中國造出「精密機械之王」世界吃驚，兩萬公里誤差小於一根頭髮絲

生活中無論我們做什麼，都離不開光的參與，從科學的眼光來看，人類藉助光認識世界有兩種方式，一種是光學成像，另一種是光譜分析。光譜分析離不開光譜儀，而光譜儀中最常用的核心色散元件光柵，是一種高精尖科技產品。

近日我國有媒體披露，隸屬中國科學院的長春光機所打破了西方發達國家的技術封鎖，在高精度大尺寸光柵製造方面取得重大技術突破，成功研發了製造這種高端「解碼晶元」的母機——光柵刻劃機。

光柵是一種具有納米精度周期性微結構的精密光學元件，如果把光譜信息比作世間萬物自帶的密碼，光柵就是人類用於「解碼」的「晶元」，雖然在生活中很難直接看到光柵的身影，但它的應用遍及各行各業，實實在在地影響著民眾的生活。如，利用光譜信息可以方便地探查出農藥殘留、鋼材質量、爆炸物特性以及血液樣本是否符合健康標準等。

光柵除了在各類光譜儀中擔當「晶元」角色外，還在天文學、激光器、光通訊、信息存儲、新能源等諸多領域中具有重要應用。如在天文觀測中，光譜信息能讓人能觀測到各種天體的組成及其與地球相離多少光年等。

在應用中，光柵面積大，可獲得高集光率和分辨本領；精度高，可獲得更好的信噪比。但是，同時將光柵「做大」和「做精」屬於世界性難題。長期以來，大面積高精度中階梯光柵已經成為制約中國相關領域技術發展的短板，儘快研製此類光柵也是各光柵強國之間競爭的焦點。

而光柵刻劃機是製作光柵的母機，因部件的加工裝調精度之難，運行保障環境要求之高，被譽為「精密機械之王」。據該項目負責人唐玉國介紹，中國科學家研製成功的光柵刻劃機，刻槽精度可以在約20公里行程範圍內，保證刻槽間距誤差小於一根頭髮絲的千分之一。或者我們可以理解為兩萬公里誤差不大於一根頭髮絲。此外，項目組還突破了一系列核心高精度零件的加工製造技術，幾乎所有關鍵部件都衝擊了世界極限水平，讓世界該領域的業界同行十分吃驚。

由中科院長春光機所承擔的「大型高精度衍射光柵刻劃系統」也是中國重大科研裝備研製項目。此項目於2009年1月正式啟動，8年間攻克18項關鍵技術，取得9項創新性成果，用研製成功的大型高精度光柵刻劃系統製造出400mm×500mm中階梯光柵，面積為世界上最大。驗收專家組宣稱，該項成果填補了中國國內空白，也將扭轉中國光譜儀器行業「有器無心」的狀況。