据中国激光杂志社网，于2023年11月03日报道， 在信息化时代，各类光电遥感探测装备被广泛运用于战场态势感知之中，承担起精确侦察、制导、观瞄和防御来袭的重任。在新时代强军之路上，光电对抗这项尖端技术正表现出前所未有的重要性，将在未来战场上扮演“眼睛”、“盾牌”以及“**”的角色，其中，光电对抗侦察技术也逐渐成为军队装备现代化的重要支撑，以激光探测与成像为代表的高分辨多维度信息获取手段，无疑是最受关注的一个方面。
为什么要开展光电对抗侦察技术研究？未来的发展方向有哪些？如何投身于**科技事业？在“中国激光杂志社”微信号成立10周年之际，特别推出“海上有光”系列访谈栏目，第一期邀请到了中国科学院上海光学精密机械研究所所长陈卫标研究员，对国防科技大学电子对抗学院胡以华教授进行深度专访。
以下为文字实录（根据访谈内容有所删减）：
为什么要开展光电对抗侦察技术研究？激光为何能够成为热门方案？
陈卫标：胡教授您好，感谢您今天在百忙之中接受我的采访。这些年来，您在光电对抗领域内取得了众多学术成果，我国能够在激光探测和激光成像的技术高地取得重大进展，其中就有您的贡献。今天能够和您交流对话，我感到十分荣幸，这次我想就激光领域关心的一些问题，包括您的研究方向和研究经历，向您做专题采访。第一个问题，作为激光探测和成像领域公认的专家，您最初为什么会选择这个领域作为自己的研究方向呢？
胡以华：感谢陈所长的邀请。我在国防科技大学电子对抗学院长期从事科研教学工作，我们这个学院早期名为解放军电子工程学院，隶属原**谋部管理，从诞生之日起，学院就肩负起电子对抗领域人才培养和科学研究的重任。电子对抗领域的一个重要技术方向就是光电对抗，具体包括光电侦察干扰和防御，为系统深入地发展光电对抗侦察技术，我于20世纪90年代加入了薛永祺院士的团队，开展激光遥感研究，并将这项研究运用到**技术领域。
我主攻光电对抗理论与应用研究，其中，激光探测与成像是我重点关注的光电对抗侦察技术，该技术通过激光探测手段，感知目标属性和参数（具体包括目标位置、结构及运动状态等），为电子对抗干扰和火力打击提供支撑。在这样的技术需求下，我将自己所学的有关激光遥感的知识运用到**建设中，在激光探测与成像技术的领域内取得了一些成果，这些成果促进了光电对抗的发展。
陈卫标：我们知道，除了激光成像技术之外，还有许多其他的成像技术，包括微波、毫米波等，您认为激光成像技术相对于其他技术而言，它的优势在何处，能否成为未来主流的空间探测手段？
胡以华：陈所长的这个问题提得好。恰好我本科是雷达工程专业，从1979年入学，直到1983年毕业，在四年时间里接受了较为系统的教育，因此对微波和毫米波也较为熟悉。微波雷达的作用距离可以很远，但是分辨率不够高；而毫米波雷达作用距离稍近，分辨率却比微波雷达高出不少，可以用于车载导航。但就目前的毫米波技术而言，对于周围细小目标的分辨能力仍然不够，并且容易被干扰，因此其大规模应用仍然有一段距离。相较于微波及毫米波，激光探测技术有着更高的分辨率优势，特别是对个体目标，更容易实现远距离的超分辨成像。激光探测之所以具备相对最优的应用潜质，其关键在于通过激光，我们能够挖掘出更多的信息，获取到更丰富的目标特征，进而有望实现更高分辨率更多维度的成像。实事求是地讲，激光探测技术也存在缺陷，它受大气影响较为严重，但在没有大气和水分子的太空当中，激光探测便有更加明显的优势。
激光反射层析，为何有望成为激光成像实现小远目标探测应用的主体？
