工业和信息化部推荐2016年国家科学技术奖我校

工业和信息化部推荐2017年国家科学技术奖我校候选项目公示信息项目名称：全固态电荷倍增图像增强CCD推荐单位：工业和信息化部推荐单位意见：我单位认真审阅了该项目推荐书及附件材料，确认全部材料真实有效，相关栏目均符合国家科学技术奖励工作办公室的填写要求。该项目在国内首次提出了“全固态电荷倍增图像增强”的概念，突破了载流子碰撞电离诱导与稳态控制、倍增噪声抑制和动态范围扩展等关键理论与技术瓶颈，形成了固态图像增强理论、技术和工艺的新体系，研制出我国首个全固态电荷倍增图像增强CCD器件及成像组件，其整体技术已达到国际先进水平，倍增增益、动态范围等部分关键技术指标已超过国际同类产品先进水平，使我国超高灵敏度成像由传统的“真空图像增强时代”进入到“全固态图像增强时代”。该项目先后承担了“国家核高基重大专项”、“核高基条保建设项目”等系列重大科研任务，科研经费1.68亿，形成的相关技术、工艺及成像器件具有完全自主知识产权，获授权国家发明专利23项，填补了我国固态图像增强技术与器件的空白，打破了英、美两国的技术封锁和产品垄断，使我国成为继英、美之后第三个可以自主研制和生产同类器件的国家。该项目建立了我国第一条全固态电荷倍增图像增强CCD器件工艺线，形成的固态超高灵敏度CCD器件及成像组件等系列产品已逐步替代真空像增强器件，应用于通用夜视装备、超低照度恒星光干涉测量、生物医学高灵敏度检测等领域，新增投资和产值7.73亿元，出口创汇81000美元，社会和经济效益巨大。相关研究成果已获教育部技术发明一等奖。推荐该项目为国家技术发明奖一等奖。项目简介：该项目属于电子信息技术领域。超高灵敏度成像是天文观测、生物医学影像以及代表我军夜战能力不可或缺的核心军民两用技术，其高端器件一直受到英美等国的封锁。超高灵敏度成像长期以来均采用真空像增强器件，但其存在的使用寿命短、信噪比低、易受强光干扰等固有缺陷，始终无法解决。而传统的CCD、CMOS等固态成像器件，由于不具备图像增强功能，其灵敏度难以满足微弱光成像的应用需求。该项目在国内首次提出了“全固态电荷倍增图像增强”的概念，首次把电荷碰撞电离机制引入到CCD 成像器件，使信号电荷在读出转移过程中实现倍增，从而形成了一种具有图像增强功能的新型固态成像器件。该器件实现了超高灵敏度成像技术的更新换代，使把我国图像增强技术由传统的“真空图像增强时代”进入到“全固态图像增强时代”。从2006年起，先后承担了“国家核高基重大专项”、“核高基条保建设项目”等系列重大科研任务，项目直接投资1.68亿元，研制出我国首个全固态电荷倍增图像增强CCD器件及成像组件。其主要技术发明如下：1）在国内首次提出全固态电荷倍增图像增强的概念，建立了强边缘电场电势分布、电荷加速转移等系列理论模型，解决了电荷倍增寄存器设计缺乏理论计算依据和仿真的难题，为研制电荷倍增图像增强CCD 器件奠定理论基础；2）发明了一种实现载流子碰撞电离诱导与稳态控制的电荷倍增寄存器，使其同时具有电荷转移和倍增功能，攻克了电荷倍增寄存器研制的难题，研制出我国首个电荷倍增图像增强CCD 器件；3）发明了一种电荷倍增图像增强CCD 器件倍增噪声抑制新方法，提出了光敏区电荷转移栅极电压周期反转工作模式，有效降低了暗电流噪声和时钟感生电荷噪声，显著提高了低照度下电荷倍增图像增强CCD 的成像性能；4）发明了新型抗光晕结构以及增益电压和积分时间非线性优化控制等大动态范围成像新方法，解决了图像增强器件抗强光成像的技术难题，实现了昼夜大动态范围自适应成像。由郑有炓院士等人组成的成果鉴定委员评价：“该项目首次研制出具有自主知识产权的电荷雪崩CCD 芯片及其高性能成像样机，具有全固态、灵敏度高、噪声低等优点，是夜视成像技术在原理和器件结构的突破和创新，总体技术达到国际先进水平”。