连续面形微光学芯片在光通信、工业加工与测量、人工智能终端等领域应用广泛，但该芯片在理论设计与工艺制造上面临着共性技术难题。2022年，长江师范学院电子信息工程学院研发团队瞄准芯片设计工艺与生产技术，攻克关键技术难题，创新突破了消相干、高占空比连续面形微结构设计难题与规模化生产技术瓶颈，产学研三方共同完成的“连续面形微光学芯片关键技术与应用”荣获2022年第八届“中国光学工程学会科技创新奖”科技进步一等奖。

    科技自立自强是国家强盛之基、安全之要。近年来，作为地方本科高校的长江师范学院始终面向国家战略需求，着眼地方产业链，攻坚多个关键技术难题，构建需求导向、交叉发展的“新工科”学科建设体系，整合产学研资源建设特色学科，培养创新型高素质人才，服务地方经济社会发展，在建设应用型高水平师范大学征程中取得了一系列成绩。

    创新能源关键技术 引领地方产业升级换代

    长江师范学院地处的重庆市涪陵区拥有世界第二大页岩气开采基地，目前探明页岩气地质储量6000亿方。页岩气是一种清洁、高效的能源和化工原料，因此，页岩气的自主化开采对我国能源战略至关重要。但涪陵区页岩气田开采存在着集输管线安全监测成本高、产能预测不够精准、地质分析和开采过程亟需优化等问题。2019年以前，页岩气集输管线的安全监测仍采用人工巡线的传统方式，页岩气田井下地质状况主要采用地表微地震进行探测，没有任何微观观测手段。

    长江师范学院电子信息工程学院依托校级重点学科“电子科学与技术”，在2017年4月组建“页岩气智能传感监测技术创新创业团队”，聚焦页岩气国家科技重大专项的研究内容、技术需求，重点解决页岩气集输管线安全监测和井下采气微观过程监测的智能感知技术难题。研发团队深入企业一线，与一线工程技术人员交流，与中石化重庆涪陵页岩气勘探开发有限公司联合成立“页岩气智能感知实验室”，开展页岩气感知技术应用研究。

    2019年，团队研发了基于拉曼散射的分布式光纤温度传感系统的页岩气泄漏监测技术，首次提出预分离分区对比的多参量分离方法，突破了温度动态波动情况下页岩气管线泄漏的准确定位难题，实现对页岩气泄漏状况准确、高效预警响应。光纤传感监测技术获批授权5项发明专利，基于该技术研发的页岩气泄漏监测硬件设备和软件系统在2020年开始应用示范，已成功预警排除重大事故隐患3次，极大降低了页岩气泄漏产生的安全隐患、减少了经济损失和环境污染，每年预估减少经济损失5700万元、节省人力成本4800余万元。

    团队自主研发的页岩气井下水力压裂监测技术，使用双重同源光学外差混频结构，解决了监测系统中随机频率和相位波动问题，整体提高了监测灵敏度和抗干扰能力。经过反复研究试验，这支创新团队已完成“页岩气井下三分量分布式光纤振动信号采集系统”样机，填补了国内页岩气产量预测核心设备的空白。团队成员围绕页岩气生产工艺研发、设备制造、软件开发积累了丰富的专业经验，瞄准重庆市重大产业转型开展创新产品研发，拓展产学研合作进行技术转移和推广，并制定发布“页岩气集输管线泄漏监测”企业标准。目前，团队为页岩气勘探、开采、输运全过程提供全方位智能技术解决方案，精准对接地方产业链发展，创造了显著的经济效益，为地方经济社会高质量发展提供强有力的科技支撑。

    攻坚芯片关键技术难题 服务国家重大战略需求

    芯片是信息社会的基石和心脏，也是推动整个信息社会向前发展的发动机。为了攻坚芯片关键技术难题，长江师范学院电子信息工程学院将研发目光投向了连续面形微光学芯片。

    长江师范学院整合产学研资源，与中国科学院重庆绿色智能技术研究院、珠海迈时光电科技有限公司、张家港奇点光电科技有限公司和苏州伽蓝致远电子科技股份有限公司共同开展连续面形微光学芯片关键技术与应用研究。研发团队创新了基于自由曲面连续面形子口径与空间啁啾调制随机阵列排布相结合的微光学芯片结构，突破了消相干、高占空比连续面形微结构设计难题，创新了调制光刻技术制备的工艺方法，开发了光刻设备和配套的规模化生产工艺，突破了连续面形微光学芯片规模化生产技术瓶颈。团队研发的连续面形微光学芯片使3D-TOF空间三维传感摄像头距离探测精度误差≤1.4%，系列关键指标达到国际先进水平。该项技术荣获2022年第八届“中国光学工程学会科技创新奖”科技进步一等奖。