陈卫标：激光成像技术在近年来被更多人所认可、研究。而在最近几年里，光学学界和产业界都开始关注一项新的技术：激光反射层析成像技术。大家都觉得这项技术会是激光成像实现小远目标探测的主体。激光反射层析成像和传统的激光成像技术相比，它的优势集中在哪些方面？它更适合在哪些环境中应用？
胡以华：反射层析成像技术与医学上所讲的断层成像（也就是CT）有着相近的数理基础，从本质上看，反射层析成像实际上就是将激光信号向目标发射，随后通过系统接收目标反射激光回波，并通过计算机一层层去处理，最终成功重构出目标图像的一项技术。
激光反射层析技术有以下几个核心特点：
1）目标和传感器之间需要有相对角运动；
2）激光束需要多角度照射目标；
3）需要窄脉冲激光一定时间内持续作用于目标；
4）目标反射的回波通过单个探测器进行接收，并进行高保真高速采样；
5）只需提取回波脉冲的包络信息，而无需提取其频率和相位信息，探测也相对容易；
6）要重构处理以获得目标的三维图像，需要通过特定的处理算法设计。
反射层析成像技术具备以下几个极其显著的优势：
1）信噪比足够的情况下，其分辨率与探测距离以及光学孔径无关，可以实现超分辨成像，分辨率高低主要取决于激光的波形、波束设计、脉冲宽度、接收带宽、配准程度以及处理算法；
2）作用距离极远，特别适合空间小远目标的成像识别；
3）对激光器和平台的稳定性要求不是特别高，是最有可能在近期实现工程化的一种远距离、超分辨成像手段。
陈卫标：您不久前在《中国激光》发表技术简讯，报道了您所带领研究团队最新激光反射层析成像技术的成果（反射层析激光雷达超分辨二维成像），这个成果也引起了业内很多专家学者的关注。这篇文章当时提到，您带领团队研制的成像系统能够在十公里的距离上获得图像分辨率优于2 cm的观测结果。我觉得这个数字在成像领域里头，的确算是一个很高的记录，我也很好奇，这项记录背后，哪些技术获得了前所未有的突破？
胡以华：为了完成这项技术研究和实验系统研制，并在实际环境中完成测试，我们突破了以下关键技术：首先是激光波形波束优化的窄脉冲激光产生技术；其次则是激光回波脉冲高保真高速采样技术；第三项是多角度获取激光回波信号的融合处理技术；第四项是目标图像超分辨重构技术；第五个方面是投影中心配准和波形波束的校正技术，最后，为了保证成像，还需要有光束稳定跟踪及环绕照射技术。当这几个技术都取得突破时，我们所说的反射层析激光雷达成像便可以实现。
胡以华团队在“中国激光·国防科技大学”专辑发表综述文章《激光反射层析成像技术的研究进展》
激光成像技术的探测精度，离不开的影响因素有哪些？
陈卫标：激光成像技术，本质上就是一个利用激光对远距离目标纹理进行探测的一个物理过程，而这个过程的确离不开对激光光束特征参量的测量。作为一些具有重要参考意义的参量，您觉得除了激光的强度信息，偏振是否也会影响到激光探测的结果？
胡以华：在自然光照射的情况下，用偏振进行成像的研究目前受到很多人关注。在激光照射的情况下，我们也需要检测目标的偏振特征，这样更有利于我们对目标进行识别。尤其在我们的**领域，有时需要对一些不明来历的飞行器进行识别，采用偏振特征检测的方法，也是行之有效方法之一。
因此，我们常常将偏振特征检测的技术手段应用在远距离目标的成像中。此外，对于我们所关注的飞行目标，也可以通过偏振特征检测的方式，感知目标的运动状态和表面材质属性。通过研究，我们能够发现：观测目标表面的粗糙度，在远距离检测的情况下也会对回波偏振状态产生影响；其次，不同目标飞行姿态不同，每个飞行姿态对应了不同的偏振回波状态。
