【匠心師者】胡偉東:手中有“尺”,心中有國(guó)
發(fā)布日期:2024-03-20 供稿:黨委宣傳部 王媛 攝影:本人提供
編輯:吳楠 審核:藺偉 閱讀次數(shù):他是國(guó)家級(jí)領(lǐng)軍人才,,長(zhǎng)期從事空間太赫茲探測(cè)與遙感雷達(dá)目標(biāo)特性測(cè)量技術(shù)研究,,“矢志創(chuàng)新,,科技報(bào)國(guó)”是他的科研追求,,“堅(jiān)守初心,,立德樹(shù)人”是他躬耕教壇的操守,,讓我們一起走近北京理工大學(xué)集成電路與電子學(xué)院教授博士生導(dǎo)師胡偉東,。
從讀博時(shí)起,,再也沒(méi)有過(guò)“雙休”,。這樣的忙碌胡偉東甘之如飴,,只因手中緊握兩把“尺”,一把教書(shū)育人“尺”,,為黨育人,、為國(guó)育才;一把科技創(chuàng)新“尺”,,用太赫茲技術(shù)丈量天地,,實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)測(cè)量,服務(wù)國(guó)家重要領(lǐng)域,。
以學(xué)鑄魂,,做矢志強(qiáng)國(guó)的北理工人
本、碩、博均就讀于北理工,,胡偉東可以說(shuō)是一名“土生土長(zhǎng)”的北理工人,。在20年的科研經(jīng)歷里,既有取得成功時(shí)的喜悅,,也有背后鮮為人知的艱辛,,真正支撐他走下去的正是一代代北理工人傳承的“矢志強(qiáng)國(guó)、追求卓越”的精神,?!拔业睦蠋熰嚧纹浇淌趲Ыo我很深的影響,鄧先生是我國(guó)第一代從事毫米波技術(shù)研究的專家,,他甘為人梯,、默默奉獻(xiàn),為國(guó)家重點(diǎn)領(lǐng)域建設(shè)作出了重要貢獻(xiàn),,讓我深受觸動(dòng),,立志要成為像他一樣的人?!弊x博士期間,,胡偉東確立了毫米波與太赫茲技術(shù)的研究方向。
在對(duì)太赫茲科學(xué)技術(shù)的探索過(guò)程中,,淚水和汗水常常交織相伴,。2017年,胡偉東接到一項(xiàng)緊急任務(wù),,必須在短短的兩個(gè)月之內(nèi)完成超寬帶太赫茲系統(tǒng)的研制,。當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域的研究還比較薄弱,如何實(shí)現(xiàn)高靈敏度和高分辨率的成像,,同時(shí)保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性,?這個(gè)問(wèn)題涉及到信號(hào)處理、儀器設(shè)計(jì)和算法優(yōu)化等多個(gè)方面,。攻關(guān)過(guò)程中,,既需要每位參與者埋頭鉆研,腳踏實(shí)地地探究各項(xiàng)技術(shù)背后的科學(xué)原理,,又需要團(tuán)隊(duì)內(nèi)部彼此“打配合,、勤交流”,解決系統(tǒng)整機(jī)的集成問(wèn)題,?!爱?dāng)時(shí)我們的技術(shù)認(rèn)知和硬件條件都有欠缺。為了讓學(xué)生快速對(duì)雷達(dá)系統(tǒng)有深入了解,,我也是下了很大決心拆解了一套實(shí)驗(yàn)室的‘功勛’雷達(dá)系統(tǒng),,幫助大家快速掌握雷達(dá)系統(tǒng)的各組成部分,。”談及雷達(dá)研制,,胡偉東講起了起步時(shí)的艱辛,。
胡偉東與團(tuán)隊(duì)合影
