張凱臨：攀登科研高地，創(chuàng)新巧做云梯

如果人生是一本故事書，張凱臨的故事是怎樣的？

從小接觸電子設(shè)備，大學(xué)堅定報考電子工程系是故事序言；畢業(yè)之際毅然投身科研工作，在多臺雷達的研發(fā)過程中貢獻力量是故事主干；堅持開拓科研道路與提高理論水平是故事發(fā)展方向；“創(chuàng)新驅(qū)動，砥礪前行”則是使故事一直講下去的驅(qū)動力……

隨著在科研路上不斷迎接挑戰(zhàn)與取得成績，中國海洋大學(xué)海洋技術(shù)學(xué)院正高級工程師張凱臨的人生故事書越講越厚……

“這兒正是我想工作的地方”

1994年，中國國家計算機與網(wǎng)絡(luò)設(shè)施工程才通過一條國際專線接入Internet，實現(xiàn)了與國際互聯(lián)網(wǎng)的全功能連接。而作為1993級電子系的學(xué)生，張凱臨從小就接觸了電子領(lǐng)域。

8歲起，張凱臨跟著姥爺邁進電子領(lǐng)域大門，焊接收音機、遙控模型等電子設(shè)備。12歲，當(dāng)大多數(shù)同齡孩子對計算機懵懂好奇時，張凱臨已經(jīng)跟著父親學(xué)習(xí)BASIC語言編程。高考時，結(jié)合自己的興趣，張凱臨考取了青島海洋大學(xué)（后更名為中國海洋大學(xué)）電子工程系電信專業(yè)。

大一時，由于學(xué)校電子領(lǐng)域缺乏興趣小組，張凱臨牽頭組建起電子愛好者小組，向志同道合的同學(xué)普及電子知識，分享計算機編程經(jīng)驗。大二后，他開始擔(dān)任全校電子愛好者協(xié)會負(fù)責(zé)人，同時為老師、同學(xué)以及實驗室義務(wù)維修和維護儀器設(shè)備。從大三開始，他接觸到科研儀器研制方面的工作。大四時，他在青島海洋大學(xué)海洋遙感研究所完成畢業(yè)論文和實習(xí)，跟隨多位資深的教授學(xué)者深入科研領(lǐng)域?qū)W習(xí)。就這樣，張凱臨不斷創(chuàng)新和探索，向電子技術(shù)領(lǐng)域深處邁進。

1997年畢業(yè)時，正值各類企業(yè)大步發(fā)展初期，對于大多數(shù)畢業(yè)生來說，就職于薪資優(yōu)厚的企業(yè)似乎是更好的選擇。但對于張凱臨而言，海洋遙感研究所里的各種電子、光學(xué)和機械類儀器，以及多臺計算機和外設(shè)，例如激光器、數(shù)控激光振鏡和高速數(shù)據(jù)采集卡，更讓他難以忘懷。研究所不乏具有科學(xué)知識和數(shù)理能力的教授，但缺乏善于創(chuàng)造的工程技術(shù)人才。于是，畢業(yè)之際，研究所向張凱臨發(fā)出了留校邀請。

“好！”張凱臨仍記得當(dāng)年的回復(fù)十分爽快，“我太喜歡這樣的科研環(huán)境了，這兒能發(fā)揮我的創(chuàng)造力，正是我想工作的地方！”這位大學(xué)期間在電子技術(shù)方面表現(xiàn)突出的年輕小伙兒，放棄了各大名企投來的橄欖枝與優(yōu)渥薪資，開心而滿懷期待地接受了留校邀請，開啟了科研工程師的生涯。

工作不同于學(xué)習(xí)，面對的是“真刀真槍”的實戰(zhàn)。留校后，張凱臨的第一個挑戰(zhàn)是研制非相干激光測風(fēng)雷達?！敖o氙燈泵浦的激光器進行種子注入，只有使注入后的激光器線寬變窄，才能用于風(fēng)速遙感測量，這無疑是難度最大的部分?！?張凱臨說，雖然他對電子電路非常熟悉，但激光器是集光學(xué)、機械、電子于一體的設(shè)備，對于剛剛本科畢業(yè)的他來說，極具挑戰(zhàn)。