因此在发射探测激光时，我们需要对其偏振进行调制（这里说的调制，是可知调制，而非说不清楚的被动调制）；而在对回波接收时，也需要进行偏振特征提取，当这两个方面都做到后，我们就可以通过偏振信息来判定待检测目标的属性，以达到进一步提升目标识别概率的目的。
陈卫标：这种主动远距离成像，也可称为激光雷达，通过这些年的发展，开发出了更多的种类，包括现有光子计数探测的技术，也在很多现实场景里获得了应用，这些技术也同样可以捕获运动目标的状态信息，完成来袭飞行器探测的任务。您认为光子计数探测和传统的激光雷达技术相比，有哪些明显的优势？
胡以华：传统以线性探测为工作模式的激光探测技术，常常被称为是“激光雷达”，而实际上光子探测也属于激光雷达的一部分，光子探测技术未来的发展方向，会更偏向于利用单/少光子进行探测，其显著特征是作用距离远，十分适合空中飞行目标的探测。但光子由于受到时间和背景光照的影响，目前能够达到的探测距离仍然有限，但如果将光子探测与其他技术手段相结合，那么就有可能会实现更好效果的目标探测。
例如我们正在进行光子探测与反射层析相结合的研究，以期实现光子反射层析，这也是我们目前所主攻的方向之一。此外，将光子探测与相干探测相结合，实现光子外差探测，这样也可以从相干探测与光子探测两方面来提升探测距离和分辨率。
如果运用光子探测技术，可以在更远作用距离的前提条件下，获得高分辨率图像和精细参数测量，在远距离目标的感知方面会很有用，所以说，目前我们不能仅仅只是研究简单的单光子或者少光子探测，我们要更进一步，将光子探测与其他一些相关技术结合起来，以提高激光探测的实际效果。
陈卫标：您刚才讲到，反射层析成像能够获得具有极高分辨率的二维成像，但您同样说到，可能通过特殊的方法得到三维的成像结果，那么您认为通过什么方法能够得到三维成像结果？需要依靠何种技术，才能提高目标三维立体信息的探测精度？
胡以华：我从20世纪90年代起就开始了激光三维成像的研究，当时我们提出了一个名为线阵推扫的方式，来实现对一定区域特定目标的扫描成像。该技术属于阵列点云探测，也存在一些不足之处，最远探测距离是20公里左右。此外，它能够实现的成像分辨率与光斑大小相关，光斑越小分辨率越高。但在远距离的作用情况下，光斑无可避免的会增大一些，因此分辨率就会受到影响，也难以满足我们对于远距离小空间目标的探测要求。因此在前面所介绍的反射层析成像的基础上，开始尝试将其推广到三维成像的可能性。
其中最重要的一点是，在已有几项突破性技术的基础上，我们需要研究如何增加探测器采集数据的维度（除了断层二维以外，再加一维构成三维成像）。我们将已经得到的三维成像结果与平面二维相比，另外一维成像分辨率会稍微差一些，这就需要融合探测和处理，才能够达到理想的精度。
陈卫标： 激光反射层析成像确实能够有效实现远距离高分辨率成像，这项技术非常具有前瞻性，也是目前最能够实现实际应用的一个遥感手段，但我们也知道，成像的结果与探测激光的脉宽有很大关系。在超快激光领域，已经有很多优质的光源设计，将来我们是否能够利用皮秒或飞秒脉冲，来进一步提升成像的探测精度？
胡以华：您说得对，在原本线性探测的情况下，测距精度与脉冲宽度相关，也与光斑大小有关。但对于反射层析成像而言，成像精度与探测距离和光学孔径无关（这一点是其显著优势），而与激光脉宽相关。
为什么脉宽会对成像分辨率产生影响？这是因为我们实际上所检测的是脉冲回波的波形调制情况，更窄的脉宽理论上就能够实现更高的探测精度，这是它的探测机理。那么脉宽越窄，所能实现的探测精度是否就越好？从技术实现角度上而言并不是这样，皮秒飞秒脉冲激光做探测时，它的波形调制已经是难以检测的了，其回波脉冲的保真度难以保证。所以说我需要适当窄的脉冲宽度，在高保真采集、高速采样的情况下，可以检测出目标的调制特征。