    电子信息工程学院团队持续加快研发脚步，将创新研究拓展到数字光通信、智能3D光传感、近紫外曝光装备等多个领域。由于数据通信容量逐年提升，光通信从单芯到阵列成为提升通信物理容量的必然手段，因此阵列通道的光耦合对连续面形微光学芯片具有旺盛的需求，研发团队进一步研制的连续面形微透镜阵列芯片，有效解决了重庆市光通信干线中多通道波长选择开关器件的阵列耦合难题。

    在智能3D光传感领域，团队研制的连续面形微光学芯片解决了TOF模组中激光的大广角消相干匀化难题，成为了TOF模组中的关键器件，在消费电子领域获得了规模化应用，为我国3D智能视觉技术的发展提供了基本的器件支撑。在近紫外曝光装备领域，采用连续面形微光学芯片研制的紫外LED平行光光源模组和曝光系统，不仅在平行度上不低于传统汞灯水平，而且均匀性大幅提升，为线路板、手机曲面玻璃、半导体微纳结构器件等高一致性工业生产提供了关键设备支撑。因此，电子信息工程学院研发的连续面形微光学芯片在数字光通信、智能3D摄像头、近紫外LED曝光机等领域的推广应用，带动了我国在通信、智能机器视觉及光刻制造等行业的科技进步，为服务国家战略需求作出了积极贡献。

    打造特色学科高地 赋能地方高校转型发展

    作为“新工科”建设学院，长江师范学院电子信息工程学院瞄准全国新工科建设的发展方向，围绕师资队伍建设、人才培养理念更新、课程体系构建、教学方式与技术创新、实验实践平台构建、创新创业教育等方面谋求变革，积极创新人才培育模式，为探索应用型师范大学培养电子信息创新型高素质人才新途径奠定了坚实基础。

    经过多年发展积淀，电子信息工程学院先后引进我国光纤传感领域专家、深圳先进技术研究院崔洪亮教授与微纳光学领域学术带头人杜春雷教授等高层次人才。当前，科研团队32人，其中，新世纪百千万人才工程人选、四川省优秀科学家、重庆英才、巴渝学者等国家（省部级）人才18人；兼职博（硕）士生导师16人，博士比例81%，高级职称比例88%，骨干教师11人；校外行业导师20人，均为高级职称，博士比例35%。凝聚强大的团队力量，为高水平学科专业建设提供智力支撑。

    近年来，电子信息工程学院向改革要动力，凝练学科特色，奋力打造高层次学科平台。学校瞄准前沿研究，投资近3000万元建有微纳光电器件与智能感知系统重点实验室、大数据应用创新中心。获批重庆市“十四五”重点学科，拥有市级科研平台3个，建成“页岩气光纤智能感知技术”“页岩气智能传感监测技术及应用”等市级科研团队4个，与中国石化集团公司、北京交通大学、曙光信息产业股份有限公司等共建科研平台4个；获批重庆市特色专业、大数据智能化类特色专业、新型二级学院、现代示范型产业学院—信息通信技术（ICT）产业学院、实验教学示范中心和黄大年式教师团队等。

    校院两级立足电子信息工程团队优势与实际，积极寻求材料科学与工程、智能制造、环境工程等相关学科交叉融合，打破学科之间的壁垒，整合、盘活资源，走错位发展、特色发展之路，整合产学研三方资源，对接区域页岩气能源、智能制造、智慧农业等产业智能化需求，共建联合培养基地10个，校企合作项目经费达2600万元，产生经济效益达6000万元。2020年获批“页岩气光纤智能感知技术”重庆市高校创新研究群体，2022年获批“页岩气智能传感监测技术及应用”重庆英才·创新创业示范团队。近5年，该院主持国家自然科学基金项目16项、省部级项目46项，项目经费近1253万元，出版学术专著17部，发表学术论文240余篇；承担产学研合作项目54项，研发经费达到1590万元，突破多项核心技术，授权发明专利（软件著作权）48项。

    高水平的科研平台、高层次的师资团队力量，让人才培养效果明显。该院坚持“立德树人，产教融合，分类培养”的应用型人才培养模式，实施“三全育人”。

    近5年，电子信息类专业本科生获得省部级以上学科竞赛等级奖241项，立项省部级课程思政示范团队3个，毕业生得到用人单位的好评。引人才，建机制，打造特色学科高地，奋力攻坚关键技术难题，长江师范学院以高校的使命担当，为国家科教兴国、创新驱动发展战略书写奋进之笔。（苟川）