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太陽X射線-極紫外成像儀4米碳化硅反射鏡研制團(tuán)隊(duì)。長春光機(jī)所供圖“科技工作者要做建設(shè)大軍里真正的排頭兵。這個排頭兵不僅是要找一條路，還要披荊斬棘，讓后面的建設(shè)大軍能夠跟上來?！敝袊茖W(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所（以下簡稱長春光機(jī)所）第一任所長王大珩對科技工作者創(chuàng)新責(zé)任的解釋，影響著一代又一代科研人員。1400萬斤小米，是國家在20世紀(jì)50年代撥給王大珩創(chuàng)辦中國科學(xué)院儀器館（長春光機(jī)所前身）的首筆經(jīng)費(fèi)，新中國的光學(xué)事業(yè)由此起步。在王大珩的帶領(lǐng)下，長春光機(jī)所熔煉出中國第一爐光學(xué)玻璃，從而結(jié)束了中國沒有光學(xué)玻璃的歷史。早年，王大珩提出從技術(shù)攻關(guān)到儀器研制“一竿子插到底”的精神。經(jīng)過半個多世紀(jì)的沉淀和積累，長春光機(jī)所在新時期凝練出“博大精深、科學(xué)務(wù)實(shí)、團(tuán)結(jié)奉獻(xiàn)、開放共贏”的“長光精神”，指引著年輕的科研人員延續(xù)前輩至精至專、做深做透的優(yōu)良傳統(tǒng)，繼續(xù)腳踏實(shí)地、“追光”前行。博大精深：10年“冷板凳”迎來“大項(xiàng)目”趙文興1978年考入長春光機(jī)所，成為王大珩的研究生。他傳承了老師提出的“一竿子插到底”精神，并將其發(fā)揚(yáng)光大，不局限于已有的研究成果，轉(zhuǎn)而投入博大精深的新材料研究。趙文興最初的研究方向是玻璃材料。20世紀(jì)90年代，時任長春光機(jī)所奧普光學(xué)材料事業(yè)部主任的趙文興在國外訪問時看到碳化硅反射鏡，迅速意識到碳化硅作為反射鏡材料的巨大優(yōu)勢，“這個材料跟玻璃比剛度更好、熱量傳播更快，我們也應(yīng)該試試”。當(dāng)時，碳化硅反射鏡已在國外光電裝備實(shí)現(xiàn)應(yīng)用，但國內(nèi)該領(lǐng)域尚處空白狀態(tài)。趙文興認(rèn)為，碳化硅比玻璃更適合研制大口徑反射鏡，也是未來光學(xué)材料發(fā)展繞不過去的一道坎兒。此前，長春光機(jī)所曾試圖從國外購買碳化硅反射鏡材料，對方卻以涉及關(guān)鍵戰(zhàn)略領(lǐng)域?yàn)橛桑芙^向中國出售?？紤]到從國外購買材料、引進(jìn)技術(shù)均受到限制，趙文興回國后立即向所里申請開展碳化硅材料的研究。盡管他對碳化硅材料的了解不多，但他時常提起一句話：“我是王大珩的學(xué)生，不能丟了老師的名聲?！?998年，年近50歲的趙文興帶領(lǐng)5個人的團(tuán)隊(duì)開啟了碳化硅材料制備技術(shù)的攻關(guān)。在接下來的10年時間里，這個攻關(guān)團(tuán)隊(duì)默默無聞地忙碌著，在外人眼中顯得有些沉寂。2008年，趙文興所在的長春光機(jī)所光學(xué)中心研究團(tuán)隊(duì)研制出我國首套具有自主知識產(chǎn)權(quán)的0.7米量級碳化硅反射鏡。當(dāng)時，世界上應(yīng)用于可見光望遠(yuǎn)鏡的碳化硅反射鏡最大口徑為1.5米量級。雖然沒有做到世界最大，但研究團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了我國碳化硅反射鏡從“0”到“1”的突破。坐了10年“冷板凳”的趙文興團(tuán)隊(duì)終于迎來了“大項(xiàng)目”——2009年9月，國家重大科研裝備研制項(xiàng)目啟動，宣布研發(fā)4米碳化硅反射鏡。4米，趙文興等人很清楚，這是當(dāng)時碳化硅反射鏡口徑的全球之最。用4米碳化硅反射鏡做成的望遠(yuǎn)鏡，在地面上能看清太空中拳頭大小的碎片。2010年至2016年，趙文興團(tuán)隊(duì)先后5次開展4米碳化硅反射鏡坯制備試驗(yàn)。前面4次均因鏡坯出現(xiàn)裂紋宣告失敗，但大家并沒有氣餒，因?yàn)榱鸭y的寬度在逐漸縮小。