光電探測技術是現代信息獲取的主要手段之一，光電探測技術的發(fā)展是隨著其他關鍵技術的發(fā)展而發(fā)展的，由于激光技術、光波導技術、光電子技術、光纖技術、計算機技術的發(fā)展，以及新材料、新器件、新工藝的不斷涌現，光電探測技術取得了巨大發(fā)展。近年來，光電探測技術引起了業(yè)內人士的普遍關注，在軍事和民用領域占有越來越重要的地位。中國光學工程學會將于2025年12月5-7日在太原市舉辦“第十一屆新型光電探測技術及其應用學術交流會（NDTA 2025）”，大會共設有12個專題分會，“先進激光探測技術及應用專題交流會”是專題分會之一，擬研討激光探測技術領域的最新研究進展和關鍵技術問題，誠摯歡迎相關領域的科研人員、教師、研究生等踴躍投稿和參會。

專題主席：

朱精果，中國科學院微電子研究所

毛慶洲，武漢大學

專題共主席：

張景豪，北京空間機電研究所

程序委員會(音序):

馬維光，山西大學

沈振民，北京空間機電研究所

何建國，中國科學院空天信息創(chuàng)新研究院

李傳亮，太原科技大學

特邀報告（音序，更新中）：

董聯慶，北京空間機電研究所——布里淵測溫光學系統(tǒng)設計及工程樣機研制

李傳亮，太原科技大學——基于FDM-TDLAS光譜技術的鍋爐水冷壁腐蝕狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)

馬維光，山西大學——高精度溫室氣體激光分析技術

馬躍，武漢大學——星載單光子激光雷達在軌輻射與幾何定標研究

毛慶洲，武漢大學——國產長測程激光雷達關鍵技術及點云中國建設

沈振民，北京空間機電研究所——多體制海洋激光雷達水下探測技術研究

王江，西北工業(yè)大學——短脈沖高能量全固態(tài)激光器研制及其探測

議題方向：

激光探測機制及發(fā)展趨勢

激光探測關鍵技術

激光探測應用及發(fā)展趨勢

激光探測技術產業(yè)發(fā)展趨勢

以下內容為GPT視角對先進激光探測技術及應用專題交流會相關領域的研究解讀，僅供參考：

先進激光探測技術及應用研究現狀

一、核心探測技術突破

相干探測技術

激光相干探測通過本振光與回波信號混頻實現高靈敏度測量，其轉換增益較直接探測提升10-100倍，最小可探測功率達飛瓦級。該技術在星地測距、大氣風場探測中實現厘米級精度，例如德國LIDAR系統(tǒng)通過啁啾調幅技術實現200km距離速度同步測量。國內國防科技大學團隊在微多普勒效應探測領域取得突破，通過時頻分析算法從振動目標回波中提取毫米級位移特征，應用于無人機偵察與空間碎片識別。

單光子探測技術

基于超導納米線（SNSPD）和硅光電倍增管（SiPM）的單光子探測器，暗計數率降至10Hz以下，時間抖動小于50ps。在量子通信領域，中國"墨子號"衛(wèi)星實現1200公里單光子傳輸，密鑰分發(fā)速率達1kbps；在深空探測中，單光子激光雷達（LiDAR）通過脈沖積累技術實現月球表面毫米級形貌測量，探測距離突破40萬公里。

合成孔徑激光雷達（SAL）

通過運動平臺合成虛擬大孔徑，美國林肯實驗室研發(fā)的機載SAL系統(tǒng)實現0.1m分辨率對地成像，較傳統(tǒng)光學雷達提升10倍。國內中科院上海光機所突破相位補償算法瓶頸，在無人機載平臺上實現5km距離1m分辨率成像，應用于城市三維建模與災害評估。

二、前沿應用領域拓展

深海深空探測

深海：藍色激光（450-480nm）穿透水體衰減系數較傳統(tǒng)綠光降低40%，中國"奮斗者"號載人潛水器搭載藍色激光測深儀，實現11000米深度地形測繪，精度達0.1m。

深空：NASA的LOLA（Lunar Orbiter Laser Altimeter）通過五波長激光探測月球表面成分，鋁氧化物含量測量誤差小于5%；中國"天問一號"火星車采用激光誘導擊穿光譜（LIBS）技術，實現火星巖石元素原位分析，檢測限達ppm級。

