西安电子科技大学秦翰林教授团队:
在光电的微观世界里坚持追问“为什么”
□蒙少华
字数:2952
2025-12-10
版名:文化
在陕西省西安市高陵区的西电-兵器基地先进概念验证中心(光子),西安电子科技大学光电工程学院秦翰林教授正带领团队学生彭星壬,测试一款精密的脑电交互设备。彭星壬头戴设备,通过脑机接口装置,无需言语,不必动作,仅凭意念,无人机群便轻盈跃升、灵巧翻转。“这正是我们现在研发的脑控无人机系统,‘脑控’也就是人们常说的‘意念控制’。”秦翰林解释道,“但它并非完全依赖人脑实现全程自主控制,否则一旦操作者注意力分散,无人机就容易失控。”
这一场景,不仅是“意念驱动,飞行即达”这一人机协同愿景的具象呈现,也是秦翰林自学生至学者20余年科研旅程的生动注脚。他以“研究真问题,真研究问题,真解决问题,在实践中见真效”为信条,书写了属于自己的科研实践与育人篇章。
“一个像素”的探测:从难题到科研格局的开拓
初来乍到,作为电子工程学院电子信息工程专业的一名本科生,秦翰林沉浸在电子信息的广阔世界中。在硕博阶段,他转入技术物理学院,并在物理电子学学科带头人刘上乾教授的指导下,开始了远距离红外告警、弱小目标检测等领域的研究。“红外告警主要聚焦对远距离或者只有一个像素大小的目标实现精准探测,在复杂的天空、海洋背景中,检测难度也随之上升。”秦翰林进一步感慨道,“得益于西电电子信息领域宽口径的培养模式,整个红外领域,包括红外信号的生成、传输、获取、处理、显示,本科阶段接触到的成像和图像处理研究中都有所涉及。”当时,涉及红外的研究并不多见,可借鉴参考的资料有限,比较幸运的是,凭借深厚的既往专业积累,秦翰林团队最终完成相关研制,并顺利通过外场实验,成功获得“慧眼行动”项目支持。
毕业留校后,秦翰林入职技术物理学院(后发展为物理与光电工程学院,现为光电工程学院),继续在红外技术与系统领域深耕。2014年被借调到教育部科技司的经历,成了他科研生涯的一个重要转折点。站在更高的政策与规划层面,他对科研需求的洞察更加深刻,也对学科发展方向有了新的理解。2015年回到学校后,秦翰林带领团队主动布局新的科研领域,清晰地规划了四个研究方向:新型光电探测、光学人工智能、硅光自主导航与光子神经接口。这一步的前瞻性布局,体现了秦翰林对科研发展趋势的敏锐判断,也为他所在的智能视觉工程团队日后涌现众多可落地的科研成果打下了基础。
从专用技术到科技助残:意料之外的社会价值
如果说布局新方向是“抬头看路”,那么如何“低头赶路”、让科研产生真实价值,则是秦翰林思考的另一个核心。“我们整个研究的模式应该改变了,不是‘我想做什么’,而是‘国家需要什么’。”秦翰林坦言。
从2021年开始,智能视觉工程团队围绕新的科研方向开启了一系列研究,如在新型光电领域,他们从传统的红外成像扩展至多光谱、鱼鳞光等极端条件下的光电成像模式研究;在光子神经接口方面,他们不仅研究脑机接口,还创新性地探索喉部肌电信号获取和解译、人工视觉等;在类脑智能领域,他们尝试用光学、光子、光电、光机、光智等手段提高深度学习典型应用运行效率。
更令人惊喜的是,这场研究方向的变革,还带来了意外之喜。原本为专用或工业场景开发的技术,自然流淌到了民生领域,产生了更多的社会价值。“比如我们做的自主协同机器人,原本用于巡检领域,后来发现可以做情感陪伴机器人,帮助独居老人。”秦翰林举例道,“还有喉部肌电信号识别系统,最初是为特殊作业环境设计的,后来发现可以帮助喉部发声障碍患者或失声人群重新发声。”