研制出的640512全固态电荷倍增图像增强CCD器件和成像组件，经测试：读出噪声、信噪比、最大有效倍增增益等关键技术参数均达到英美两国同类产品先进水平。该项目已获授权国家发明专利23项，形成的相关理论、工艺及成像器件具有完全自主知识产权，填补了我国固态图像增强技术与器件的空白，打破了英美两国的技术封锁和产品垄断，使我国成为继英美两国后第三个可以自主研制和生产此类器件的国家。建立了我国第一条全固态电荷倍增图像增强CCD器件生产线， 形成的固态超高灵敏度CCD器件及成像组件等系列产品已逐步替代真空像增强器件，应用于通用夜视装备、超低照度恒星光干涉测量、生物医学高灵敏度检测等领域，新增投资和产值7.73亿元，出口创汇81000美元，社会和经济效益巨大。2016年获教育部技术发明一等奖。客观评价：1. 验收鉴定评价2009年，国防基础科研项目“超高灵敏度电荷雪崩XXXXX技术研究”通过了由科工局组织的项目验收，评审认为：解决了雪崩碰撞电离及控制等四项关键技术难点，建立了基于硅材料的单载流子碰撞电离模型、电荷雪崩器件的电荷转移模型以及噪声模型，可以对电荷雪崩倍增器件进行仿真。所构建的电荷雪崩倍增器件及类似器件的演示成像测试系统可以用于测试电荷雪崩倍增器件或类似器件的雪崩增益倍数、势阱深度、动态范围等参数，测试结果与仿真数据一致，为电荷倍增CCD器件的研制提供了理论基础，可以对器件的成像效果进行评价。2010年，兵器武器装备预先研究项目“全固态可控雪崩XXXXX技术”顺利通过了由总装备部组织的项目验收评审，专家组一致同意项目通过验收。2011年，科工局组织召开了“超高灵敏度电荷雪崩XXXXX技术研究”的国防科技成果鉴定会，由南京大学郑有炓院士等专家组成的成果鉴定委员会一致认为：该项目首次研制出具有自主知识产权的电荷雪崩CCD芯片及其高性能成像样机，具有全固态、灵敏度高、噪声低等优点，是夜视成像技术在原理和器件结构的突破和创新，总体技术达到国际先进水平。2. 应用单位评价研究成果应用于国家天文台南京天文光学技术研究所的恒星干涉仪系统，“其光子级别弱光探测灵敏度有效提升了我所恒星干涉系统的探测星等，总体实施效果与国外进口同类产品相当，为自主解决恒星干涉仪微弱信号的探测难题提供了技术手段，对促进我国相关天文观测技术水平提升具有重要的科学意义和应用价值。”南京波长光电科技股份有限公司认为：成果应用于我公司的稳态光谱仪、可见光波段成像光谱仪等产品，用于替代传统CCD器件或像增强真空器件，使得我公司推出的光谱类产品在光谱分辨率、信噪比和稳定性方面显著提升，为提高我公司光谱类产品的市场竞争力发挥重要作用。南京奥力科学仪器有限公司将本项目研制的器件替代传统器件用于生物医学检测用的荧光显微镜、激光共聚焦显微镜等，显著改善了极微弱荧光信号探测的信噪比，可实现更快的采样和更短的曝光时间，有效避免了光漂与标记物背景效应，系统整体性能达到国外进口产品同等水平，为提高我公司高端显微镜产品的市场竞争力提供重要支撑。南京豪竘智能科技有限公司评价：电荷倍增图像增强CCD成像系统白天晚上均能清晰成像，图像对比度好、噪声小，在我公司承担的武警部队监区全天候昼夜监控、港口码头夜间监控观察等多个项目中发挥了重要作用，获得用户的肯定与好评，为我公司创造了良好的经济效益。西安西光创威光电有限公司将电荷倍增图像增强CCD成像组件应用于无人夜间光电侦察系统中，认为：显著提高了系统的最小可探测灵敏度、作用距离等一系列关键技术指标，整体成像效果达到国外同类先进产品水平。解放军第3304工厂将本项目研制的电荷倍增图像增强CCD器件及成像组件应用于炮兵超视距电视侦察系统，认为：国产化电荷倍增图像增强CCD器件及电子学成像组件具有灵敏度高、不怕强光损毁、快速增益自动调节等优点，在昼夜光电侦察探测系统中具有重要的应用价值；采用的图像噪声抑制方法使图像质量得到了明显改善，对颗粒、闪烁噪声具有良好的抑制作用。