致力于激光雷达遥感的创新研究

毕少华

刘博研究员笑着说自己从事的是“观光追影”的科研工作，这是一个幽默又形象的比喻，用专业的解释，本文主角中国科学院光电技术研究所研究员刘博的主要研究方向是激光雷达遥感探测。

这个研究方向是将传统雷达技术与现代激光技术结合在一起，以更高的角度、距离和速度分辨率，更强的抗干扰能力等多种相对于微波雷达技术更优的性能，能够对探测目标进行更精细、全面的监测。一路走来的刘博不被环境的变化所困惑，用简单扎实了基础以应对，不但收获颇丰而且越战越勇。

简单的研究之路

刘博的研究之路可用简单二字概括，其中包括两层含义：简单的研究方向，简单的研究经历。多年来刘博只花费精力研究一件事：用光来探索未知，为此而经历的求学、研究之路也没有让人眼花缭乱：国内扎根于顶尖名校与著名风景区两项美誉兼有的武汉大学，完成知识的积累，毕业后进入中国科学院安徽光学精密机械研究所，后应邀赴美在与著名的黄石国家公园为邻的大气研究领域的名校——美国怀俄明大学继续研究，目前就职于中国科学院光电技术研究所，毕业后一直从事激光雷达遥感研究。

在游人与师生数量不相上下的武汉大学，陪伴着遍地名胜的珞珈山，刘博一待就是九年。在先后获得了光学学士、硕士和空间物理博士学位的同时，为研究激光雷达探测技术打下了坚实的基础。2005年，以优异成绩毕业的刘博来到位于蜀山湖畔科学岛上的中国科学院安徽光学精密机械研究所。作为中国科学院基地型研究所，这里建设有以国家“863计划”大气光学重点实验室为代表的多个重点实验室，大气光学、激光技术是该所有特色、有优势的研究领域。在这里四年的研究工作，不仅让刘博成长为科研骨干，还让他积累了丰富的科研及工程技术经验。

2009年，科研成绩突出的刘博受美方邀请，赴美国怀俄明大气科学系进行学术交流。完成博士后研究后他被聘为副研究员，并成为美国国家自然科学基金（NSF）支持的怀俄明大学King Air研究小组（UWKA）中唯一的一名激光雷达科学家，全面负责机载激光雷达相关的各项工作。由他担任技术负责人研制的机载紧凑型拉曼激光雷达及四通道偏振机载激光雷达装载于该系的King Air型飞机和美国国家大气研究中心（NCAR）的C130型飞机上，成功的完成了一系列科学实验，获得了大量珍贵的探测数据，刘博因此受到国际同行的一致好评，受邀成为《Optics Express》、《Applied Optics》、《光学学报》、《中国激光》等多个国际、国内权威学术刊物的审稿人。

2014年，科研成果丰硕、科研视野更加开阔的刘博，放弃国外优厚的待遇、先进的科研环境，作为中科院“百人计划”A类引进人才加入中国科学院光电技术研究所，随后入选四川省“千人计划”人才项目。他希望个人的价值能够最大限度的实现，而“用我所学为国家参与国际科技竞争尽一份力”是他认为最好的选择。

丰硕的科研成果

对激光雷达遥感探测的研究，刘博从攻读博士学位时就已经展开，多年来他在这一领域的研究实现了多项突破。

由他首次提出的利用激光垂准仪来对大型接收望远镜进行调整的方法，实现了激光雷达光学系统的自动准直调整功能，大大简化了激光雷达光学系统的调整步骤，降低调整难度和工作量。相关结果发表在国际权威期刊《Applied Optics》上并受到审稿人的高度评价。作为学位论文的主要内容，由刘博主持完成研制了国内第一台铁波尔兹曼温度探测激光雷达。利用高精度波长计实现了对染料激光器的波长快速变换的闭环监测，从而用一台激光器实现了对中层顶铁层的温度探测，使我国成为世界第三个拥有此种探测设备的国家。

在中国科学院安徽光学精密机械研究所工作期间，刘博主持研制的气溶胶探测激光雷达系统同时解决了激光雷达近地面探测的盲区问题以及大动态范围信号的接收问题，实现了激光雷达的无盲区探测，大大提高了激光雷达测量大气气溶胶光学厚度时的精度。结合他作为基金项目负责人完成的科研成果，刘博还主持完成了某装备型号研制任务，解决了白天强日光背景下对大气中水汽含量的激光雷达探测这一难题，所研制的车载激光雷达达到了国际一流的探测水平。

在大气监测方面，传统的微波雷达对云层具有较好的穿透性，但对气溶胶等小粒子不够敏感；激光雷达则恰恰相反，它对云层的穿透性差，但对小粒子却十分敏感。刘博抓住这一特点，在美国怀俄明大学研究期间研制的机载激光雷达WCL与机载微波雷达WCR（95GHz）实现了同平台搭载、同步探测，成为“世界上一个极富特色的研究小组”，取得了大量具有重要研究价值的探测数据。结合机载偏振激光雷达的研制，刘博在此期间还提出了新的偏振激光雷达标定方法，首次实现了对发射光路系统退偏常数的标定，同时极大地提高激光雷达退偏振度探测的精度。

踏上新的征程

选择了新的起点，因为有新的目标要实现。正值我国“十三五”规划的开启之际，回到国内的刘博希望自己的研究能为国民经济应用及国家重大战略需求提供相关的解决方案。对此，他为自己制定的明确目标是：一方面紧紧聚焦于激光三维成像领域的前沿热点和难点问题，探索激光三维成像的新方法和新应用，尤其是面向空间应用重大战略需求的激光主动探测手段；另一方面，继续开展激光大气探测方面的相关研究，面向我国大气污染防治的重大研究计划开展研究工作。

短短一年时间里，刘博不但已建立起一支结构合理、业务素质良好、年轻富有活力的科研团队，还以激光雷达遥感的新方法和重要应用为研究方向，如火如荼地开展了激光雷达和空间激光通信方面的研究工作。刘博团队光束发射/接收方向电控快速扫描的研究成果，在第27届国际激光雷达会议上报告后反响热烈。他们还与所内外相关单位积极合作，在空间激光通信与精密测距的研究方面创新性地提出了新的隔离方案，经实验测试远高于目前国外同类技术水平。两项研究成果均已申请专利并获受理。

刘博的科研究之路因为“五光十色”的研究对象而困难重重，也因为攻克了这些难关而闪闪发光。无论是星光暗淡的低谷时期，还是阳光普照的成功岁月，过去、现在、未来，刘博将带领自己的团队一如继往地为科研事业奋斗，为国家建设添砖加瓦。