視點前沿 | 重慶大學熊青教授深度解析：等離子體診斷技術的現狀與未來趨勢

更新時間：2025-11-21

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在第六屆 “逐夢光電" 等離子體先進光譜診斷技術與應用學術探討會上，卓立漢光專訪了等離子體先進診斷與應用實驗室負責人——重慶大學熊青教授。從與等離子體診斷的結緣，到國產儀器自主創新，再到技術落地與產業前景，熊教授以深入淺出的分享，揭開了這一領域的神秘面紗。

老師簡介：熊青，重慶大學教授、博士生導師，等離子體先進診斷與應用實驗室（Lab-APDA）負責人, 從事非熱等離子體的激勵與控制、在線原位診斷、等離子體應用研究，主要包括：氣體放電過程及機理、氣/液與氣/固界面相互作用、激光與等離子體相互作用等。主持多項國家自然科學基金（3項）、省部級及企業科技研發項目（5項），以第一作者或通訊作者身份發表期刊論文70余篇，參與英文專著1部，國際/國內學術會議邀請報告10余次，2014年獲湖北省優秀博士論文。

結緣：科研興趣，引*等離子體之路

談及選擇等離子體診斷方向的初衷，熊教授笑稱 “緣分使然"。碩士階段，他師從國內低溫等離子體領域開*者，在導師的指導下，從參與實驗、開展研究起步，逐步建立對這一領域的初步認知。

碩博連讀期間，得益于導師支持，熊教授赴比利時根特大學、美國明尼蘇達大學聯合培養。國外自由開放的學術氛圍深深感染了他，頻繁參與學術會議的經歷，更讓他在交流中不斷深化對研究的理解。“從被動接受到慢慢熟悉，再到真正喜歡"，熊教授坦言，正是這份日漸濃厚的興趣，支撐他多年深耕等離子體診斷領域，在探索中收獲成就感，最終堅定了長期深耕的決心。

破局：國產儀器，在機遇中沉心追趕

談及國內等離子體診斷儀器的自主創新，熊教授認為 “機遇與挑戰并存"，且機遇正處于歷史窗口期。

當前，國際經濟博弈與先進設備管制，讓國內科研界、產業界深刻意識到 “卡脖子" 問題的緊迫性 —— 進口設備不僅價格高昂，售后響應遠不及國產產品及時周到。“科研要推進，設備是剛需"，熊教授直言，這一現狀為國產高*科研儀器研發與發展提供了巨大空間，“國內科研院所、大型企業需求旺盛，國產品牌只要接住機遇，就能快速成長"。

挑戰同樣不容忽視。熊教授以 “走路一步一步、吃飯一口一口" 作比，強調國產儀器要達到國外同類產品的性能參數，必須經歷時間積累。他特別提及卓力等優秀國產品牌，寄語企業 “沉住氣、做扎實"，從追趕逐步實現并跑，未來甚至有望超越國外產品 —— 而這需要企業沉下心打磨技術，拒絕急功近利。

突破：TIE 新方法，解決氧原子測量難題

2023 年，熊教授團隊在《Journal of Physics》發表論文，提出 “臭氧全光解 TIE 方法"，為等離子體診斷的測量誤差難題提供了新解法。

“診斷測量的核心是‘測準’，測不準的結果不僅無用，還可能誤導研究"，熊教授解釋。傳統氧原子定量測量采用雙光子激光誘導熒光（TALIF）方法，需以氙原子為標定物，但二者本質不同，標定依賴理論數據，誤差是否存在、誤差多大，長期以來都是行業痛點。

為避開這一問題，熊教授團隊另辟蹊徑：既然測量氧原子，為何不用其自身標定？基于這一思路，新方法實現了氧原子自校正測量，從根本上提升測量準確性，為高活性等離子體成分的精準診斷提供可靠方案。

落地：儀器研發，瞄準便攜與場景適配

等離子體技術的應用早已突破實驗室，延伸至半導體工業、航空航天、生物醫學、食品保鮮等前沿領域。但熊教授指出，技術落地時，“關鍵參量的實時監測" 仍是一大難點。

在他看來，氣體溫度、電子參數、化學活性是掌握等離子體物化特性的核心，其中電子參數與關鍵化學成分的測量難度最高。“過去我們常把等離子體當‘黑盒子’，看效果調參數，卻不清楚內部原理"，熊教授說，這正是實時監測的重要性所在 —— 只有明確關鍵參量，才能真正掌握技術應用的核心邏輯。