在團(tuán)隊(duì)完成太赫茲系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)和關(guān)鍵器件研制后,整機(jī)聯(lián)調(diào)又成了眼前必須解決的問(wèn)題,。由于高端測(cè)試系統(tǒng)的缺失,,超寬帶太赫茲系統(tǒng)的聯(lián)調(diào)必須借助其他單位的測(cè)量平臺(tái)。當(dāng)時(shí)正值北京盛夏,,胡偉東和他的學(xué)生們起早貪黑,,從中關(guān)村校區(qū)去往良鄉(xiāng)進(jìn)行聯(lián)調(diào)測(cè)試。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)酷熱難耐,,而系統(tǒng)的研制又出現(xiàn)了不少難題,,不少學(xué)生萌生退出的想法。胡偉東頂住壓力,,事事親歷親為,,始終戰(zhàn)斗在科研一線,用自己的奮斗經(jīng)歷鼓舞和激勵(lì)團(tuán)隊(duì)成員,,讓大家保持必勝的信心,。他還自掏腰包給實(shí)驗(yàn)室購(gòu)置了冰箱,那段時(shí)間,,冰箱里的冷飲和冰棍永遠(yuǎn)是滿的……胡偉東的鼓勵(lì)示范和貼心關(guān)懷發(fā)揮了巨大的作用,,團(tuán)隊(duì)成員們逐漸擺脫了困惑和迷茫,開(kāi)始積極思考和探索,。他們通過(guò)不斷的試錯(cuò)和改進(jìn),,逐漸攻克了一個(gè)又一個(gè)技術(shù)難題。在胡偉東的帶領(lǐng)下,,超寬帶太赫茲系統(tǒng)的研制工作取得了顯著進(jìn)展,。終于,經(jīng)過(guò)數(shù)月的辛勤工作,,胡偉東帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)成功研制出了超寬帶太赫茲成像系統(tǒng)的原型,。這一成果在學(xué)術(shù)界和工業(yè)界引起了廣泛的關(guān)注和贊賞。團(tuán)隊(duì)成員們都深感自豪和滿足,,他們堅(jiān)定必勝的信心最終變成了現(xiàn)實(shí)。
胡偉東經(jīng)常勉勵(lì)自己和學(xué)生:每個(gè)科研工作者在求學(xué)和工作上都會(huì)遇到重重困難和挑戰(zhàn),,在科研的世界里,,存在問(wèn)題是正常的,沒(méi)有問(wèn)題是不正常的,,對(duì)待問(wèn)題一定要勇于亮劍,,腳踏實(shí)地不斷“打怪升級(jí)”,,練就一身本領(lǐng)報(bào)效國(guó)家。
以學(xué)促干,,為科研插上應(yīng)用之翼
將太赫茲技術(shù)推廣出去,,真正對(duì)國(guó)家和社會(huì)起到貢獻(xiàn),一直是胡偉東奮斗的目標(biāo),?!耙婚T(mén)科學(xué)技術(shù)要保持活力,就不能只局限于理論研究,,必須結(jié)合實(shí)際的應(yīng)用需求,,讓?xiě)?yīng)用為科學(xué)研究插上“翅膀”扶搖直上?!焙鷤|談到,。2015年,在和團(tuán)隊(duì)成員的努力探索下,,他們找到了太赫茲技術(shù)和氣象探測(cè)的結(jié)合點(diǎn),,并獲得了國(guó)家自然科學(xué)基金的大力支持,重大科研儀器項(xiàng)目“高靈敏度毫米波太赫茲雙頻共孔徑聯(lián)合相參云雷達(dá)儀”順利落地北理工,。項(xiàng)目進(jìn)行過(guò)程中,,團(tuán)隊(duì)爭(zhēng)分奪秒,自主研制了220GHz/340GHz雙頻太赫茲接收陣列,,成為國(guó)內(nèi)大功率太赫茲雷達(dá)的先驅(qū),,領(lǐng)先美國(guó)NASA和歐洲航天局兩年。
胡偉東與學(xué)生參加中國(guó)微波周
在宏觀探測(cè)應(yīng)用上嶄露頭角后,,太赫茲探測(cè)技術(shù)在微觀測(cè)量上也取得了傲人成績(jī),。基于胡偉東團(tuán)隊(duì)提出的頻分時(shí)分復(fù)用準(zhǔn)光合成超寬帶太赫茲信號(hào)產(chǎn)生技術(shù),,團(tuán)隊(duì)又自主研制了太赫茲高速掃頻系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了1.1THz超高帶寬,,獲得了國(guó)家級(jí)重點(diǎn)項(xiàng)目資助。研究成果榮獲中國(guó)電子學(xué)會(huì)技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng),。
