【中國儀器網 時事聚焦】5月22日,由中科院西安光學與精密機械研究所(以下簡稱“西安光機所”)承擔的國家重大科研裝備研制項目“高性能條紋相機的研制”順利通過驗收,標志著我國具有自主知識產權的高性能條紋相機達到實用化水平。這一受制于人的科學儀器,終于迎來了能夠自主生產的一天,“國之重器”又添新成員。
條紋相機
創建于1962年的西安光機所,是中國科學院在西北地區大的研究所之一。經過五十多年的創新歷程,已經發展成為一個以戰略高技術創新與應用基礎研究為主的綜合性科研基地型研究所。在“中國制造2025”的時代背景下,豐碩的科研成果更使其成為國家科技創新的生力軍和骨干力量。此次高性能條紋相機的研制成功,又為西安光機所的成績單添了一筆榮譽。那么,這套重大科研裝備到底因何被稱之為“超級相機”呢?
既然被稱之為高性能條紋相機,很多人自然會聯想到家用的各類相機產品。實際上,它的基本原理也可以通過人們家中的普通相機來理解。使用單反相機拍攝運動物體的朋友們都知道,如果相機的快門速度慢于物體運動的速度,拍下來的畫面就會變得模糊不清。因此,要用鏡頭捕捉速度較快的物體,就必須給相機“提速”。在自然界或者科學研究當中,就存在這類“超快”的運動物體,比如植物的光合作用過程、超大規模集成電路所產生的電脈沖、化學反應的分子動力學過程、生物材料熒光發射、激光器產生的超短激光脈沖、強光與物質相互作用物理過程等,其發生的時間多在皮秒、飛秒甚至阿秒量級范圍內。這類情況被稱之為超快現象,連分辨能力為1/24秒的人眼都看不清,只能依靠儀器設備來完成捕捉。
高性能條紋相機就是理想的儀器設備,它是具備能夠同時測量超高時間分辨率(皮秒和飛秒),與高空間分辨率(微米)的科學儀器,涉及的儀器和技術已接近物理極限,代表了當前光電診斷技術的高水平。但是此前我國的技術達不到自主研制高性能條紋相機的水平,只能通過進口國外產品來滿足內部需求。由于高性能條紋相機的應用領域往往涉及國家重大科研項目,一旦國外不再提供條紋相機,國內很多大型裝置和重大項目都會受到影響,因此掌握自主研發能力至關重要。在此情況下,擁有五十多年條紋相機研發經驗的西安光機所就挑起了擔子。從2012年啟動項目開始,一干就是六年。
為了避免科研成果在實驗室內束之高閣,在研制高性能條紋相機的同時,西安光機所還建成了設計與仿真平臺、電真空器件制備平臺、超快電子技術平臺、綜合測試與分析評估平臺,形成了模塊化、小批量條紋相機的研制生產能力,并培養了一支高水平的條紋相機專業化研發團隊。目前,該項目已經能夠支持小批量生產。項目團隊的目標是到2020年年中,實現條紋相機的規模化生產和銷售,達到每年200臺并走向市場。這意味著高性能條紋相機不僅要在實驗室內“熠熠生光”,還要積極走向科研成果落地,實現科學造福人類的根本目的。
無疑,這臺“超級相機”的研制成功為“中國制造”帶來了振奮力量。在一批批國之重器的誕生下,人們看到了一直被詬病缺乏創新力的中國科研界正在慢慢升騰。其背后是埋頭鉆研、刻苦攻關的科研人員,以及愿意長期提供支持鼓勵的國家和人民。但是人們也該看到,當前我國儀器儀表行業依然處于“微笑曲線”的底端,缺乏核心技術作為轉型升級的動力內核,難以在儀器領域擁有話語權。即便是有了足以打破國外壟斷的科技成果,也往往會在走向市場的道路上“夭折”,令無數行業人士扼腕。這一現狀不僅需要國家政策予以支持,還要儀器儀表企業以及科研院所共同努力。希望我國整個儀器儀表行業都能擁有科研攻關精神,積極開展科學儀器研究,打破低端鎖定,推動成果落地,為國產儀器騰飛插上翅膀。
(本文參考資料:澎湃新聞、中科院西安光學與精密機械研究所)
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