近日，“雪龙2”号圆满完成中国第42次南极考察普里兹湾联合航次任务，刘东教授团队联合海洋学院乐成峰教授，深度参与此次极地考察。团队赵泓楷博士携带自研激光雷达，随“雪龙2”号完成了南大洋及普里兹湾冰缘区为期45天的全天时观测。这是该设备首次在南极秋季极端环境下投入业务化走航探测，标志着国产自研船载海洋激光雷达装备在极地海域完成工程化验证。
我国首次南极船载海洋激光雷达走航观测
海洋激光雷达的工作原理是通过向海水发射蓝绿波段激光脉冲，接收水体中颗粒物和分子的后向散射信号，反演生物光学参数剖面，实现对水体的主动“光学扫描”。本航次使用的激光雷达系统具有轻便、低功耗的特点，能够适应船载长航时监测需求。考察期间，团队研发的海洋激光雷达24小时持续工作，得到从水体表层至数十米深度的叶绿素浓度与颗粒物有机碳剖面，构建了沿航迹的三维海洋生物光学结构图，首次实现了我国南极秋季的船载海洋激光雷达走航观测。
极端环境下稳定观测，为极地科考提供技术支撑
南极秋季自然环境极为严苛，普里兹湾海域气温低至零下数十摄氏度，海面持续冻结，甲板结冰频繁。此外，高盐雾、高湿度的环境对光学镜片和电子元器件的腐蚀性极强。针对该挑战，团队进行了专项防护设计，航次任务中，系统保持稳定运行，各项性能指标正常，验证了自主海洋激光雷达装备在极区极端条件下的可靠性，为后续极区海洋激光雷达业务化应用和冰缘剖面观测积累了关键技术与实践经验。
构建空-天-陆-海一体化环境立体监测技术体系
刘东教授团队面向国家生态文明建设和“双碳”战略重大需求，长期致力于环境激光雷达技术研究，以高光谱分辨率激光雷达（HSRL）为核心特色，建立了覆盖理论模型、核心器件、系统研发到观测应用的全链条研究体系，着力构建近岸空-天-陆-海环境立体监测网络。
在系统体制层面，团队突破超宽波段视场展宽迈克尔孙干涉光谱鉴频等关键技术，研制出适应近岸海域、内陆水体及极地环境等不同场景的大气海洋高光谱分辨率激光雷达系列装备，支撑大气环境监测卫星（DQ-1、DQ-2）、陆地生态系统碳监测卫星“句芒号”等国家重大工程。在系统应用层面，团队研制的激光雷达系列产品已在北京、敦煌、西太、极地等地多次开展典型大气与海洋观测服务，服务于北京冬奥会等重大活动的气象保障。此外，团队联合中国科学院上海光学精密机械研究所等单位，实现激光雷达140.4米水深探测，创下全球最深纪录。在开展核心技术攻关的同时，刘东教授积极推进产学研协同工作，助力激光雷达核心部件从原理样机转向工程与产业应用，相关成果荣获2022年浙江省科技进步一等奖、2024年浙江省科技进步一等奖、2023年“金燧奖”中国光电仪器品牌榜金奖。
