湖北日报全媒记者 刘洁 通讯员 黄珊珊

雨雾天气，看不清前方。但车内探测器对周围“了如指掌”，能够及时进行障碍预警。实现这一功能，靠的是成像芯片。

日前，光谷实验室宣布，其联合华中科技大学、武汉光电国家研究中心等相关机构研发的胶体量子点成像芯片已实现短波红外成像。

量子点成像芯片也称“视觉芯片”。在食品检测、半导体检测等工业应用中，短波红外成像如同机器的“眼睛”，十分重要。成像芯片作为成像系统最核心部件，对成像质量以及相机成本起着决定性作用。

传统短波红外成像芯片造价昂贵，进口一枚需要上万元。

2018年，光谷实验室和华中科技大学团队瞄准胶体量子点，实现可与硅基芯片一体化集成的量子点短波红外成像芯片。其探测波段范围超越传统芯片，制造成本有望降低1—2个量级。

简单理解，胶体量子点是一种具备量子限域效应的纳米晶体材料，“视觉芯片”利用这种材料有效捕获短波红外光，并将其转换为电信号，电信号再被读数电路进行处理，最后得到红外图像。

相比传统的短波红外成像芯片，“视觉芯片”的性价比更高，有望从工业应用延伸到家常应用，例如装载到手机、电动车上，可以“穿透”介质，看到肉眼无法辨别的“真相”。

“量子点是一种小到几纳米的颗粒，实验过程中，这些极小的颗粒对环境非常敏感，连水蒸气和氧气都‘怕’，所以科研团队要把一些指标和实验细节做到极致。”光谷实验室胶体量子点短波红外成像芯片项目负责人、华中科技大学武汉光电国家研究中心教授高亮说。

基于此，研究团队几乎每天都“泡”在实验室，量子点合成、液相配体交换、浆料配制……不断调试，不停测试。“实验中碰到的失败数不清，在失败的基础上一点点摸索，一点点前进。”

最终，团队突破了多项关键环节，研制出国内首款量子点红外成像样机，部分指标国际领先。此后，在芯片的中试过程中，又实现薄膜涂覆、真空沉积和封装测试等核心生产工艺设备的全面国产化。

“研究机构采用国产设备，通过研发实现国产替代，从而在一个具体领域建立完整的、自主可控的生态，新的生产工具、生产要素都诞生了，这是一个形成新质生产力的良性路径。”高亮说。

目前，短波红外成像芯片产品已申请15项发明专利，已获授权7项，订单遍布全国，多家高校和企业向光谷实验室“抛出橄榄枝”。

“面向手机模组和车载相机等消费级应用场景即将实现，下一步是面向物质检测、半导体检测和安防监控等领域的应用。”高亮说，正在进行相关实验，不断提高产品的一致性和稳定性，争取早日实现产业化。