“小器件”里蕴藏“真功夫”最硬的“底气”

　　长江水中各种微生物的含量是否影响水质？沙漠中荒凉的土地富含什么神奇的元素？在天空中工作的卫星如何识别地面植被和海水的分布和成分信息？……上海理工大学光电学院张大伟团队由中国工程学院院士庄松林领导，花了12年时间开发高性能光谱仪器，使这些环保、生命科学、冶金工业、国防安全等领域的问题“中国版”答案。

　　攻破核心“核心”

　　为何说是“中国版”答案？事实证明，许多发达国家将高性能光谱仪器视为保持科学仪器领域领先地位的关键。相关技术和产品在全球市场上处于垄断地位，占据高性能光谱仪器市场的90%以上。然而，光谱仪器在国内光学领域长期存在“空心化”问题，技术的发展受制于人，设备也长期依赖进口。

　　“购买进口光学仪器价格昂贵，不支持按需定制。”这是困扰国内光学研究多年的一个重要问题。因此，在庄松林院士的指导下，张大伟的团队于2009年开始实现光谱仪器“国产化替代”研究之路。

　　“尽管市场上光谱仪器种类繁多，但它们都依赖于光源、分光光栅和检测器三个关键元件，这是光谱仪器核心的核心。”张大伟介绍，“要想不被牵着走，就必须走出自己的路。”所以，团队在研发之初，就把重点放在攻克三大核心元器件关键技术上。

　　“小器件”里蕴藏“真功夫”

　　“说起来容易，做起来难，三大类元器件，每一个元器件都有自己的技术瓶颈。”张大伟坦言。就光栅而言，手里只有手机大小的一半。虽然不大，但平均每1毫米刻2000到3000个刻槽。每个刻槽的精度、均匀性和一致性都非常高。“这相当于100米赛跑，运动员从起点到终点，直线误差不能超过0.18毫米。”张大伟解释道。

　　在长达12年的探索过程中，团队与国内合作单位联合攻关，接连啃下“硬骨头”进行脉冲氙灯，光栅，CCD三种高精度关键元件和全谱原子光谱分析仪器的开发和工程开发，成功建立了具有自主知识产权的光谱仪器和关键元件的创新体系。该团队测试并比较了参与开发的光谱仪器和国际知名制造商的产品，如开发ICP-5000全谱原子光谱仪、水质分析仪等一系列高性能光谱仪质分析仪等一系列高性能光谱仪均达到国际先进水平，并取得CPA及国际CE相关认证。

　　最硬的“底气”是团队组合拳

　　获得国家和省部级一级学会一等奖4项，专利授权49项，软件授权4项，学术论文发表38篇……在这一系列成就的背后，团队成员一次又一次地面对“光栅刻划错误”“薄膜脱落”各种问题的不懈坚持，也源于他们在各自领域不断追求技术的卓越。

　　“光栅雕刻、光谱仪器的稳定性、探测器的紫外线响应等都是研究过程中极其难以克服的问题。在照明仪器的检测下，极小的缺陷也会暴露出来。考虑到关键部件应用于仪器时可能造成的误差，无论缺陷有多小，都不能忽视。只有亲身经历过，我们才能知道困难。然而，当我们看到其他合作伙伴的奉献精神时，我们激发了坚持下去的动力。团队合作是我们最强大的信心。”团队成员徐邦联说。在研究生学习期间，他加入了张大伟的项目研究团队，与他一起参与该项目的大四学生和姐妹们现在都在不同的岗位上，继续为光学仪器的研究贡献力量。“这可能是一种科研工作者精神的相互影响和传承。”徐邦联说。