堅(jiān)持以服務(wù)國(guó)家重大戰(zhàn)略為導(dǎo)向,,胡偉東團(tuán)隊(duì)瞄準(zhǔn)國(guó)家關(guān)鍵核心問(wèn)題,研制的太赫茲雷達(dá)作為唯一手段應(yīng)用于我國(guó)航天復(fù)合材料在線無(wú)損檢測(cè),,且在集成電路測(cè)試,、文物測(cè)試等方面具有廣闊的市場(chǎng)前景和良好的社會(huì)效益;被動(dòng)式太赫茲安檢成像系統(tǒng)應(yīng)用于機(jī)場(chǎng),、地鐵,、海關(guān)的場(chǎng)景的安全檢查,具有非接觸,、無(wú)輻射,、無(wú)感知,、無(wú)停留等特點(diǎn),被應(yīng)用于北京冬奧會(huì)場(chǎng)館,。胡偉東介紹,,“過(guò)去,太赫茲技術(shù)的研究和應(yīng)用受到了很多限制,,例如大功率頻率源的穩(wěn)定性和帶寬的限制等,,我們的研究填補(bǔ)了這些空白,為太赫茲領(lǐng)域的研究和應(yīng)用開(kāi)辟了新的可能性,?!?/p>
北京衛(wèi)視報(bào)道胡偉東帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)科技助力北京冬奧會(huì)
微信地球“變臉”,助力中國(guó)氣象衛(wèi)星明辨“風(fēng)起云涌”,。2017年,,基于科研項(xiàng)目“風(fēng)云四號(hào)氣象衛(wèi)星遙感分辨率增強(qiáng)技術(shù)”,胡偉東團(tuán)隊(duì)將衛(wèi)星遙感地面分辨率從70km提高到38km,,大氣遙感輻射計(jì)的可展開(kāi)天線的口徑可從5米縮減為3米,,大大減小有效載荷的體積和重量,為我國(guó)節(jié)約大量資金,。2022年,,太赫茲遙感技術(shù)應(yīng)用于北京冬奧會(huì),時(shí)刻對(duì)冬奧賽場(chǎng)的天氣和環(huán)境進(jìn)行精準(zhǔn)預(yù)報(bào)和監(jiān)測(cè),,為比賽的順利進(jìn)行保駕護(hù)航,。值得一提的是,全球首顆靜止軌道微波探測(cè)衛(wèi)星風(fēng)云四號(hào)微波星進(jìn)入研制階段,,太赫茲技術(shù)將應(yīng)用于其中,。
他先后主持和參與國(guó)家自然科學(xué)基金重大科學(xué)儀器項(xiàng)目、民用航天太赫茲成像等重大項(xiàng)目,;研究成果獲國(guó)家級(jí)科學(xué)技術(shù)三等獎(jiǎng),、北京市科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)、中國(guó)電子學(xué)會(huì)技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng),、中國(guó)無(wú)線電協(xié)會(huì)科學(xué)技術(shù)二等獎(jiǎng),;發(fā)表期刊和國(guó)際會(huì)議論文50篇,授權(quán)國(guó)家發(fā)明專利18項(xiàng),,出版學(xué)術(shù)專著《空間太赫茲遙感技術(shù)》,。
胡偉東作為中國(guó)代表團(tuán)太赫茲議題負(fù)責(zé)人為我國(guó)爭(zhēng)取頻譜權(quán)益
此外,胡偉東多次參加國(guó)際電信聯(lián)盟ITU的無(wú)線組會(huì)議,,作為中國(guó)代表團(tuán)成員在頻譜規(guī)劃上為國(guó)家發(fā)聲,。