关键技术成熟稳定，有利于后期推广应用。本项目研究成果应用于国营第559厂单兵综合侦察仪，认为：首次采用国产化固态电荷倍增图像增强CCD（EMCCD）代替真空微光像增强器，用于我厂生产的单兵综合侦察设备。经野外试验，其典型的技战术指标为：在黄昏黎明（10Lux）环境下，装甲车辆侧面的识别距离大于3公里，夜间（10-3Lux）环境下识别距离大于1公里。验证了电荷倍增图像增强CCD在夜间低照度条件下可以得到高分辨率、高信噪比图像，能够满足单兵侦察系统等夜视装备的需求。此外，全固态电荷倍增图像增强CCD具有寿命长、可靠性高、不惧强光等特点，为我国夜视装备发展提供了一条新的途径，具有广阔的应用前景。国营5808厂开展了电荷倍增图像增强CCD器件及成像组件在微光成像装备的实验测试，认为：配合焦距为200mm的微光镜头，在夜间（10-3Lux）环境下，对5公里外的建筑、1公里外车辆、500米外行人可以成清晰像。进行了车辆观测识别实验，实验选取军用侦察车辆进行1公里外观测实验，10位观测人员全部可以从图像中准确识别。推广应用情况自2010年起，本项目研究成果在国家天文台南京天光所的恒星干涉仪、南京波长光电科技股份有限公司的光谱仪、南京奥力科学仪器有限公司的显微镜、国营第559厂、解放军第3304工厂的单兵综合侦察仪、炮兵超视距电视侦察系统和无人侦察无人夜间光电侦查系统得到应用，具有灵敏度高、分辨率高、信噪比高、环境适应性好等特点，使得产品竞争力大幅提高。应用单位名称应用技术应用起止时间应用单位联系人/电话社会、经济效益（万）中国人民解放军总装备部兵器光电火控技术专业组电荷倍增图像增强CCD及成像组件2012-2014王成伟/对提高我军夜间作战能力产生了巨大的推动作用，在微光夜视、昼夜光电侦查等领域具有广阔的应用前景，具有重大的军事和社会效益国家天文台南京天文光学技术研究所电荷倍增图像增强CCD及成像组件2013-2015徐腾/为自主解决恒星干涉仪微弱信号的探测难题提供了技术手段，对促进我国相关天文观测技术水平提升具有重要的科学意义和应用价值南京波长光电科技股份有限公司电荷倍增图像增强CCD及成像组件2013-2015谢玉春/为提高公司光谱类产品的市场竞争力发挥重要作用南京奥力科学仪器有限公司电荷倍增图像增强CCD及成像组件2013-2015朱长皓/ 系统整体性能达到国外进口产品同等水平，为提高公司高端显微镜产品的市场竞争力提供重要支撑南京豪竘智能科技有限公司电荷倍增图像增强CCD及成像组件2013-2015赵敬真/新增产值3749万元，新增利税903万元西安西光创威光电有限公司电荷倍增图像增强CCD及成像组件2013-2015龚振飞/新增产值3598万元，新增利税830万元解放军第3304厂电荷倍增图像增强CCD及成像组件2012-2014李伟华/在昼夜光电侦察探测系统中具有重要的应用价值国营第559厂电荷倍增图像增强CCD及成像组件2012-2014邱卫根/为我国夜视装备发展提供了一条新的途径，具有广阔的应用前景国营5808厂电荷倍增图像增强CCD及成像组件2012-2014姜志新/可以广泛应用于单兵侦查系统，具有广阔的应用前景主要知识产权证明目录（不超过10件）知识产权类别知识产权具体名称国家（地区）授权号授权日期证书编号权利人发明人发明专利有效状态发明专利一种XXXCCD 暗电流的P阱反弹抑制的方法中国ZL1.X2015.07.15国第32483 号南京理工大学陈钱；何伟基；顾国华；张闻文等有效发明专利XXXX埋沟CCD 的增强电荷容量的方法中国ZL3.92015.07.15国第36492 号南京理工大学陈钱；何伟基；顾国华；张闻文等有效发明专利一种XXXXXX增益寄存器及其制备工艺中国ZL2.42015.07.15国第36304 号南京理工大学何伟基；陈钱；顾国华；张闻文等有效发明专利一种势阱梯度XXXX 敏感单元及其制备工艺中国ZL4.32015.07.15国第36201 号南京理工大学何伟基；陈钱；顾国华；张闻文等有效发明专利适用于CCD 的低暗电流XXXXXX 栅极及其制备工艺中国ZL7.42015. 