这个项目的起点源于 2022年,随着《陕西省深化全面创新改革试验推广科技成果转化“三项改革”试点经验实施方案》出台,“三项改革”持续放大秦创原建设效能。彼时,在西安市科技局和重点行业企业挂职的秦翰林,凭借对于政策和行业趋势的敏锐把握,依托秦创原创新驱动平台,使智能视觉工程团队的多项科研成果迅速吸引了行业领军和地方企业的关注。借此契机,一个融合了高校、基地、企业、投资机构、产业园区乃至医院等多方力量的协同转化团队被构建起来,形成了以实际需求定项目,以项目定研究团队,探索定制型科研攻关和成果转化的新模式。
“很大程度上得益于基地的桥梁作用,他们清晰地提出了来自一线的具体需求,我们团队提供了对应的技术解决方案,政府部门的引导、投资机构的资本注入、产业园区的落地支持,共同形成了一种有效的‘基地+高校+企业产业融合’新模式。”秦翰林进一步强调,“这一实践呼应了国家关于教育科技人才一体化发展的理念,也是创新链、产业链、资金链、人才链‘四链融合’,科技创新与产业创新深度融合的具体体现。”
教学创新:把课堂搬进车间与实验室
在教学上,秦翰林承担着本科生《颠覆性技术概论》《CCD成像技术》《光电成像原理》和硕士研究生《CCD/CMOS成像技术及应用》《目标光学探知与应用》《人机融合技术及应用》等课程的教学工作。在专业课程如《CCD成像技术》的讲授中,面对这门融合了数电、模电、量子力学、固体物理、图像处理的“硬核”课程以及学生“很难”的抱怨,他追求“深入浅出”,通过生活化的类比、生动的动画演示和典型工程案例剖析,将抽象的专业知识转化为学生更易理解的内容,用最浅显的道理为学生解释晦涩难懂的专业知识。这种教学方式不仅显著降低了学生的畏难情绪,课后反馈更显示,学生对核心知识点的理解深度和长期记忆效果得到了实质性提升。
秦翰林教授(右一)和学生在实验室
秦翰林的教学创新,也体现在把课堂“搬”出教室。在讲授新生专业导论课时,他毅然决定带领学生直接走进北方光电集团、中国科学院西安光机所、诺瓦星云、中科立德等企业的研发部门和生产线,让学生不仅现场观摩,也能亲自动手实践。“我们工科,最终是要去解决问题的,让学生现场去感受一下我们的光电专业到底在做什么,比坐在教室或从网上看要深刻多了。”这种沉浸式体验,极大地冲击了学生固有的认知,为他们打开了通往实践的大门。
学生培养:既要有学术素养也要有家国情怀
在学生学业与创新能力培养上,秦翰林始终恪守“因材施教”的原则,团队逐步构建起“平台育人、校企合作育人、国际化育人、竞赛育人、项目育人”的综合培养机制。如团队与多家科研院所及企业共建实践基地,聘请企业导师,推动产学研深度融合,并鼓励学生积极参与国际交流与学科竞赛。“我们必须针对学生的基础和个性,帮他选择合适的方向,要注重对学生工程能力的培养,培养他们解决问题的能力。”秦翰林解释道。他不仅让学生接触到智能光子芯片、元宇宙、脑机接口、自主导航等未来技术,更注重将他们推向国家战略与未来产业的需求前沿。
同时,秦翰林也秉持着“以德为本、桃李之教、薪火相传”的教育理念,不仅在课程教学中融入思政元素筑牢学生的思想之基、定期开展党课学习与党员实践活动坚定学生的理想信念,也通过构建结构合理、梯队完整的研究队伍,打造“追逐光、靠近光、成为光、发散光”的团队文化。除此之外,秦翰林将底线思维贯穿于每周的组会中,强调三条不可逾越的“红线”:学术道德、保密意识、实验安全。“我们培养学生要有底线、红线。”他认真地说。
二十多年的求索之路,秦翰林始终围绕着一个“真”字。在这条路上,有实验室里的孜孜不倦,有“政产学研金介服用”融合的智慧碰撞,更有三尺讲台上的春风化雨。他用实际行动诠释着一位西电人的担当,将论文写在祖国的大地上,让科研成果在解决真问题、服务国家与人民的过程中,绽放最真实的光彩。