為破解這一難題，張凱臨幾乎閱讀了所有能找到的相關(guān)文獻資料、請教了國內(nèi)外所有能請教的專家。白天查資料，晚上在實驗室避光做實驗，累了就睡在實驗室……就這么沒日沒夜地苦干了兩個月后，他終于在實驗中實現(xiàn)了激光器的種子注入。

張凱臨解釋說：“通過思考和實驗，我發(fā)現(xiàn)破解難題的關(guān)鍵是將激光器原廠的溫控部分創(chuàng)新改造，實現(xiàn)激光器內(nèi)循環(huán)水的溫度控制。結(jié)合光路電路的改造，種子激光注入最終成功實現(xiàn)?！睋?jù)悉，這是當(dāng)時國內(nèi)首次使用注入技術(shù)實現(xiàn)非相干激光測風(fēng)雷達。

項目結(jié)題會上，中國光學(xué)界泰斗、專家組組長王大珩院士高度評價了測風(fēng)雷達項目的技術(shù)突破，稱“這是國際領(lǐng)先級別的”，并點名表揚了作為年輕科研骨干的張凱臨。

“這猶如一針強心劑，給了我更多動力投身工程技術(shù)創(chuàng)新！”張凱臨說。

既要搞科研，也要抓理論

第一個項目成功后，張凱臨繼續(xù)肩負(fù)重任。2002年，張凱臨開始負(fù)責(zé)首個“863”項目子課題——機載海洋激光熒光雷達。

該課題要把剛發(fā)展不久的海洋激光雷達安裝到飛機上并測量海洋參數(shù)。當(dāng)時國內(nèi)只有為數(shù)不多的幾家機構(gòu)對此展開研究。張凱臨帶領(lǐng)團隊克服參考資料不足的困難，逐一擊破難點、疑點，研制出我國首臺機載海洋激光熒光雷達，于2005年正式飛行測量并獲得圓滿成功。

機載雷達項目完成后，張凱臨與中國海洋大學(xué)教授傅圣雪帶領(lǐng)團隊與青島港勞動模范許振超共同完成集裝箱橋吊裝卸作業(yè)3D定位導(dǎo)引系統(tǒng)。研發(fā)團隊使用多傳感器信息融合和計算機視覺技術(shù)，顯著提高了港口裝卸操作效率。

2008年，張凱臨又參與研發(fā)了一個重大項目——海上石油平臺溢油在線監(jiān)控系統(tǒng)。他研制出了一個石油平臺適用的激光熒光探頭，可對海表的溢油油膜進行探測和報警。2012年，該項目獲得中國海洋學(xué)會海洋科學(xué)技術(shù)獎一等獎。

探索不止，步履不停，既要在科研道路上不斷精進，也要保持理論水平的不斷提高。

2009年，張凱臨考取博士研究生，師從中國海洋大學(xué)教授管磊，研究方向是高精度紅外海表測溫輻射計的研制。這種輻射計基于黑體紅外輻射理論，在科考船或者海上平臺部署，可以自動、連續(xù)、高精度地測量實時海表皮溫，提供衛(wèi)星海表測溫數(shù)據(jù)的現(xiàn)場印證和校準(zhǔn)，服務(wù)于氣候變化和減災(zāi)防災(zāi)等領(lǐng)域。

面對全新領(lǐng)域，張凱臨躍躍欲試。他將創(chuàng)新能力與科研經(jīng)驗充分結(jié)合，研制出OUCFIRST海表測溫輻射計，這是我國自主研發(fā)的首臺0.1K高精度海表測溫輻射計。