直到2016年第五次試驗(yàn)，鏡坯終于研制成功。在此基礎(chǔ)上，長春光機(jī)所陸續(xù)突破了一系列反射鏡制造關(guān)鍵技術(shù)，2米、2.4米、3米單體碳化硅反射鏡相繼研制成功；圍繞著大口徑反射鏡制造的工藝路線，一整套完整的、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的加工、檢測裝備同步開發(fā)完成；研制的以4米量級磁流變高精度拋光設(shè)備、多姿態(tài)擺臂輪廓儀為代表的系列裝備更是國際上都沒有的精密制造設(shè)備。2018年8月，經(jīng)過近10年的艱苦攻關(guān)，直徑4.03米、重量僅1.6噸的碳化硅反射鏡研制成功，并順利通過驗(yàn)收。這是世界上公開報道的最大口徑碳化硅單體反射鏡，意味著大口徑反射鏡制造的全部核心技術(shù)真正掌握在中國人自己手中。如今，在長春光機(jī)所中央的小花園里還保留著趙文興團(tuán)隊(duì)在2015年研制的第四塊碳化硅反射鏡坯。它的外觀呈圓餅狀，中間有一孔，鏡面還有當(dāng)年試驗(yàn)出現(xiàn)的裂紋。這里已經(jīng)成為研究所一處地標(biāo)性景觀。趙文興也將接力棒傳遞到以長春光機(jī)所研究員張舸為首的年輕人手中。關(guān)于光學(xué)材料的故事還在續(xù)寫。科學(xué)務(wù)實(shí)：將光柵“做大”“做精”長春光機(jī)所是中國光柵的發(fā)源地。1958年，這里開始研制我國第一臺光柵刻劃機(jī)，誕生了我國第一塊光柵。1964年，我國第一顆原子彈爆炸試驗(yàn)的光譜設(shè)備，就使用了這里自主研制的光柵。李文昊，國家光柵制造與應(yīng)用工程技術(shù)研究中心主任，2002年本科畢業(yè)后來到長春光機(jī)所工作并讀博，一直從事光柵的研制工作。如今，李文昊正帶領(lǐng)一個年輕的大光柵團(tuán)隊(duì)追隨老一輩科學(xué)家的足跡，繼續(xù)“追光”前行。在這個團(tuán)隊(duì)中，35歲以下的年輕人占比70%?？茖W(xué)務(wù)實(shí)、敢闖敢拼是他們的科研寫照。2025年5月，李文昊團(tuán)隊(duì)在大口徑光柵衍射波前控制方面取得進(jìn)展，相關(guān)研究成果發(fā)表于《光：科學(xué)與應(yīng)用》。該研究提出了一種光柵-激光互補(bǔ)式的工作臺位移測量技術(shù)，可以補(bǔ)償工作臺運(yùn)動誤差引起的光柵刻線誤差，實(shí)現(xiàn)大口徑光柵的高精度制作。李文昊告訴《中國科學(xué)報》，光柵是一種具有周期性微結(jié)構(gòu)的精密光學(xué)元件，在光譜學(xué)、天文學(xué)、激光器、高端儀器裝備等諸多領(lǐng)域都有重要應(yīng)用。光柵面積大，可獲得高集光率和量程；光柵精度高，可獲得更好的信噪比和分辨率。但是，同時將光柵“做大”和“做精”，屬于世界性難題，也成為制約我國相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的短板。盡快攻克此類光柵制備技術(shù)，是各光柵強(qiáng)國之間競爭的焦點(diǎn)。國家光柵制造與應(yīng)用工程技術(shù)研究中心科研團(tuán)隊(duì)先后于2016年研制成功大型高精度衍射光柵刻劃系統(tǒng)、2019年研制成功1.5米掃描干涉場曝光系統(tǒng)等大面積高精度光柵制造裝備，并于2024年制造出面積為1500毫米×420毫米的“既大又精”的全息光柵，使我國光柵制造水平達(dá)到國際一流水平。談及如何帶領(lǐng)年輕團(tuán)隊(duì)承擔(dān)重要任務(wù)，李文昊有自己的一套經(jīng)驗(yàn)。他告訴《中國科學(xué)報》，首先，通過分階段驗(yàn)證降低不確定性，將高風(fēng)險課題拆解為多個階段性目標(biāo)，通過小規(guī)模實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證核心假設(shè)的可行性，再逐步推進(jìn)；其次，通過系統(tǒng)化風(fēng)險評估與管理，列出技術(shù)難度、資源限制等潛在風(fēng)險，評估其發(fā)生概率和影響程度，優(yōu)先解決高概率、高影響的問題；最后，通過合理分配資源，將大部分資源投入中低風(fēng)險的主流方向，預(yù)留小部分探索高風(fēng)險、高回報課題。