中國又摘取一項世界高科技桂冠，高端光譜儀器不再受制於人

近日中國科學報刊登了一篇題為《于海利：以真功夫挑戰高精尖極限》的人物報道文章，講述了中國科學院長春光學精密機械與物理研究所（簡稱長春光機所）攻克「精密機械王中王」的經歷。

何為「精密機械王中王」？

光柵是一種重要的光學分光元件，在各類光譜儀器中有著廣泛的應用。日常生活中，人們很少看到光柵，但其實它的作用無處不在。人們去醫院抽血檢驗，原理就是依靠光譜儀器里的光柵，來實現觀察血液里的成分是否符合健康標準。光譜分析需要光譜儀器，光柵之於光譜分析的作用，就如晶元之於計算機。

而光柵刻劃機則是製作光柵的設備，它使用簡單的機械原理，在玻璃基底上以每毫米幾百，甚至幾千條線的密度，均勻地刻出線槽。光柵刻劃機也因此被譽為「精密機械之王」。

2008年，國家重大科研裝備研製項目——「大型高精度衍射光柵刻劃系統」正式立項，于海利加入了項目研製團隊。該項目目標為研製一台刻劃面積世界之最、技術水平達國際領先的大型高精度衍射光柵刻劃機。大光柵刻劃機由上千個元件、部件精妙配合而成，項目之初通過指標分解，發現幾乎大部分關鍵部件都衝擊著機械加工的世界極限水平，這些零部件中有6項無國家標準的超常規技術、7項超國標最高等級、35項國標精密級水平。

絲杠、蝸輪、導軌是光柵刻劃機最核心的「三大件」，而其精度要求是現有機床技術根本達不到的。為了能夠達到最終的極限精度，長春光機所採用了最傳統的機械加工方法——手工研磨加工。極度苛刻的要求是對人耐心的巨大考驗和鍛煉：研磨的熱量和人體的散熱都會對精度有影響，所以研磨工作一天只能進行兩次，其餘的時間用於溫度平衡。

2016年，長春光機所光柵中心終於完成了大光柵刻劃機的研製，並成功製造出面積達400毫米×500毫米的世界上面積最大的中階梯光柵。

國際上掌握光柵研製技術的國家很少，大面積高精度光柵是科技強國競爭的焦點。在此之前，只有美國能夠製作300毫米以上中階梯光柵。

大光柵刻劃機和大口徑光柵的成功，其意義不只是我們達到了世界領先水平，更重要的是它使我國的高端光譜儀器可以不再因為光柵的限制而受制於人。光柵類似於電腦的CPU，是光譜分析等儀器的核心部件，用於天文觀測、光通訊等領域，過去此類產品我國完全依賴進口。曾經，我國的天文學家就因為大面積光柵受限，而與中國的深空望遠鏡失之交臂。今天，光柵人通過努力，終於讓中國光譜儀擁有了自己的中國芯。

央視新聞評價說，該成果的取得，填補了我國戰略高技術領域所需大光柵的空白，打破西方發達國家產品壟斷和技術嚴控的局面。注意這裡的用詞——「戰略高技術領域」。

最後再提一下，這種「精密機械王中王」也有著巨大的軍事用途，比方說激光相控陣雷達，光學成像設備等。

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