以學(xué)增智,培養(yǎng)面向國(guó)家需求的創(chuàng)新人才
在山西省方山縣和北京市平谷區(qū),,兩個(gè)小型化氣象觀測(cè)站為當(dāng)?shù)剞r(nóng)作物生產(chǎn)開(kāi)展氣象災(zāi)害監(jiān)測(cè),,為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)保駕護(hù)航。這背后是胡偉東指導(dǎo)的太赫茲研究生實(shí)踐團(tuán)的努力成果,。該實(shí)踐成果在2023年首都高校師生服務(wù)鄉(xiāng)村振興行動(dòng)計(jì)劃中獲得一等獎(jiǎng),。“胡老師特別注重培養(yǎng)我們的實(shí)踐能力,,總是叮囑我們‘既要鉆得進(jìn)去,,又要用得起來(lái)’,‘光紙上談兵那是假把式’,,他特別鼓勵(lì)我們要根據(jù)國(guó)家需求把自己學(xué)到知識(shí)落在實(shí)處,,多關(guān)注能夠落地的前沿應(yīng)用,這也是我們將來(lái)立足社會(huì),、報(bào)效祖國(guó)的‘根’,。”實(shí)踐團(tuán)負(fù)責(zé)人,、碩士研究生劉慶國(guó)如是說(shuō)道,。
作為一名教師,培養(yǎng)心懷家國(guó)的領(lǐng)軍領(lǐng)導(dǎo)人才,,一直是胡偉東堅(jiān)持和努力的目標(biāo),,“堅(jiān)持以國(guó)家需求為導(dǎo)向,重視實(shí)踐,、加強(qiáng)交流,,一方面加強(qiáng)思想政治教育,激發(fā)學(xué)生的民族自尊心,、責(zé)任感和使命感,;一方面培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和解決實(shí)際問(wèn)題的能力?!?/p>
胡偉東近五年來(lái)承擔(dān)了徐特立學(xué)院本科生課程《模擬電子學(xué)》,,研究生課程《現(xiàn)代微波網(wǎng)絡(luò)理論與新技術(shù)》《微波遙感》,以及博士生課程《電子科學(xué)前沿技術(shù)》的教學(xué)工作,。此外,,他還擔(dān)任101中學(xué)北理工強(qiáng)基班班主任,負(fù)責(zé)指導(dǎo)《創(chuàng)新項(xiàng)目課程》,。在教學(xué)過(guò)程中,,胡偉東注重洞察學(xué)生的特點(diǎn),從高中到博士階段,,巧妙引導(dǎo)學(xué)生培養(yǎng)興趣,,漸入佳境,掌握系統(tǒng)化的知識(shí),。
高中生仍處于打基礎(chǔ)的階段,,對(duì)科學(xué)和電子學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握還很局限,,對(duì)學(xué)科也缺乏深入理解。因此,,他巧妙運(yùn)用生動(dòng)有趣的方式,,以引人入勝的案例和實(shí)驗(yàn),點(diǎn)燃學(xué)生的求知欲望,,鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行課外閱讀和獨(dú)立思考,,引導(dǎo)他們逐步掌握相關(guān)知識(shí),從而讓電子學(xué)的奧秘在他們心中綻放,。
胡偉東與北京101中學(xué)生開(kāi)展冬令營(yíng)活動(dòng)
