【中國(guó)儀器網(wǎng) 時(shí)事聚焦】5月22日，由中科院西安光學(xué)與精密機(jī)械研究所(以下簡(jiǎn)稱“西安光機(jī)所”)承擔(dān)的國(guó)家重大科研裝備研制項(xiàng)目“高性能條紋相機(jī)的研制”順利通過驗(yàn)收，標(biāo)志著我國(guó)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高性能條紋相機(jī)達(dá)到實(shí)用化水平。這一受制于人的科學(xué)儀器，終于迎來了能夠自主生產(chǎn)的一天，“國(guó)之重器”又添新成員。
條紋相機(jī)
創(chuàng)建于1962年的西安光機(jī)所，是中國(guó)科學(xué)院在西北地區(qū)大的研究所之一。經(jīng)過五十多年的創(chuàng)新歷程，已經(jīng)發(fā)展成為一個(gè)以戰(zhàn)略高技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用基礎(chǔ)研究為主的綜合性科研基地型研究所。在“中國(guó)制造2025”的時(shí)代背景下，豐碩的科研成果更使其成為國(guó)家科技創(chuàng)新的生力軍和骨干力量。此次高性能條紋相機(jī)的研制成功，又為西安光機(jī)所的成績(jī)單添了一筆榮譽(yù)。那么，這套重大科研裝備到底因何被稱之為“超級(jí)相機(jī)”呢？
既然被稱之為高性能條紋相機(jī)，很多人自然會(huì)聯(lián)想到家用的各類相機(jī)產(chǎn)品。實(shí)際上，它的基本原理也可以通過人們家中的普通相機(jī)來理解。使用單反相機(jī)拍攝運(yùn)動(dòng)物體的朋友們都知道，如果相機(jī)的快門速度慢于物體運(yùn)動(dòng)的速度，拍下來的畫面就會(huì)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(jī)“提速”。在自然界或者科學(xué)研究當(dāng)中，就存在這類“超快”的運(yùn)動(dòng)物體，比如植物的光合作用過程、超大規(guī)模集成電路所產(chǎn)生的電脈沖、化學(xué)反應(yīng)的分子動(dòng)力學(xué)過程、生物材料熒光發(fā)射、激光器產(chǎn)生的超短激光脈沖、強(qiáng)光與物質(zhì)相互作用物理過程等，其發(fā)生的時(shí)間多在皮秒、飛秒甚至阿秒量級(jí)范圍內(nèi)。這類情況被稱之為超快現(xiàn)象，連分辨能力為1/24秒的人眼都看不清，只能依靠?jī)x器設(shè)備來完成捕捉。
高性能條紋相機(jī)就是理想的儀器設(shè)備，它是具備能夠同時(shí)測(cè)量超高時(shí)間分辨率(皮秒和飛秒)，與高空間分辨率(微米)的科學(xué)儀器，涉及的儀器和技術(shù)已接近物理極限，代表了當(dāng)前光電診斷技術(shù)的高水平。但是此前我國(guó)的技術(shù)達(dá)不到自主研制高性能條紋相機(jī)的水平，只能通過進(jìn)口國(guó)外產(chǎn)品來滿足內(nèi)部需求。由于高性能條紋相機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域往往涉及國(guó)家重大科研項(xiàng)目，一旦國(guó)外不再提供條紋相機(jī)，國(guó)內(nèi)很多大型裝置和重大項(xiàng)目都會(huì)受到影響，因此掌握自主研發(fā)能力至關(guān)重要。在此情況下，擁有五十多年條紋相機(jī)研發(fā)經(jīng)驗(yàn)的西安光機(jī)所就挑起了擔(dān)子。從2012年啟動(dòng)項(xiàng)目開始，一干就是六年。
為了避免科研成果在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)束之高閣，在研制高性能條紋相機(jī)的同時(shí)，西安光機(jī)所還建成了設(shè)計(jì)與仿真平臺(tái)、電真空器件制備平臺(tái)、超快電子技術(shù)平臺(tái)、綜合測(cè)試與分析評(píng)估平臺(tái)，形成了模塊化、小批量條紋相機(jī)的研制生產(chǎn)能力，并培養(yǎng)了一支高水平的條紋相機(jī)專業(yè)化研發(fā)團(tuán)隊(duì)。目前，該項(xiàng)目已經(jīng)能夠支持小批量生產(chǎn)。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)的目標(biāo)是到2020年年中，實(shí)現(xiàn)條紋相機(jī)的規(guī)模化生產(chǎn)和銷售，達(dá)到每年200臺(tái)并走向市場(chǎng)。這意味著高性能條紋相機(jī)不僅要在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)“熠熠生光”，還要積極走向科研成果落地，實(shí)現(xiàn)科學(xué)造福人類的根本目的。
無疑，這臺(tái)“超級(jí)相機(jī)”的研制成功為“中國(guó)制造”帶來了振奮力量。在一批批國(guó)之重器的誕生下，人們看到了一直被詬病缺乏創(chuàng)新力的中國(guó)科研界正在慢慢升騰。其背后是埋頭鉆研、刻苦攻關(guān)的科研人員，以及愿意長(zhǎng)期提供支持鼓勵(lì)的國(guó)家和人民。但是人們也該看到，當(dāng)前我國(guó)儀器儀表行業(yè)依然處于“微笑曲線”的底端，缺乏核心技術(shù)作為轉(zhuǎn)型升級(jí)的動(dòng)力內(nèi)核，難以在儀器領(lǐng)域擁有話語(yǔ)權(quán)。即便是有了足以打破國(guó)外壟斷的科技成果，也往往會(huì)在走向市場(chǎng)的道路上“夭折”，令無數(shù)行業(yè)人士扼腕。這一現(xiàn)狀不僅需要國(guó)家政策予以支持，還要儀器儀表企業(yè)以及科研院所共同努力。希望我國(guó)整個(gè)儀器儀表行業(yè)都能擁有科研攻關(guān)精神，積極開展科學(xué)儀器研究，打破低端鎖定，推動(dòng)成果落地，為國(guó)產(chǎn)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(xué)與精密機(jī)械研究所)
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