此外，要如何保证脉冲宽度已经达到窄脉冲情况下的更高分辨效果呢？实际上我们还有另外两种方法，一种是脉冲压缩，比如说雷达里面线性调频脉冲压缩，或者说其他调频发射脉冲压缩；另一种则是脉冲编码。在这两种情况下，可以发射脉宽稍大一些的脉冲，通过处理后让它变窄，进而成像分辨率有所提升，那么就可以说实现了相应的更高分辨成像效果。
总的来说，在这方面设计研究中，对于激光器的压力不是特别大，对相干性、脉宽以及能量稳定性的要求都不是十分严苛，因此近期工程化实用意义很明显。
陈卫标：如果这样的话，可能又要去考虑一下，是否需要一种新的光源来服务成像应用。您能否讲讲，您认为未来做层析成像或者激光雷达成像应用的光源，还有哪些可以优化进步的方向？
胡以华：对于激光探测，或者说是激光侦察的实际应用，我们对光源有着一系列的要求，不同应用目的，例如相干探测、光子探测包括我们的反射层析成像探测等，对所选用光源的要求各不相同。如果说我们需要对激光脉冲进行频率调制，那么激光器就需要电控可调的，而且是高速的。比如说脉冲宽度仅为100 皮秒的情况下，其中心波长必须在一定范围内可调制；再比如说，如何给100 皮秒的脉冲进行纳秒量级的编码，这也需要电控可调的激光器来实现。
国家和个人之间如何选择？
陈卫标：除了这些方面，我也想聊聊与您个人相关的一些话题。我和您的学生认识，他经常说您有一种神奇的“魔法”，能够同时从事多项研究。您能否给我们的青年学子们讲讲，自己是如何能够这么多年一直工作和奋斗在一线，且能够保持对本职工作的热情？
胡以华：作为“60后”，我们这一代人，包括陈所长您也是，大多都是拼命工作，这也是小时候接受的教育所影响的。我一直坚信，只有努力拼搏才可以出成绩；其次，因为我是军人出身，便更加笃定奋斗的重要性。我的工作信条就是：要么不干，要干就一定要干好。所以说我手头上有很多的事要去做，但我都会一一将其做好。当然了，有所失有所得，也要知道取舍，有些事情也并不是一定要自己去亲力亲为，这一点我相信身为所长的您，一定也有更深刻的体会。
陈卫标：的确是这样，我知道您的求学经历十分丰富，曾在中国科学院读过研究生，也做过博士后，您曾有过许多的工作选择机会，但您最后还是毅然回到了部队从事电子对抗专业的建设工作中去。今天来看，您认为自己当年的选择值不值得？我觉得您的答案或许能够给年轻人们提供一些指导性的见解。
胡以华：谢谢陈所长，早在上本科时我就已经参军入伍，后来在西安电子科技大学获得硕士学位，随后又在中科院安徽光机所读了博士，并且在上海技术物理所做了博士后，每一段经历都是以军人身份度过的。在我博士后将要出站的时候，上海技物所领导去我们单位，希望我能够转业去那边工作。当时您也知道，我们的嫦娥卫星激光高度计马上要开始研制了，也需要我加盟工作，况且自己一直有着一颗热爱**建设的心，所以最后还是留在了部队里，同时参与组织激光高度计研制。
虽然没有面临过择业或者找工作的问题，但我经历了几次科研方向的调整，我本科是雷达工程专业的，研究生则是雷达信号处理。但从1993、1994年开始，我就转行光学了，这个决定十分重要，当时我看到了光学在未来的发展应用前景，它很有可能是科技领域下一个重点的发展方向，所以我义无反顾的对我们领导说，我要去学光学，于是就有了我博士和博士后阶段的经历。