進(jìn)入大學(xué)校園的本科生已具備一定基礎(chǔ)知識(shí),,但需要進(jìn)一步培養(yǎng)研究能力和創(chuàng)新思維。胡偉東精心引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主研究項(xiàng)目和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),,培養(yǎng)他們解決問(wèn)題的能力,,塑造創(chuàng)新潛質(zhì)。他鼓勵(lì)學(xué)生積極參與學(xué)術(shù)交流和科研活動(dòng),,搭建科學(xué)合作網(wǎng)絡(luò),,洞察最新的研究前沿。他激勵(lì)學(xué)生深入領(lǐng)域研究,,勇于提出獨(dú)立的科研問(wèn)題,,實(shí)施深入的實(shí)驗(yàn)和理論研究,并為學(xué)生提供個(gè)性化的指導(dǎo)和支持,,助力他們克服研究中的困難和挑戰(zhàn),。
胡偉東為本科生講解實(shí)驗(yàn)
課堂上,他鼓勵(lì)學(xué)生參與實(shí)踐項(xiàng)目,、團(tuán)隊(duì)合作和研究活動(dòng),,提供引導(dǎo)和支持。在本科生課程《模擬電子學(xué)》的教學(xué)過(guò)程中,,他要求同學(xué)們以小組的形式完成一項(xiàng)創(chuàng)新的模擬電子設(shè)計(jì)作品,,“電子科學(xué)與技術(shù)一級(jí)學(xué)科中的課程是非常難的,而電磁波又是看不見(jiàn)摸不著的,,在我剛承擔(dān)《電磁場(chǎng)理論基礎(chǔ)》這門(mén)課的時(shí)候,,許多同學(xué)真是談電磁場(chǎng)色變。我認(rèn)為長(zhǎng)此以往下去是不行的,,必須增加學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐的能力,,條件不允許的時(shí)候我就把實(shí)驗(yàn)室中一些生動(dòng)的成果錄成視頻,讓學(xué)生能盡可能參與到科學(xué)研究的實(shí)驗(yàn)中,,并更形象直觀地感知波和場(chǎng)的存在,,這樣很多概念和難點(diǎn)便會(huì)迎刃而解,學(xué)生的學(xué)習(xí)效果也得到了很好的提升?!焙鷤|說(shuō)道,。
胡偉東指導(dǎo)研究生外場(chǎng)實(shí)驗(yàn)
對(duì)于研究生培養(yǎng),胡偉東有意識(shí)地讓學(xué)生們參與到國(guó)家級(jí)科研任務(wù)中,,讓他們成為一個(gè)個(gè)小課題的負(fù)責(zé)人,,將科研資源轉(zhuǎn)化為實(shí)踐育人資源。學(xué)生們的科研成果被應(yīng)用于國(guó)家重大需求,,自豪感和使命感油然而生,科研能力也得到了提高,。胡偉東坦言,,作為一名教師最大的幸福感就是看到一批批優(yōu)秀的學(xué)生成長(zhǎng)成才,學(xué)生們的成功永遠(yuǎn)是他最大的驕傲和成就,。
從教多年來(lái),,胡偉東共指導(dǎo)研究生70余人,培養(yǎng)的學(xué)生科研成果頻出,,在信號(hào)處理,、微波遙感等方向的國(guó)際頂級(jí)期刊發(fā)表20余篇高水平論文,2人榮獲“北京市優(yōu)秀畢業(yè)生”稱號(hào),,1人獲得研究生國(guó)家獎(jiǎng)學(xué)金,,1人獲得SMC獎(jiǎng)學(xué)金,20人次獲得“校優(yōu)秀學(xué)生標(biāo)兵”,、“校優(yōu)秀學(xué)生干部”等榮譽(yù)稱號(hào),。所指導(dǎo)的研究生畢業(yè)后80%都奮斗在國(guó)家重點(diǎn)領(lǐng)域。
胡偉東與畢業(yè)生合影
展望未來(lái),,胡偉東將繼續(xù)在太赫茲領(lǐng)域深耕,,以突破關(guān)鍵技術(shù)為目標(biāo),探索學(xué)科交叉融合,,培育新的學(xué)科增長(zhǎng)點(diǎn),;堅(jiān)守立德樹(shù)人初心,擔(dān)當(dāng)教書(shū)育人使命,,為國(guó)家輸送堪當(dāng)大任的科技人才,。
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