量子精密測量

冷原子干涉重力儀利用激光冷卻銣原子至nK級，通過拉曼脈沖實現原子波包分裂與干涉，重力測量靈敏度達1μGal/√Hz。德國GFZ地學研究中心將其應用于火山監(jiān)測，成功捕捉到意大利埃特納火山活動前0.1μGal的重力異常變化。

生物醫(yī)學成像

多光子顯微技術：飛秒激光雙光子激發(fā)熒光成像深度突破1mm，美國霍華德·休斯醫(yī)學研究所開發(fā)的三光子顯微鏡實現小鼠全腦血管網絡三維重構，分辨率達0.5μm。

光聲成像：納秒脈沖激光誘導組織熱膨脹產生超聲波，武漢光電國家研究中心研發(fā)的環(huán)形陣列光聲成像系統(tǒng)實現乳腺癌早期診斷，血管分辨率達50μm，較傳統(tǒng)超聲提升3倍。

三、技術融合創(chuàng)新趨勢

激光與人工智能融合

深度學習算法優(yōu)化激光探測系統(tǒng)參數，谷歌DeepMind提出的卷積神經網絡（CNN）模型，將激光雷達點云分類準確率從82%提升至95%，應用于自動駕駛場景中的行人識別。中國華為開發(fā)的激光SLAM算法，通過激光點云與視覺圖像融合，實現室內機器人厘米級定位。

芯片化集成技術

硅基光子學集成技術使激光探測器尺寸縮小至毫米級，美國麻省理工學院研發(fā)的片上激光雷達（SiLC），將光源、探測器與信號處理電路集成于10mm2芯片，功耗低于1W，成本較傳統(tǒng)機械式LiDAR降低90%，已應用于AR眼鏡手勢識別。

新型光源開發(fā)

中紅外激光器：量子級聯激光器（QCL）實現3-12μm波段連續(xù)調諧，德國弗勞恩霍夫研究所開發(fā)的分布式反饋QCL氣體傳感器，對甲烷檢測靈敏度達ppb級，應用于天然氣管道泄漏定位。

紫外激光器：氮化鎵基紫外激光器（266nm）光子能量達4.66eV，中國科學院半導體研究所開發(fā)的脈沖紫外激光器，實現聚合物材料表面微結構加工，線寬小于50nm，應用于柔性電子器件制造。

四、挑戰(zhàn)與未來方向

技術瓶頸

深空探測中激光能量衰減與背景噪聲抑制難題：火星大氣CO?對1.06μm激光吸收系數達0.1km?1，需開發(fā)新型波長激光器。

生物組織散射導致成像深度受限：人腦組織散射系數約10cm?1，需結合自適應光學技術補償波前畸變。

發(fā)展路徑

材料創(chuàng)新：開發(fā)新型增益介質如稀土摻雜氟化物光纖，提升激光器效率與光束質量。

算法突破：發(fā)展壓縮感知與稀疏采樣理論，降低激光探測數據量，提升實時處理能力。

系統(tǒng)集成：構建"激光+5G+邊緣計算"架構，實現探測數據云端協同處理，推動智能感知網絡發(fā)展。

先進激光探測技術及應用研究可以應用在哪些行業(yè)或產業(yè)領域

1. 工業(yè)自動化與智能制造

應用場景：

生產線測量：激光測距傳感器用于零件定位、尺寸檢測，確保汽車制造、半導體加工等領域的生產精度。例如，實時監(jiān)控車身尺寸，保證每一環(huán)節(jié)的制造質量。

機器人導航：激光雷達（LiDAR）為機器人提供環(huán)境感知能力，實現精確抓取、裝配和搬運。在倉儲物流中，AGV（自動導引車）和堆垛機通過激光定位優(yōu)化庫存管理。

