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用芯感知新世界

导读: 历经十年,从工作机理探索、工艺难题突破到测试设备研发,克服种种困难,依托团队和平台优势,成功研制出了一种独具特色的MEMS矢量水声传感器。该传感器不仅可以获得声源的方位和强度信息,同时可以消除各向同性环境噪声,更有利于水下目标微弱声信号的探测。

  2003年10月,薛晨阳从希腊雅典科技大学博士毕业后学成归国,“故土情深胸怀志,鹏飞万里系桑梓”,怀着对家乡深深的热爱与眷恋,他回到山西并受聘于中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室。

薛晨阳博士

  科研起步之时,蜚声兵工测试技术领域的实验室正面临继承与创新的关键转型期,亟待拓展新的研究领域。面向我国海洋装备信息化的战略需求,实验室提出了开辟MEMS水声传感器技术的新研究方向,这个重任落到了具有扎实理论功底的薛晨阳博士身上。一经接手项目,他就着手调研国内外水声探测的最新研究现状和进展,从水声探测的最基本单元——水声传感器入手,他创新性提出了基于仿生原理与MEMS技术相结合的水声传感器设计构想。历经十年,从工作机理探索、工艺难题突破到测试设备研发,克服种种困难,依托团队和平台优势,成功研制出了一种独具特色的MEMS矢量水声传感器。该传感器不仅可以获得声源的方位和强度信息,同时可以消除各向同性环境噪声,更有利于水下目标微弱声信号的探测。在此基础上,他进一步拓展研究深度,研制出了基于MEMS技术的声目标探测线阵和水下成像面阵系统,该系统可应用于海底传感网和水下避障。

  此外,薛晨阳教授还努力将水声传感器扩展到医疗器械和石油管道检测等应用领域。传统听诊器声阻抗匹配差,并受人耳听力局限,无法听到内脏细微的声音。薛晨阳团队通过声阻抗匹配封装方面的技术攻关,成功研制出了基于水声传感器的电子听诊器,其可获知人体内脏更细微的声音,有望替代价格昂贵的进口电子听诊器。随着物联网的发展,薛晨阳团队研制的小体积、低功耗、具有矢量性的MEMS水声传感器有望成为水下、地下和人体环境智能感知前端的重要传感器之一。

  目前MEMS水声传感器在业内实现了批量生产和销售,广泛应用于海洋观测,水下目标探测及医疗诊断等领域,是我国最早实现工程化应用的MEMS矢量水声传感器,该研究成果获得了2010年国家科学技术发明奖二等奖。

  基于MEMS水声传感器突出的技术优势、研究背景和应用价值,近年,薛晨阳教授获得了国家863项目、国家自然科学基金仪器专项、973专项以及国防类等高水平项目支持,这促进了其个人和所带领团队的不断成长、壮大和提升。目前,其研究团队建设有800m2超净实验室和6000m2专业实验室,拥有先进的仪器设备140套,仪器设备总价值达5200余万元,其中新建的MEMS加工工艺线可独立完成水听器设计优化、工艺加工和校准测试的全过程。基于该成果,薛晨阳教授所在团队荣获“教育部创新团队”和“国防科工局创新团队”称号。

  同时,面向物联网、移动互联无线智能终端、装备智能诊断等战略性新兴产业发展对高性能、多功能、低功耗、无线无源微纳器件及系统的需求,薛晨阳带领研究团队潜心钻研,力求攻克高端微纳器件与系统的设计、制造、集成等前沿核心技术。2015年3月,作为项目首席专家,薛晨阳联合19家研究单位,牵头获批国家863计划“多功能硅基微纳器件及系统的设计与制造”主题项目。

  历经多年的耕耘与奋斗,薛晨阳的科研之树上结出了丰硕的果实。但作为一名教师,他始终没有忘记教师传道授业解惑的本分,依然坚守三尺讲台,为本科生、研究生播撒着知识的雨露,为他们的学习和研究提供指导和帮助。目前,经他指导和培养的学生中有10余名硕士研究生被成功推荐到法国巴黎高等师范学院、香港城市大学、香港理工大学、北京大学等国内外著名大学攻读博士学位,多名弟子回国后已经成长为教授和副教授。

  薛晨阳,教授,博导,山西忻州人。1994年山西大学物理系,获得理论物理专业本科学位;1997年山西大学光电研究所,获得量子光学及激光技术专业硕士学位;2003年在希腊雅典科技大学物理系,获得半导体材料专业博士学位。回国后在中北大学从事研究工作,2005年被聘为重点实验室副主任。是英国牛津大学和美国麻省理工学院高级访问学者,是国家科技部863项目首席科学家和国家基金委仪器专项项目负责人。先后入选教育部新世纪优秀人才支持计划、国家百千万人才工程、国家杰出青年基金。
 

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