了考试，师从汤定元先生，踏上了红外物理科研之路。

汤定元给褚君浩布置的是一项“看似不可能”的任务——测量出碲镉汞红外本征光吸收光谱。这在当时是一个世界级难题，尚无人攻克。要做出碲镉汞红外本征光吸收光谱，首先就需要制备出大量碲镉汞薄样品，来解决如何测量高吸收系数的问题。然而这种样品价格昂贵，指甲盖大小就需要上千美元。令褚君浩感动的是，研究所其他小组在生长这种材料，他们毫无保留地贡献出自己的资源出来，集合一切力量，帮助褚君浩开展从“0”到“1”的突破。

“当时那些样品袋我都保存着。”指了指书柜，褚君浩说。虽然纸袋早已空空荡荡，但却盛满了科研人携手合作的情谊。

与红外科学技术共成长

褚君浩从小就对物理有着浓厚的兴趣，经常会思考生活中的物理现象。读大学期间，他以“坦牛”为名，在黑板报上写下了《勤奋+智慧=力量》的文章，表达了自己的科学理想。

大学毕业后到中学担任物理老师，他在结合生产实际创新物理教学的同时，始终坚持物理学的研究和科普工作。改革开放后，随着科学春天的到来，他进入上海技术物理研究所继续追寻自己的物理之梦，师从科学大家开启了红外研究的学术道路。博士毕业以后赴德国留学，学成后放弃国外优厚的条件，回国投身到国家的科研事业。

从研究生到博士生，再到以后的科研生涯，褚院士一直专注于窄禁带半导体的研究，根据国家科研发展的需求，勇于解决疑难问题，首次发现碲镉汞(HgCdTe) 带间跃迁本征吸收光谱，研究成果被国外重要研究机构引用，产生了巨大国际影响。他提出的碲镉汞的禁带宽度等关系式，被国际上称为CXT公式广泛应用，写入多本教材。

同时，他建立了窄禁带半导体碲镉汞二维电子气的理论模型，发现碲镉汞的基本光电跃迁特性，确定了材料器件的光电判别依据。褚院士以大量的事例，用生动幽默的语言，深入浅出地为现场师生展示了研究成果在国防科技和生产生活中的应用，指出科技创新对于国家发展的重要意义。谈到多年从事科研工作的感悟，他指出，科研方向只有顺应国家的需求，才能做好。只有做出好的工作，才会有国际影响力。

褚院士以史上诺贝尔物理奖获得者为例，指出青年时期的科技工作者最富创造力，鼓励年轻人要“树立科学的素养，善于发现的眼睛，扎实的基础知识，浓厚的科研兴趣，出众的动手能力，坚韧的做事态度……勇于做重大的事情，要在创新工作中输入新的智慧”。

褚院士曾经获得国家自然科学奖、中国科学院自然科学奖、中国科学院科技进步奖、上海市科技进步等奖。先后获国家重点实验室计划先进个人奖、国家973计划先进个人奖，是国家自然科学基金创新研究群体学术带头人。发表学术论文600余篇，中英文专著三部，编著10部，专利70余项。

学科交叉推动向前发展

褚君浩说，任何一个有温度的物体都会发出热辐射，也即发出红外光。虽然肉眼不可见，但能通过红外传感器看见。而半导体材料中红外响应最好的是碲镉汞半导体材料。他带领团队首次发现了碲镉汞带间跃迁本征吸收光谱，并获得了国际上最完整的数据，这相当于为红外探测材料研发树立了一个标准。褚君浩说，红外传感器有三大功能：第一，可以看清目标物的空间分布，黑暗环境下也能观测。第二，可以获取目标的热像，看到物体的温度分布。第三，可以看到目标物的谱像，就是物体表面反射的光的光谱。

褚君浩说，现在正处在第四次工业革命阶段，其总趋势就是智能化，传感器是智能化非常重要的核心技术。有了好的传感器，就能握紧核心技术，再通过互联网的技术，把传感的信息传出去加以分析，进而达成多功能集成化、无线通信化、柔性化、微型化。他认为互联网技术里面有三大支柱，一个是动态感知，能够实时得到信息，靠传感器。第二个是智慧分析，能进行模型分析和大数据分析。第三个是自动反应，构成一个智能化系统。

而科普不是小儿科，而是一门深奥的学问。科普工作的最终目的是全民科学素养的提高，要使科研与科普有机地结合在一起，既让非专业人员看得懂，又让专业人员觉得新，让社会各界人士都能及时了解最新的科学进展和发展方向，为科学研究培育社会土壤。他认为，科普工作者可以分为三类。第一类是专职科普人才；第二类是科学家；第三类是兼职科普志愿者。

褚君浩认为，“只有在学科交叉的过程中，才能推动科学向前不断地发展。”这就需要打破大众对于科普的一个固有印象——专业人士是科普的传播者，社会大众是科普的受益者。事实上，科学家同样也是科普的受益者，高端科普是科学发展的摇篮。整个社会要大力培养科普人才；未来高校可以多开设科普专业；社会上也可以多引导科学家和专业人才积极从事科普工作；政府可以出台对科普人才的激励政策，更好地推动新时代科普人才工作和科普事业向更好更快的方向发展。

作为一名热心科普的科学家，面对不同的受众，褚君浩总有办法用深入浅出的语言，描述红外光的神奇。他为不同听众群体量身制定科普报告：面对中小学生，他喜欢讲科学家的小故事，激发他们探索科学的兴趣；面对社会大众，他聊科学常识，也聊“物联网”等最新科技动态，解读公众对科学问题、社会现象的疑问；面对公务员、产业界人士以及各行业领军人士，他讲高科技发展趋势，从光电信息获取联系到智慧城市建设，从光电能量转换联系到可再生能源和低碳城市。

“做，要做到极致。”这是褚君浩对自己和团队的要求。

文章来源： 传感器专家网，中国科技新闻网，复旦大学