07.15国第35014 号南京理工大学何伟基；陈钱；顾国华；张闻文等有效发明专利一种电子倍增CCD 运行模式XXXXX 方法中国ZL7.92015.04.01国第32921 号南京理工大学张闻文；陈钱；何伟基；顾国华等有效发明专利一种电子倍增CCD 图像噪声XXXXXX 估计方法中国ZL8.32015.02.25国第32280 号南京理工大学张闻文；陈钱；何伟基；顾国华等有效发明专利EMCCD 微光摄像机XXXXXXX 噪声系数的测试装置及测试方法中国ZL1.62014.07.12国第26320 号南京理工大学张闻文；陈钱；何伟基；顾国华等有效发明专利EMCCD 微光摄像机寄生噪声XXXXXX 方法中国ZL9.42014.05.28国第24035 号南京理工大学张闻文；陈钱；何伟基；顾国华等有效发明专利快速高精度电子倍增CCD 自动增益系统及方法中国ZL2.12014.10.08第 号南京理工大学何伟基；陆震熙；陈钱；顾国华；张闻文等有效主要完成人情况表姓 名陈钱性别男排 名1国 籍中国出生年月1964年11月出 生 地江苏无锡民 族汉身份证号归国人员否归国时间技术职称教授最高学历研究生最高学位博士毕业学校南京理工大学毕业时间1996年03月所学专业军用光学电子邮箱办公电话025-移动电话通讯地址江苏省南京市玄武区孝陵卫200号邮政编码工作单位南京理工大学行政职务校长助理二级单位电子工程与光电技术学院党 派中国共产党完成单位南京理工大学所 在 地江苏单位性质高校参加本项目的起止时间2006年01月01日 至 2013年12月31日对本项目技术创造性贡献：负责本项目总体设计，重点对1，2，3，4 核心技术发明做出了重大贡献，完成发明专利22 项，发表主要论文5篇。提出了电荷倍增成像的概念，进行了总体技术规划与论证，组织并开展了系统的基础理论研究和关键技术攻关等研究工作，参与了电荷倍增寄存器设计与仿真，倍增噪声抑制与自适应宽动态范围成像等方面的工作，为电荷倍增成像理论从科学构想到技术实现，做出了创造性的贡献。投入该项目研究的工作量占本人工作量的80%。曾获国家科技奖励情况：2008年获国家科技进步二等奖。声明：本人同意完成人排名，遵守国家科学技术奖励条例及其实施细则的有关规定，承诺遵守评审工作纪律，保证所提供的有关材料真实有效，且不存在任何违反中华人民共和国保守国家秘密法和科学技术保密规定等相关法律法规及侵犯他人知识产权的情形。该项目是本人本年度被推荐的唯一项目。如有材料虚假或违纪行为，愿意承担相应责任并接受相应处理。如产生争议，保证积极配合调查处理工作。本人签名： 年 月 日完成单位声明：本单位确认该完成人情况表内容真实有效，且不存在任何违反中华人民共和国保守国家秘密法和科学技术保密规定等相关法律法规及侵犯他人知识产权的情形。如产生争议，愿意积极配合调查处理工作。工作单位声明：本单位对该完成人被推荐无异议。 单位（盖章） 年 月 日主要完成人情况表姓 名顾国华性别男排 名2国 籍中国出生年月1966年12月出 生 地江苏 无锡民 族汉族身份证号归国人员否归国时间技术职称研究员最高学历研究生最高学位博士毕业学校南京理工大学毕业时间2000年12月所学专业光学工程电子邮箱办公电话025-移动电话通讯地址江苏省南京市玄武区孝陵卫200号邮政编码工作单位南京理工大学行政职务系主任二级单位电子工程与光电技术学院党 派中国共产党完成单位南京理工大学所 在 地江苏单位性质高校参加本项目的起止时间2006年01月01日 至 2013年12月31日对本项目技术创造性贡献：负责本项目总体设计，重点对1，2，3，4 核心技术发明做出了重大贡献，完成发明专利22 项，发表主要论文5篇。