光谱仪器行业有了,我国造出世界最大面积中阶梯光栅

我国造出世界最大面积中阶梯光栅

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本报长春11月13日电
记者从中科院长春光机所获悉:由该所承担的国家重大科研装备研制项目“大型高精度衍射光栅刻划系统的研制”11日通过验收,并制造出世界最大面积中阶梯光栅。这标志着我国大面积高精度光栅制造中的相关技术达到国际领先水平,结束了在高精度大尺寸光栅制造领域受制于人的局面。

图为世界最大面积中阶梯光栅。

衍射光栅是一种纳米精度周期性微结构的精密光学元件,在光谱学、天文学、激光器、光通讯、信息存储等领域中有重要应用。光栅面积大可获得高集光率和分辨本领,精度高可获得更好的信噪比,但制造出大而精的光栅是世界性难题。

近日,由中科院长春光机所承担的国家重大科研装备研制项目“大型高精度衍射光栅刻划系统的研制”顺利通过验收。这标志着我国大面积高精度光栅制造中的相关技术已达到国际水平,结束了我国在高精度大尺寸光栅制造领域受制于人的局面。

光栅刻划机是制作光栅的母机,因其部件的加工装调精度难,运行保障环境要求高,被誉为“精密机械之王”,本项目研制的光栅刻划机,几乎所有关键部件都冲击世界极限水平。研制期间,科研人员突破了精密机械加工、精密光学加工、精密检测、高精度微位移控制等一系列关键技术,并研制出面积达400毫米×500毫米、精度为10纳米的光栅,这也是目前世界上面积最大的中阶梯光栅。

衍射光栅是一种具有纳米精度周期性微结构的精密光学元件。它作为核心色散单元器件,在光谱学、天文学、激光器、光通讯等诸多领域中具有重要应用价值。光栅面积大可获得高集光率和分辨本领,精度高可获得更好的信噪比,但同时将光栅“做大”和“做精”属于世界性难题。我国战略高技术领域所需要的高精度大尺寸光栅受到国外严格限制。随着科学技术的发展,大面积高精度中阶梯光栅已经成为制约我国相关领域技术发展的“短板”,此类光栅研制也是各光栅强国之间展开竞争的焦点。

此前,只有美国能够制作300毫米以上中阶梯光栅,我国的中阶梯光栅制造能力不足300毫米,精度也达不到10纳米精度水平,战略高技术领域所需要的高精度大尺寸光栅受到国外严格限制。项目负责人、中科院长春光机所研究员唐玉国表示,大型高精度光栅刻划系统以及大面积中阶梯光栅的研制成功,能帮助我国光谱仪器行业摆脱“有器无心”局面,改变我国光谱仪器产业处于行业低端现状。

2008年,在中国科学院和财政部共同支持下,长春光机所开始“大型高精度衍射光栅刻划系统”的研制工作,目标为研制一台刻划面积属世界之最、技术水平达国际领先的大型高精度衍射光栅刻划机,突破精密机械加工、精密光学加工、精密检测、高精度微位移控制等一系列关键技术,并研制出面积达400毫米×500毫米的中阶梯光栅。