質量檢測：激光掃描技術檢測芯片微小缺陷，或測量材料表面粗糙度，提升產品質量。

技術優(yōu)勢：非接觸式測量、高精度（毫米級）、實時反饋，適應復雜工業(yè)環(huán)境。

2. 航空航天與國防

應用場景：

飛行器導航：激光雷達為飛機、衛(wèi)星和無人機提供高度、速度和位置信息，支持安全飛行和精準著陸。

軍事偵察：激光測距儀用于目標指示、戰(zhàn)場測繪和雷達系統(tǒng)，提升軍事行動效率。例如，激光制導武器通過精確測距實現高效打擊。

空間探測：NASA的LOLA（月球軌道激光高度計）利用多波長激光探測月球表面成分，輔助資源開發(fā)。

技術突破：合成孔徑激光雷達（SAL）實現機載1m分辨率對地成像，突破傳統(tǒng)光學雷達限制。

3. 環(huán)境監(jiān)測與氣象觀測

應用場景：

大氣污染監(jiān)測：差分吸收激光雷達（DIAL）測量CO?、CH?等溫室氣體分布，為氣候變化研究提供數據。

氣象預報：激光雷達探測風場、云層結構，提升天氣預測準確性。

水質監(jiān)測：激光誘導熒光技術檢測水體污染物，輔助環(huán)境保護。

技術趨勢：多氣體同步檢測（如量子級聯激光器）和無人機集成，實現大范圍快速巡檢。

4. 醫(yī)療健康與生物科學

應用場景：

醫(yī)學成像：多光子顯微技術實現小鼠全腦血管網絡三維重構，分辨率達0.5μm，助力疾病研究。

激光手術：眼科激光用于角膜切割，皮膚科激光去除色斑和皺紋，實現無創(chuàng)治療。

生理監(jiān)測：激光檢測血液葡萄糖濃度、心率等參數，支持遠程健康管理。

研究前沿：光聲成像技術結合激光與超聲，實現乳腺癌早期診斷，血管分辨率達50μm。

5. 安防與國防領域

應用場景：

入侵報警：激光對射系統(tǒng)通過變頻技術降低誤報率，適用于機場、監(jiān)獄等高安全場景。

邊境監(jiān)控：超遠距離激光對射（警戒距離達數千米）實現長距離周界防護。

防爆監(jiān)測：本安防爆型激光對射用于化工、煤礦等危險區(qū)域，避免電火花風險。

技術特點：CLASS1安全等級激光光源，確保人眼安全；抗干擾能力強，適應復雜環(huán)境。

6. 智能交通與自動駕駛

應用場景：

車輛測距：激光雷達為自動駕駛汽車提供實時環(huán)境感知，支持避障和路徑規(guī)劃。

交通流量統(tǒng)計：激光傳感器監(jiān)測車速、車距，優(yōu)化智能交通系統(tǒng)。

停車管理：智能停車場通過激光傳感器實時監(jiān)測車位占用情況，引導駕駛員停車。

市場趨勢：固態(tài)激光雷達成本降低，推動L3-L5級自動駕駛普及。

7. 地質勘探與資源開發(fā)

應用場景：

地形測繪：激光雷達生成高精度數字高程模型（DEM），支持城市規(guī)劃和災害監(jiān)測。

礦產勘探：激光誘導擊穿光譜（LIBS）技術實現巖石元素原位分析，輔助資源開發(fā)。

油氣監(jiān)測：激光氣體探測儀實時監(jiān)測井下氣體成分，優(yōu)化開采效率。

技術進展：光頻梳技術將探測極限提升至ppb（十億分之一）級別，適用于高精度檢測。

8. 能源與電力行業(yè)

