图：长春光机所大型高精度光栅刻划系统制造出400mm×500mm中阶梯光栅

如果把光谱信息比作世间万物自带的密码,光栅就是人类用于“解码”的“芯片”。日前,中国科学院长春光机所成功研发了制造这种高端“解码芯片”的母机,打破我国在该领域受制于人的局面,并达到国际领先水平。

长春光机所是中国光栅的发源地。早在1958年，就研制出了国内第一台光栅刻划机和第一块光栅，我国第一颗原子弹爆炸试验的光谱设备就曾经使用过这里研制的光栅。随着科学技术的不断发展，大面积高精度光栅又成为了制约我国相关领域技术发展的“短板”。因此，2008年，在中国科学院和财政部的策划协调下，长春光机所再次承担起了研制“大型高精度衍射光栅刻划系统”的工作。

2016年11月11日,国家重大科研装备研制项目“大型高精度衍射光栅刻划系统的研制”在中科院长春光机所通过验收。验收专家组表示,该项成果填补了国内空白,也将扭转我国光谱仪器行业“有器无心”的状况。

图：大型高精度衍射光栅刻划系统

项目负责人唐玉国研究员介绍,光栅是一种具有纳米精度周期性微结构的精密光学元件,除了在各类光谱仪中担当“芯片”角色外,还在天文学、激光器、光通讯、信息存储、新能源等诸多领域中具有重要应用。虽然在生活中很难直接看到光栅的身影,但它遍及农轻重、海陆空、吃穿用等各行各业,实实在在影响着人们的生活。

唐玉国告诉记者,光栅面积大,可获得高集光率和分辨本领;精度高,可获得更好的信噪比。但是,同时将光栅“做大”和“做精”属于世界性难题。随着科技不断发展,大面积高精度中阶梯光栅已经成为制约我国相关领域技术发展的短板,尽快研制此类光栅也是各光栅强国之间竞争的焦点。

2009年初,长春光机所正式启动项目,要研制一台刻划面积为世界之最、技术水平达国际领先的大型高精度衍射光栅刻划机。长春光机所所长贾平说,光栅刻划机是制作光栅的母机,因为部件的加工装调精度难,运行保障环境要求高,被誉为“精密机械之王”。

他介绍,最终研制成功的光栅刻划机,刻槽精度可以在约20公里行程范围内,保证刻槽间距误差小于一根头发丝的千分之一。此外,项目组还突破了一系列核心高精度零件的加工制造技术,几乎所有关键部件都冲击了世界极限水平。

据悉,长春光机所项目组在8年间攻克18项关键技术,取得9项创新性成果,用研制成功的大型高精度光栅刻划系统制造出400ｍｍ×500ｍｍ中阶梯光栅,面积为世界上最大。

（本文信息来源：新华社；）

如若转载，请注明e科网。

如果你有好文章想发表or科研成果想展示推广，可以联系我们或免费注册拥有自己的主页