這一需求也為儀器研發帶來新靈感：工業現場需要的不是復雜笨重的實驗室設備，而是 “緊湊、便攜、易操作" 的工具。“儀器必須融入應用場景，方便工程師使用"，熊教授強調，這是科學儀器從 “科研級" 走向 “產業級" 的關鍵。

展望：未來 5-10 年，兩大領域成產業化重點

談及低溫等離子體未來 5-10 年的產業化前景，熊教授給出清晰判斷：國家重點扶持領域將率*突破，民生領域潛力可期。

首*其沖的是半導體行業。“這是國內熱門、也急迫需要發展的領域"，熊教授表示，等離子體技術在半導體制造中的應用需求旺盛，將成為產業化核心增長點。其次是航空航天領域，尤其是電推進技術的發展，離不開等離子體技術支撐，這也是國家戰略層面的重點方向。

民生領域中，生物醫學是熊教授眼中的 “潛力股"—— 盡管醫學應用對安全性、穩定性要求*高，產業化周期可能更長，但 “未來一定會有一席之地"。此外，溶液相關的等離子體應用，也有望在細分領域實現突破。

對科學儀器企業而言，這些產業化方向意味著新的市場機遇：圍繞半導體、航空航天的高*監測儀器，以及適配生物醫學、民生場景的便攜設備，都將是未來發力重點。

協同：產學研，高校筑基 + 企業賦能

憑借與國家電網等企業的合作經驗，熊教授對產學研的理想模式有清晰認知：“高校做高校的事，企業做企業的事，各司其職，協同創新。"

在他看來，高校的核心任務是提供基礎支撐：厘清儀器工作原理、開發理論模型、搭建功能樣機 —— 即便 “粗糙但能實現功能" 的樣機，也是為產業化打下的關鍵基礎。企業的優勢則在工程化與市場化：在高校樣機基礎上，優化設備可靠性、智能化水平，簡化操作流程，讓儀器更適配終端用戶需求，最終實現技術商業化落地。

這種 “高校筑基、企業賦能" 的模式，既能避免高校陷入工程化細節，也能讓企業少走技術彎路，是產學研深度融合的*優路徑。

愿景：建共享平臺，推動領域共同發展

談及團隊未來規劃，熊教授提到核心目標 —— 搭建國*首* “共享的綜合等離子體診斷平臺"。

他解釋，當前等離子體診斷設備昂貴、維護門檻高，許多研究團隊因資源限制無法開展診斷研究。若能建成共享平臺，讓不同方向的學者按需使用設備、共享技術，既能降低科研成本，也能促進跨領域交流，推動整個等離子體診斷領域的發展。

從個人與領域的結緣，到國產技術的破局；從技術突破的細節，到產業未來的藍圖；從對產學研的思考，到團隊發展的愿景 —— 熊教授的分享，既展現了科研工作者的專業與熱忱，更勾勒出我國等離子體診斷技術從 “跟跑" 到 “并跑" 再到 “領*" 的清晰路徑。

未來，隨著國產儀器崛起、產學研深度融合，以及共享診斷平臺落地，我國等離子體技術必將在更多領域綻放光彩，為科技自立自強注入新動力。

【致卓立漢光的同行者】
感恩相伴，不負信賴！

【熊老師簡介】

熊青，重慶大學教授、博士生導師，等離子體先進診斷與應用實驗室（Lab-APDA）負責人, 從事非熱等離子體的激勵與控制、在線原位診斷、等離子體應用研究，主要包括：氣體放電過程及機理、氣/液與氣/固界面相互作用、激光與等離子體相互作用等。主持多項國家自然科學基金（3項）、省部級及企業科技研發項目（5項），以第一作者或通訊作者身份發表期刊論文70余篇，參與英文專著1部，國際/國內學術會議邀請報告10余次，2014年獲湖北省優秀博士論文。

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