應用場景：

燃氣泄漏監(jiān)測：激光甲烷探測儀在天然氣管道巡檢中快速識別泄漏點，提升安全效率。

風電監(jiān)測：激光雷達測量風場變化，優(yōu)化風力發(fā)電機組布局。

光伏制造：激光技術用于鈣鈦礦電池劃線、清邊等工序，提高光電轉換效率。

市場潛力：全球激光甲烷探測儀市場規(guī)模預計2025-2030年復合增長率達12%。

先進激光探測技術及應用領域有哪些知名研究機構或企業(yè)品牌

一、知名研究機構

中國科學院上海光學精密機械研究所（上海光機所）

地位：我國最早建立的激光專業(yè)研究所，專注于現代光學基礎研究、大型激光工程技術及激光與光電子高技術應用。

研究方向：強激光技術、強場物理、量子光學、激光與光電子器件、光學材料等。

成果：獲國家級獎44項，包括“激光12號實驗裝置”“小型化OPCPA超短超強激光裝置研究”等國家科技進步一等獎。

北方激光研究院（激光院）

背景：隸屬于中國兵器工業(yè)集團有限公司，前身為西南技術物理研究所，是我國軍用激光技術研究的核心機構。

研究方向：激光武器系統(tǒng)、激光探測器、光電信息系統(tǒng)、制導系統(tǒng)等。

成果：研發(fā)的激光探測焦平面器件專用工藝線被列入國家重點項目，推動激光探測技術在軍工、能源等領域的應用。

南京先進激光技術研究院

背景：由中科院上海光機所與南京經濟技術開發(fā)區(qū)共建，聚焦激光與光電產業(yè)技術研究及成果轉化。

研究方向：全固態(tài)激光器、激光加工工藝及裝備、激光與光電檢測等。

成果：孵化超100家激光相關企業(yè)，建立多個省級工程研究中心，推動激光產業(yè)集聚發(fā)展。

其他高校及科研機構

華中科技大學激光加工國家工程研究中心：在激光加工技術領域具有領先地位，支撐華工激光等企業(yè)技術突破。

清華大學精儀系國家重點實驗室：在固態(tài)激光雷達技術研發(fā)方面成果顯著，孵化探維科技等企業(yè)。

二、知名企業(yè)品牌

華工激光（HGLASER）

背景：隸屬于華工科技產業(yè)股份有限公司，依托華中科技大學科研底蘊，形成“產學研用”一體化體系。

核心優(yōu)勢：

智能化：率先將AI技術與激光加工結合，推出“智能光纖激光切管機”，效率提升40%。

標準化：參與制定16項國家及行業(yè)標準，技術規(guī)范性獲行業(yè)認可。

全產業(yè)鏈：實現“激光芯片→激光器→智能裝備→智慧工廠”閉環(huán)，2024年三維五軸設備核心部件國產化率達100%。

應用領域：汽車制造、半導體、航空航天、新能源等。

通快（TRUMPF）

背景：德國工業(yè)4.0發(fā)起者，全球激光加工解決方案權威提供商。

核心優(yōu)勢：

產品線齊全：涵蓋激光切割、焊接、打標、清洗等全系列設備。

智能化融合：推出“TruConnect平臺”，實現遠程監(jiān)控與預測性維護，降低停機時間30%。

應用領域：汽車制造、電子電器、航空航天、醫(yī)療器械等。

相干（COHERENT）

背景：美國材料、網絡和激光領域領導者，成立于1966年。

核心優(yōu)勢：

跨領域技術整合：為工業(yè)、通信、電子等領域提供定制化激光解決方案。

研發(fā)創(chuàng)新：推出“HyperRapid NX系統(tǒng)”，支持多材料快速切換。

應用領域：工業(yè)制造、電子封裝、科研實驗等。

IPG Photonics

背景：全球最大光纖激光制造商之一，成立于1990年。

核心優(yōu)勢：

高功率技術：推出“YLS系列高功率光纖激光器”，功率可達30000W，切割效率提升30%。

成本控制：通過垂直整合降低產品成本，市場占有率連續(xù)五年全球第一。

應用領域：工程機械、船舶制造、重型工業(yè)等。

禾賽科技（HESAI）

背景：全球自動駕駛激光雷達領先企業(yè)，專注于光學、機械、電子等核心領域研發(fā)。

核心優(yōu)勢：

車規(guī)級生產能力：客戶覆蓋全球主流自動駕駛公司及汽車廠商。

專利布局：在全球擁有數百項專利，技術積累深厚。

應用領域：自動駕駛、高級輔助駕駛（ADAS）、機器人等。

速騰聚創(chuàng)（RoboSense）

背景：全球智能激光雷達系統(tǒng)企業(yè)，通過硬件、軟件與芯片技術閉環(huán)提供智能解決方案。

核心優(yōu)勢：

專利布局：全球專利超700項，技術覆蓋激光雷達全鏈條。

