在周恩來總理“要搞我們自己的氣象衛(wèi)星”的倡議下，1972年，氣象衛(wèi)星預研工作開始。上海技物所承擔了衛(wèi)星紅外掃描輻射計的研制任務，匡定波為主任設計師。這顆衛(wèi)星就是后來的“風云一號”。

匡定波參加“風云一號”氣象衛(wèi)星B星發(fā)射。

隨著衛(wèi)星參數(shù)逐步確定，匡定波等人關注到，美國預告發(fā)射的新氣象衛(wèi)星搭載的掃描輻射計信號全部從模擬制式改成數(shù)字制式，地面分辨率提高64倍，將完全取代我國在研方案對標的高分辨率掃描輻射計。

“如果按原定指標，在發(fā)射前完成研制是有把握的。但方案已經在技術上落伍了，等衛(wèi)星上天以后，世界各國不會再接收這樣的云圖?！笨锒úㄖ赋?，“必須提升指標，采用新一代技術方案?！?

上海技物所的研究人員主動“自我加壓”，著手提升核心部件的性能指標。其中，研究員龔惠興（1995年當選為中國工程院院士）負責掃描輻射計整體研制工作，紅外探測器的任務交給了研究員方家熊（2001年當選為中國工程院院士）。

多番研討后，團隊決定選用與國際接軌的先進方案，用碲鎘汞器件觀測地球。碲鎘汞被譽為紅外探測器的“天選”材料，其禁帶寬度隨組分變化，可以制備各種波段的紅外探測器。

盡管上海技物所是國內最早開始研制碲鎘汞的單位，但當時材料指標離要求還有很大差距，其中最突出的是工作溫度問題。

實驗室研制的碲鎘汞紅外探測器在液氮制冷——即零下196.15攝氏度下工作性能良好，但在太空中，輻射制冷器只能為探測器提供零下168.15攝氏度的環(huán)境，在該溫度下，探測器的性能急劇下降。

本著一股不服輸?shù)膭艃?，方家熊帶領29人的小組迎難而上。為了以最高效率攻克難題，他給團隊立下了規(guī)矩：“全力配合總體，出問題從自己身上反思原因?！?

他們一一攻克材料提純、合成、檢測、應用環(huán)境模擬等難關，并專門搭建了測量溫度變化的設備，詳細分析碲鎘汞器件在不同溫度下的性能，仔細研究參數(shù)和工藝。

當溫度問題被基本解決后，團隊又夜以繼日地攻克了探測器封裝難題。1988年9月7日，上海技物所建所30周年之際，“風云一號”氣象衛(wèi)星在太原衛(wèi)星發(fā)射中心成功升空，不久后，紅外掃描輻射計順利獲取清晰圖像。

這意味著我國成為繼美國之后第二個同時掌握光導型碲鎘汞和輻射制冷技術的國家。同時期的歐洲早于我國起步，卻遲遲未能做成。

1988年“風云一號”氣象衛(wèi)星發(fā)射任務試驗隊員凱旋。

自我施壓，瞄準國際前沿

為何我國能在基礎薄弱、技術被封鎖的情況下，一舉攻下碲鎘汞器件難題？這靠的是科學家自我施壓、自我超越的拼搏精神。

隨著紅外探測器應用范圍的不斷拓展，為了集中力量保證航天工程等國家重大任務的順利完成，上海技物所將碲鎘汞的材料與器件研究工作統(tǒng)一歸并到第十研究室，由方家熊擔任室主任。

研究室先后解決了材料預處理、質量控制和工藝規(guī)范等問題，建立了從碲鎘汞材料生長到紅外探測器元件制備的全鏈條流程。

“七五”期間，多元長波碲鎘汞探測器預研項目的目標是做出一個超過10像元（探測器掃描采樣的最小單元）的線列器件。但方家熊瞄準當時國際先進水平，決定把目標定為60像元。

上海技物所研究員龔海梅回憶道：“當時能做出十幾像元的紅外探測器已經很不容易了，且有幾家單位同時在做，競爭十分激烈?！?

但方家熊并不畏懼。他帶領實驗室同事克服經費不足、設備條件差等困難，成功研制出60像元器件。對此，原國防科工委發(fā)來賀信：“60像元碲鎘汞線列紅外探測器的研制成功，證明了我們中國的科技人員完全有能力打破國外的禁運和封鎖，完全能夠依靠自己的智慧和創(chuàng)造力攻克這一難關……你們?yōu)閲拦I(yè)的研究單位做出了榜樣?！?

60像元長波紅外探測器。

隨后，180像元的碲鎘汞器件研制任務也交給了上海技物所。