当选择光学研究后，我便面临了留在技术物理所还是回到部队的选择，这个时候以国家大局为主，服从国家安排是非常重要的。回到部队以后，我又面临一个选择，就是要在雷达和光电二者中择其一，但最后我还是选择落在光学口上，利用我们在航天航空遥感领域上的技术积累，创建了第一个航天电子对抗专业。自创立至今，经过这么多年的发展，我认为这个专业的创立，成为了我所取得的最重要成果之一，为国家培养出了一批批航天电子对抗人才。所以说，人生历程的选择很重要。
过去，当下，未来，人生价值之路该如何铺就？
陈卫标：我印象深刻的是，您当年做了大量的工作，确保激光高度计的正常运行，最终助力我们国家自主设计研发的嫦娥一号卫星圆满发射。其次，您也对我们国家的**事业，做出了很多的贡献。刚才您也分享了研究和科研工作不断转换的生涯，那么您能否做个总结——在自己的教学和科研生涯中，最难忘的一刻是什么时候？
胡以华：对我来说，难忘的时刻有很多，而非一次，我认为带着学生和队伍取得成果的瞬间，都是极为难忘的。概括来说，我所取得研究及工作成果的亮点，一个就是当年和陈所长您一起，我们共同参与了嫦娥一号卫星激光高度计的研制；其次就是如前面所述，我们创建了第一个航天电子对抗专业；还有一个就是在我的倡议和组织下，组织了复杂电磁环境下训练的研究，引领了复杂电磁环境应用理论发展。类似这种的难忘时刻还有很多，包括我们自主设计研制的光电对抗系统，在各级部队的广泛应用。这些成果，都能够在每时每刻让我激动。
陈卫标：我记得在几年前，我参加《中国激光》编委会的工作，当时特别列举出了在《中国激光》期刊上发表论文最多的团队，您的团队也在其中，所以也感谢您对于《中国激光》的支持，能够将自己团队的研究成果发表在这个期刊上。您能否简单谈谈自己和《中国激光》的渊源呢？
胡以华：因为我们在搞激光探测、激光成像以及激光侦察的相关研究，因此肯定少不了和激光打交道，而《中国激光》又是最贴近我们研究方向的这样一本期刊，所以我们最早就试着往《中国激光》上投稿，每次投稿都受到了编辑的重视；编辑重视我们的工作，并且常常叫我去审稿，一来二去以后大家就十分熟悉了。
当互动次数加多以后，我们的投稿兴趣也就愈发浓厚了。这些年我们也从《中国激光》这边不断学习，不断发表新的成果。进一步的，《中国激光》还邀请我担任第九届编委，第十届继续留任。经过这些互动，我们团队与《中国激光》的渊源也就不断加深。这些年来，我看到了《中国激光》的进步与发展，我自己也很有信心去利用《中国激光》的平台，来做好自己的事。
陈卫标：非常感谢您今天接受我的采访，让我们了解到您对于我们国家**事业所作出的贡献，以及对于激光探测、激光成像这样一些个学术领域发展的推进，今天的采访我也受益匪浅。最后借这个采访的机会，请您给我们青年光学研究的科研人员提提个人的建议。
胡以华：我参加工作已经有四十年了，从大学毕业开始，中间断断续续去学习，做博士后，出国访问，我自身的体会可能和大家都是一样的。对于年轻人来说，我希望的第一点是要选定方向，方向决定一切，这其中包括选择研究团队，当跟紧团队之后，下一步便要学着去开拓研究路线，并不能说沿着一条道往下走，因为一旦这条路走不通，那么必将对研究造成麻烦，所以说开放思维，开拓新的路径，这是第二点；第三点便是勤奋坚持，没有勤奋和坚持，是不可能取得成功的。所以在这里，我也想送给青年学者们12个字：选定方向，开拓路径，勤奋坚持。如果大家都能够坚持下去，相信一定可以取得成功，实现自己的人生价值。
“海上有光”系列访谈
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