信息理解能力：提供具有環(huán)境感知能力的智能激光雷達系統(tǒng)。

應用領域：自動駕駛、智慧交通、智慧高速等。

鐳神智能

背景：國家級高新技術企業(yè)，專注于全場景激光雷達及智能機器人系統(tǒng)解決方案。

核心優(yōu)勢：

技術全面性：全球唯一掌握TOF、相位法、三角法、調頻連續(xù)波四種測量原理的企業(yè)。

自研能力：實現激光雷達專用芯片、1550nm光纖激光器等核心器件自產。

應用領域：自動駕駛、智慧交通、軌道交通、機器人等。

先進激光探測技術及應用領域有哪些招聘崗位或就業(yè)機會

一、核心研發(fā)崗位

激光應用科學家/研究員

職責：主導激光探測技術的理論創(chuàng)新與實驗驗證，例如開發(fā)新型激光雷達算法、優(yōu)化量子級聯激光器性能。

要求：博士學歷，光學工程、物理電子學等相關專業(yè)背景，具備激光光譜分析、光子學仿真等技能。

薪資范圍：30-80k/月（如深圳半島醫(yī)療、佛山某機械公司招聘需求）。

光學工程師（激光應用方向）

職責：設計激光探測系統(tǒng)的光學架構，例如激光雷達的光路優(yōu)化、多光譜氣體探測儀的鏡頭開發(fā)。

要求：碩士學歷，精通光學設計軟件（如Zemax），熟悉激光與物質相互作用機理。

薪資范圍：15-50k/月（如珩輝光電、蘇州某電子公司招聘需求）。

激光雷達算法工程師

職責：開發(fā)激光點云數據處理算法，提升目標識別精度與實時性，應用于自動駕駛或機器人導航。

要求：碩士學歷，掌握SLAM、點云配準等算法，熟悉C++/Python編程。

薪資范圍：25-60k/月（如速騰聚創(chuàng)、歐菲光集團招聘需求）。

二、工程技術崗位

激光應用工藝工程師

職責：將激光探測技術轉化為工業(yè)解決方案，例如調試激光甲烷遙測儀的檢測閾值、優(yōu)化激光焊接工藝參數。

要求：本科學歷，具備激光加工設備操作經驗，熟悉工業(yè)自動化產線。

薪資范圍：11-20k/月（如武漢華日精密、大族激光招聘需求）。

激光設備工程師

職責：負責激光探測設備的安裝、調試與維護，例如保障激光雷達在極端環(huán)境下的穩(wěn)定性。

要求：本科學歷，熟悉激光器電源、冷卻系統(tǒng)等硬件結構，具備故障排查能力。

薪資范圍：7-20k/月（如四川海藝紙業(yè)、蘇州星航動力招聘需求）。

嵌入式軟件工程師（激光雷達方向）

職責：開發(fā)激光雷達的底層驅動與數據接口，例如實現FPGA與激光發(fā)射器的時序同步。

要求：本科學歷，精通C/C++編程，熟悉RTOS或Linux驅動開發(fā)。

薪資范圍：15-30k/月（如深圳賽爾智控、蘇州某電子公司招聘需求）。

三、應用拓展崗位

激光產品經理

職責：定義激光探測產品的市場需求，例如針對智慧城市設計燃氣泄漏監(jiān)測網絡解決方案。

要求：本科學歷，具備市場分析與項目管理能力，熟悉激光行業(yè)技術趨勢。

薪資范圍：18-40k/月（如北京某專業(yè)技術服務公司、蘇州國順激光招聘需求）。

激光銷售工程師

職責：推廣激光探測設備，例如向工業(yè)客戶演示激光氣體分析儀的檢測效果。

要求：本科學歷，具備技術型銷售經驗，熟悉激光安全標準（如IEC 60825）。

薪資范圍：底薪+提成（如大族激光、創(chuàng)鑫激光招聘需求）。

激光應用測試工程師

職責：制定激光探測設備的測試方案，例如驗證激光雷達在雨霧天氣下的探測距離衰減。

要求：本科學歷，熟悉激光參數測試儀器（如功率計、光譜儀），具備數據分析能力。

薪資范圍：10-25k/月（如深圳庫犸科技、未嵐大陸招聘需求）。

四、新興領域崗位

量子激光探測研究員

職責：探索量子糾纏光源在激光雷達中的應用，提升探測信噪比。

要求：博士學歷，量子光學背景，具備冷原子實驗或光子糾纏生成經驗。

薪資范圍：40-80k/月（高校、科研院所招聘需求）。

激光無人機系統(tǒng)工程師

職責：集成激光雷達與無人機平臺，實現大范圍氣體泄漏巡檢。

要求：碩士學歷，熟悉無人機飛控系統(tǒng)與激光點云數據處理。

薪資范圍：20-50k/月（如航天科技集團、大疆創(chuàng)新招聘需求）。

激光醫(yī)療設備研發(fā)工程師

職責：開發(fā)激光治療儀的探測模塊，例如實時監(jiān)測激光祛斑過程中的皮膚溫度。

要求：碩士學歷，生物醫(yī)學工程背景，熟悉激光與生物組織相互作用模型。

薪資范圍：25-60k/月（如半島醫(yī)療、復星醫(yī)藥招聘需求）。