關關難過，關關過。從10像元到60像元，再到180像元，方家熊帶領團隊在不到10年時間里出色完成了這些看似不可能完成的任務。回憶起那段持續攻關的日子，方家熊忍不住感慨道：“精神上的高壓讓我常常感到腿像灌了鉛似的，拖也拖不動。”

紅外探測器是遙感衛星能夠“看得清”的關鍵。60像元和180像元器件，為后續應用于“風云二號”氣象衛星、“神舟三號”飛船等的碲鎘汞紅外探測器組件奠定了基礎。

180像元長波紅外探測器。

“我們有一批愿意為國家服務的工程師和科學家。”上海技物所研究員李向陽表示，“研究所‘垂直整合’的架構為科研人員提供了一個舞臺。同等條件下，我們可以通過付出盡可能少的時間和人力，做出滿足不同應用需求的紅外探測器?！?

隨著我國探測技術的發展和使用要求的提高，上海技物所“以任務帶學科”，持續提升碲鎘汞紅外探測器性能，同時拓展銦鎵砷、氮化鎵等探測器的基礎研究和應用。

“摸著石頭過河”

紅外焦平面探測器主要由紅外像元芯片和讀出集成電路兩部分組成，兼具感應紅外輻射信號和信息處理功能。

早在多元紅外探測器陣列研制的起步階段，湯定元便強調：“由于我國紅外技術起步比發達國家晚，應先增加這方面的投入，加快‘紅外焦平面陣列’的研制速度?！?987年至1996年間，上海技物所組織專家共同論證了紅外焦平面成像等技術開發的重要性與緊迫性。

歷史在此刻重演。1994年，在半導體材料和器件領域頗有建樹的科學家何力毅然放棄國外的高薪工作，加入上海技物所，并在4年后成為新成立的材器中心的首任主任。

發展紅外焦平面探測器，必須先有大尺寸的碲鎘汞材料。何力認為，分子束外延技術或許可以滿足條件。

“薄膜材料的外延生長得先有一個‘桌面’，再在上面生長材料，這個‘桌面’就是襯底?！鄙虾＜嘉锼芯繂T周易解釋說，“以往都用碲鋅鎘，因為它和碲鎘汞的性質比較接近，材料容易生長，但大尺寸碲鋅鎘材料極難制備。”

考慮到硅的晶圓可以做得很大，除了發展大尺寸碲鋅鎘襯底材料外，何力創新性地提出采用砷化鎵和硅基晶圓作為襯底的碲鎘汞材料制備技術。同前輩們一樣，他帶領團隊“摸著石頭過河”，從琢磨路線、采購設備做起，不斷摸索材料生長的最優方案。

把紅外像元芯片和集成電路合二為一的工作，也在有條不紊地并行。上海技物所研究員丁瑞軍回憶，項目最初，他所在的團隊經過兩年多辛苦努力，終于攻克了倒焊互連等技術難題，測試結果一切正常。當他興致勃勃地將一塊芯片送去封裝，卻瞬間傻了眼——當被放入模擬的真空、低溫環境中時，芯片碎了。

“我向龔惠興院士匯報了這件事。他提醒我，先調研低溫下材料的各種參數，再做仿真模擬，把問題都分析清楚后，最后做實驗驗證?！倍∪疖婑R上集合所有相關小組，經過3個月的分析調研，終于找到了問題所在。

在各個攻關小組的共同努力下，2005年，由上海技物所團隊研制的大面積碲鎘汞材料跟隨衛星進入太空。這也是我國紅外焦平面碲鎘汞探測器首次應用于航天領域。

材器中心研制團隊在實驗室進行檢測。上海技物所供圖

2014年，伴隨著航天用紅外探測器需求井噴式爆發，原有的實驗室工藝生產線已無法滿足大面積、超長陣列產品生長需要，上海技物所決定在上海嘉定建立一條紅外焦平面器件的工藝生產線。

上海技物所研究員林春、陳路和青年職工周昌鶴等人齊上陣、兩頭跑，兼顧日常研究工作的同時，集中搭建、調試生產線上的上百臺設備，跟蹤每一道工藝。正是在這條生產線上，誕生了迄今公開報道的國際上最長的紅外焦平面探測器。

“我很幸運地參與并見證了這個領域的蓬勃發展。”林春感嘆道。

“扛紅外大旗”

1983年，以7位中國科學院院士為首的專家團隊，對上海技物所進行了為期6天的深入考察與評議。評議報告指出：“該所在國內紅外技術發展中成績顯著，有一支具有一定水平的科研隊伍，能承擔國家有關的重大科研任務?！?