提出了电荷倍增成像的概念，进行了总体技术规划与论证，组织并开展了系统的基础理论研究和关键技术攻关等研究工作，参与了电荷倍增寄存器设计与仿真，倍增噪声抑制与自适应宽动态范围成像等方面的工作，为电荷倍增成像理论从科学构想到技术实现，做出了创造性的贡献。投入该项目研究的工作量占本人工作量的80%。曾获国家科技奖励情况：2008年获国家科技进步二等奖。声明：本人同意完成人排名，遵守国家科学技术奖励条例及其实施细则的有关规定，承诺遵守评审工作纪律，保证所提供的有关材料真实有效，且不存在任何违反中华人民共和国保守国家秘密法和科学技术保密规定等相关法律法规及侵犯他人知识产权的情形。该项目是本人本年度被推荐的唯一项目。如有材料虚假或违纪行为，愿意承担相应责任并接受相应处理。如产生争议，保证积极配合调查处理工作。本人签名： 年 月 日完成单位声明：本单位确认该完成人情况表内容真实有效，且不存在任何违反中华人民共和国保守国家秘密法和科学技术保密规定等相关法律法规及侵犯他人知识产权的情形。如产生争议，愿意积极配合调查处理工作。工作单位声明：本单位对该完成人被推荐无异议。 单位（盖章） 年 月 日主要完成人情况表姓 名何伟基性别男排 名3国 籍中国出生年月1981年09月出 生 地广东兴宁民 族汉族身份证号归国人员否归国时间技术职称副研究员最高学历研究生最高学位博士毕业学校南京理工大学毕业时间2010年01月所学专业光学工程电子邮箱办公电话025-移动电话通讯地址江苏省南京市玄武区孝陵卫200号邮政编码工作单位南京理工大学行政职务二级单位电子工程与光电技术学院党 派群众完成单位南京理工大学所 在 地江苏单位性质高校参加本项目的起止时间2006年01月01日 至 2013年12月31日对本项目技术创造性贡献：负责本项目电荷倍增寄存器设计与实现工作，重点对2，3，4 核心技术发明做出了较大贡献，完成发明专利20 项，发表主要论文2 篇。开展了电荷倍增基础理论研究工作，提出并发明了亚微米间隙多栅极制备、基于沟道和势阱交叉掺杂的电荷容量扩展方法、基于双层多晶硅薄膜栅极氮化层双开窗氢扩散技术的暗电流抑制方法等技术方法，参与了自适应宽动态范围成像方面的工作，为电荷倍增图像增强CCD及成像组件研制与应用做出了重要贡献。投入该项目研究的工作量占本人工作量的90%。曾获国家科技奖励情况：2008年获国家科技进步二等奖。声明：本人同意完成人排名，遵守国家科学技术奖励条例及其实施细则的有关规定，承诺遵守评审工作纪律，保证所提供的有关材料真实有效，且不存在任何违反中华人民共和国保守国家秘密法和科学技术保密规定等相关法律法规及侵犯他人知识产权的情形。该项目是本人本年度被推荐的唯一项目。如有材料虚假或违纪行为，愿意承担相应责任并接受相应处理。如产生争议，保证积极配合调查处理工作。本人签名： 年 月 日完成单位声明：本单位确认该完成人情况表内容真实有效，且不存在任何违反中华人民共和国保守国家秘密法和科学技术保密规定等相关法律法规及侵犯他人知识产权的情形。如产生争议，愿意积极配合调查处理工作。工作单位声明：本单位对该完成人被推荐无异议。 