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大國重器再添“超級相機”

2018-05-23 11:41:31 來源: 光明日報

  原標題:大國重器再添“超級相機”

  國家重大科研裝備研制項目“高性能條紋相機的研制”通過驗收

  22日,由中國科學院西安光學與精密機械研究所(簡稱“西光所”)承擔的國家重大科研裝備研制項目——高性能條紋相機通過驗收,這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。

  用過相機的人可能都知道,要拍攝清晰的運動照片,需要更高質量的相機。在微觀世界中,自然界的很多現象,例如植物的光合作用、超大規模集成電路所產生的電脈沖、化學反應中的分子動力學過程、核聚變等,都以比電光石火更快的速度發生著——在皮秒、飛秒甚至阿秒量級范圍內。而持續時間小于1微秒的現象,就是超快現象。中國科學院院士侯洵解釋:“要捕捉超快現象的照片,需要每秒鐘拍億張,甚至萬億張照片?!?/font>

  高性能條紋相機就是能捕捉到微觀世界中超快現象的“超級相機”。西光所所長趙衛介紹,條紋相機是同時具備超高時間分辨(飛秒–皮秒級)與高空間分辨(微米級)的唯一高端科學測量與診斷儀器,在時間分辨的超快現象研究中發揮著難以替代的作用,是同步輻射和正負電子對撞機等大型科研裝置、國防安全及空間領域的核心設備。

  一直以來,條紋相機制造技術被列為敏感技術,發達國家不僅對我國實行技術封鎖,對產品出口也有嚴格管制。而鑒于條紋相機的研制涉及光學、光電子學、精密機械和計算機等多門學科,研制起點高、難度大,國內只有少數單位具備初步的研發能力,實用化更無從談起。

  為了解決這個問題,2012年1月,中國科學院和財政部共同支持西光所啟動了“高性能條紋相機的研制”項目。經過多年潛心研究,科學家們針對高性能條紋相機的時間分辨率、動態范圍和同步頻率三個主要技術指標的提升,解決了條紋相機制備過程中存在的各種工藝問題和工程實施難題,在諸多關鍵技術領域取得了系列突破,取得了多項創新性成果,完成了飛秒條紋相機、同步掃描條紋相機和大動態范圍條紋相機的研制工作。

  專家組一致認為,這三個型號條紋相機均已達到實用化,整體性能達到國際先進水平,部分核心關鍵技術和工藝難題得以突破,達到國際領先水平。項目還建成了設計與仿真平臺、電真空器件制備平臺、超快電子學技術平臺、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。中國科學院副院長張濤表示,中國科學院將在重大科研裝備研制上持續投入,探索積極有效的組織形式,推動我國相關領域走向國際先進行列。(記者齊芳 張哲浩)

責任編輯: 王曉雨
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