高性能條紋相機洞悉「瞬息萬變」

本報訊 (記者郭超豪)在瞬息萬變的自然界，人類能看到的景象其實只是「九牛一毛」。體育比賽中常用的高速攝影機，每秒拍攝的畫面大約幾百幅；市面上性能最好的單反相機，快門速度的極限為1/2000秒。這些都不足以讓我們研究廣泛存在於自然或科學技術研究中極其短暫的瞬態事件，例如植物的光合作用過程、超大規模集成電路所產生的電脈等等。昨天上午，由中國科學院西安光學與精密機械研究所承擔的國家重大科研裝備研製項目「高性能條紋相機的研製」順利通過驗收，又一「國之重器」正式投入使用。

條紋相機是同時具備超高時間分辨(皮秒到飛秒級)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。

中國科學院院士侯洵告訴記者，這組高性能條紋相機的性能，可以在一秒內拍攝千億至萬億幅圖像畫面，解決了我國條紋相機這一高端科學儀器受制於人的境況。

「條紋相機的研製涉及光學、光電子、超快電子學、微電子學、精密機械和計算機等多門學科，研製起點高、難度大。作為十分敏感的尖端技術，條紋相機的國際學術研究成果及器件設備的共享性很低，國外相關的技術對我國實行嚴格的封鎖，對條紋相機也實行嚴格的出口管制。」侯洵說。

2012年1月起，中國科學院西安光學精密機械研究所啟動「高性能條紋相機的研製」項目，針對高性能條紋相機的時間解析度、動態範圍和同步頻率三個主要技術指標的提升，解決了條紋相機製備過程中存在的各種工藝問題和工程實施難題，在行波偏轉板前置短磁聚焦電子光學系統設計、各向異性聚焦電子光學系統設計、高性能光電陰極製作工藝、真空轉移密封工藝、超快斜坡脈衝產生電路、電子脈衝時空調製技術等關鍵技術領域取得了系列突破和多項創新性成果。

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