单位（盖章） 年 月 日主要完成人情况表姓 名张闻文性别女排 名4国 籍中国出生年月1981年12月出 生 地江苏无锡民 族汉族身份证号归国人员否归国时间技术职称副研究员最高学历研究生最高学位博士毕业学校南京理工大学毕业时间2010年01月所学专业光学工程电子邮箱办公电话025-移动电话通讯地址江苏省南京市玄武区孝陵卫200号邮政编码工作单位南京理工大学行政职务二级单位电子工程与光电技术学院党 派群众完成单位南京理工大学所 在 地江苏单位性质高校参加本项目的起止时间2006年01月01日 至 2013年12月31日对本项目技术创造性贡献：负责本项目电荷倍增图像增强CCD工作模式设计与噪声抑制工作，重点对第3，4 核心技术发明做出了较大贡献，完成发明专利19 项，发表主要论文2 篇。开展了电荷倍增图像增强CCD 器件噪声理论研究工作，提出并发明了适用于电荷倍增图像增强CCD的周期反转工作模式、电荷倍增图像增强CCD性能参数测试方法及快速图像去噪算法，为电荷倍增图像增强CCD组件研制及性能测试做出了重要贡献。投入该项目研究的工作量占本人工作量的90%。曾获国家科技奖励情况：声明：本人同意完成人排名，遵守国家科学技术奖励条例及其实施细则的有关规定，承诺遵守评审工作纪律，保证所提供的有关材料真实有效，且不存在任何违反中华人民共和国保守国家秘密法和科学技术保密规定等相关法律法规及侵犯他人知识产权的情形。该项目是本人本年度被推荐的唯一项目。如有材料虚假或违纪行为，愿意承担相应责任并接受相应处理。如产生争议，保证积极配合调查处理工作。本人签名： 年 月 日完成单位声明：本单位确认该完成人情况表内容真实有效，且不存在任何违反中华人民共和国保守国家秘密法和科学技术保密规定等相关法律法规及侵犯他人知识产权的情形。如产生争议，愿意积极配合调查处理工作。工作单位声明：本单位对该完成人被推荐无异议。 单位（盖章） 年 月 日主要完成人情况表姓 名陈远金性别男排 名5国 籍中国出生年月1983年02月出 生 地湖北洪湖民 族汉族身份证号归国人员否归国时间技术职称高级工程师最高学历研究生最高学位硕士毕业学校中国地质大学毕业时间2006年07月所学专业半导体工艺电子邮箱163.com办公电话0512-移动电话通讯地址江苏省苏州市高新区科技城龙山路89 号邮政编码工作单位华东光电集成器件研究所行政职务研发一部部长二级单位研发一部党 派中国共产党完成单位华东光电集成器件研究所所 在 地江苏单位性质研究所参加本项目的起止时间2009年01月01日 至 2013年12月31日对本项目技术创造性贡献：负责本项目电荷倍增图像增强CCD 器件工艺制备与电路设计，重点对第2，3 核心技术发明做出了较大贡献，完成发明专利1项。开展了电荷倍增寄存器工艺设计与制备工作，提出并发明了应用于线性稳压源的上电过冲抑制电路，为电荷倍增图像增强CCD器件研制做出了重要贡献。投入改项目研究的工作量占本人工作量的75%。曾获国家科技奖励情况：声明：本人同意完成人排名，遵守国家科学技术奖励条例及其实施细则的有关规定，承诺遵守评审工作纪律，保证所提供的有关材料真实有效，且不存在任何违反中华人民共和国保守国家秘密法和科学技术保密规定等相关法律法规及侵犯他人知识产权的情形。该项目是本人本年度被推荐的唯一项目。如有材料虚假或违纪行为，愿意承担相应责任并接受相应处理。如产生争议，保证积极配合调查处理工作。本人签名： 年 月 日完成单位声明：本单位确认该完成人情况表内容真实有效，且不存在任何违反中华人民共和国保守国家秘密法和科学技术保密规定等相关法律法规及侵犯他人知识产权的情形。如产生争议，愿意积极配合调查处理工作。工作单位声明：本单位对该完成人被推荐无异议。 单位（盖章） 年 月 日主要完成人情况表姓 名欧阳骏性别男排 名6国 籍中国出生年月1965年03月出 生 地北京民 族汉族身份证号归国人员否归国时间技术职称工程师最高学历大学最高学位学士毕业学校北京工业大学毕业时间1986.07所学专业应用光学电子邮箱办公电话010-移动电话通讯地址北京市海淀区上地西路28 号时代集团A 座6 层邮政编码工作单位北京微视新纪元科技有限公司行政职