“在自研設(shè)備出現(xiàn)以前，我國使用較多的是進口儀器。由于近岸霧霾等污染影響，進口設(shè)備往往‘水土不服’，維護校準(zhǔn)周期較短，在維護周期內(nèi)精度下降較快?！睆垊P臨介紹說，“我們研制的輻射計有多光學(xué)窗口現(xiàn)場自動切換方案和干燥氣體正壓力吹掃方案，破解了應(yīng)用方面的難題，并且使用了內(nèi)置的可溯源的測溫儀作為基準(zhǔn)源，為數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度打下了基礎(chǔ)?！?/p>

2016年6月至7月，張凱臨攜其研制的輻射計OUCFIRST，參加了于英國國家物理實驗室舉行的2016國際輻射計與黑體標(biāo)定對比實驗，來自中國、英國、美國、德國、丹麥、澳大利亞等國13家研究機構(gòu)的團隊參加了比測。在室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)黑體測溫實驗和湖面測量實驗中，OUCFIRST的各項數(shù)據(jù)結(jié)果均為參測設(shè)備前兩名，外場實驗測量結(jié)果在所有儀器中名列前茅。

這樣的結(jié)果，無疑是張凱臨自研設(shè)備測量精度的最好證明。

做好三件事

科研路上，雖然同時參與了多類項目，但對于一留校就涉足的激光測風(fēng)雷達方向，張凱臨從來沒有與它“斷聯(lián)”。

在第一臺非相干激光測風(fēng)雷達研制成功后，他參與了車載可移式激光測風(fēng)雷達的研發(fā)。2008年奧運會帆船賽氣象保障、神舟飛船回收著陸場氣象保障都有這臺車載雷達的貢獻。2006年，他作為課題副組長負(fù)責(zé)了浮游植物分類激光雷達的“863”項目；2011年，他參與研發(fā)了水汽和云探測激光雷達；2012年，他參與研發(fā)了船載非相干測風(fēng)激光雷達；2014年，他負(fù)責(zé)了無人機機載測風(fēng)激光雷達的改研；2016年和2018年，他作為結(jié)構(gòu)負(fù)責(zé)人參與了兩臺海洋水體參數(shù)激光雷達的研發(fā)；2020年，他主持了國家重點研發(fā)計劃支持下的“海洋大氣邊界層動力學(xué)剖面激光雷達研制”課題，并于2022年順利結(jié)題驗收。中國海洋大學(xué)激光雷達研究團隊獲得了2022 年度教育部的科學(xué)技術(shù)進步獎二等獎。

一項項成果讓張凱臨在科研路上越走越遠，從事研發(fā)工作二十余載后，他開始思索：身為高?？蒲腥藛T，究竟應(yīng)該履行什么樣的職責(zé)？

回顧過往，他給出了堅定而簡單的答案：高水平完成好科研項目，培養(yǎng)教育好學(xué)生和年輕人，把成果盡量向科技市場轉(zhuǎn)化。

迄今，張凱臨負(fù)責(zé)和參與的科研項目達30多個，發(fā)表論文50多篇，獲授權(quán)發(fā)明專利近20項；培養(yǎng)碩士生30人，每年課時量120小時以上；實現(xiàn)科研成果知識產(chǎn)權(quán)轉(zhuǎn)讓1項，有兩項正在洽談中。2018年起，他與激光雷達方向的幾位同事一起，作為初創(chuàng)團隊成員參與孵化了青島鐳測創(chuàng)芯科技有限公司，為生態(tài)環(huán)境立體監(jiān)測、智慧風(fēng)電、航空保障等行業(yè)提供高性能、高可靠性的激光雷達傳感器產(chǎn)品和遙感應(yīng)用整體解決方案。公司發(fā)展得到學(xué)校和各級領(lǐng)導(dǎo)的肯定和支持，成為產(chǎn)學(xué)研成功結(jié)合的優(yōu)秀范例。

創(chuàng)新驅(qū)動，砥礪前行。這既是張凱臨的人生座右銘，也是他科研路上始終踐行的準(zhǔn)則。