今年，李文昊團(tuán)隊(duì)的主要攻關(guān)項(xiàng)目集中在光柵制造和光柵位移傳感應(yīng)用兩方面。在光柵制造方面，團(tuán)隊(duì)將創(chuàng)立米級尺寸原子精度測量光柵制造理論體系，破解同時實(shí)現(xiàn)“米級尺寸”和“原子精度”光柵制造的世界性難題；在光柵位移傳感應(yīng)用方面，團(tuán)隊(duì)正在打通高精度光柵尺核心器件-部件集成-檢測標(biāo)定全鏈條，全面突破光柵測量技術(shù)“卡點(diǎn)”，形成高精度光柵尺完整技術(shù)體系。團(tuán)結(jié)奉獻(xiàn)：30多年追趕打破封鎖在這群“追光人”中，長春光機(jī)所研究員陳波用30多年時間，刻苦鉆研空間X射線、極紫外相機(jī)、遠(yuǎn)紫外波段光學(xué)技術(shù)，并將其應(yīng)用于空間領(lǐng)域。1984年，陳波從吉林大學(xué)物理系畢業(yè)后，進(jìn)入長春光機(jī)所工作。當(dāng)時，我國剛剛開始研究X射線、極紫外等波長較短的電磁輻射，國外相關(guān)技術(shù)產(chǎn)品又面向國內(nèi)禁售。在王大珩“一竿子插到底”精神的感召和引領(lǐng)下，陳波帶領(lǐng)科研人員奮起直追。20世紀(jì)90年代，陳波作為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，開始承擔(dān)我國航天工程中極紫外波段成像載荷研制任務(wù)。極紫外光的波長約為可見光的1/20，輻射亮度極其微弱，對光學(xué)儀器的研制要求非常高。比如，為了在該波段具有更高的反射率，陳波團(tuán)隊(duì)需要鍍制三明治結(jié)構(gòu)膜層，膜層厚度只有頭發(fā)絲直徑的萬分之一，鍍制層數(shù)高達(dá)上百層。“太陽是地球空間天氣的源頭，它‘打噴嚏’，地球就得‘發(fā)燒’‘感冒’，我們就像太陽和地球的攝影師，在更短波段范圍給太陽和地球拍照?！标惒ǜ嬖V《中國科學(xué)報》，“X射線-極紫外-遠(yuǎn)紫外波段是一個全新波段，其波長很短，但通過這個波段我們可以看到肉眼看不到的現(xiàn)象，可以更早知道太陽的變化，以預(yù)報空間天氣情況?！彪m然我國空間X射線-極紫外-遠(yuǎn)紫外波段成像技術(shù)領(lǐng)域起步較晚，但陳波經(jīng)常鼓勵團(tuán)隊(duì)成員上下一心、團(tuán)結(jié)一致、勇往直前。他們最終破解了材料反射率低、目標(biāo)信號微弱等一系列難題，成功研制出具有國際先進(jìn)水平的成像載荷，空間X射線-極紫外-遠(yuǎn)紫外波段成像技術(shù)及應(yīng)用2024年獲國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎二等獎。在長春光機(jī)所的展廳里，有一臺穿著亮閃閃衣服的特別望遠(yuǎn)鏡?！斑@是太陽X射線-極紫外成像儀的一比一模型，真機(jī)搭載在2021年7月5日成功發(fā)射的風(fēng)云三號E星上，是國際上首臺具有X射線和極紫外兩個波段的太陽成像儀。”陳波說。以往對X射線和極紫外兩個波段進(jìn)行成像監(jiān)測，需要搭載兩臺載荷，而陳波團(tuán)隊(duì)研制的太陽X射線-極紫外成像儀集成了掠入射和正入射兩種成像方式，首次用一臺載荷完成了兩個波段的成像監(jiān)測，既節(jié)省了空間，又減輕了載荷重量。2024年3月，“鵲橋二號”中繼衛(wèi)星成功發(fā)射，該衛(wèi)星搭載了陳波團(tuán)隊(duì)研發(fā)的極紫外相機(jī)?！斑@臺相機(jī)可以給地球拍攝特殊的照片，科學(xué)家利用這些圖像數(shù)據(jù)研究太陽活動如何影響地球空間環(huán)境，以及地球空間環(huán)境的演化過程，幫助預(yù)測可能造成危害的空間天氣事件?！标惒ㄕf。當(dāng)年的“小陳”已經(jīng)變成現(xiàn)在的“老陳”。陳波團(tuán)隊(duì)傳承了長春光機(jī)所的優(yōu)良傳統(tǒng)，從應(yīng)用基礎(chǔ)研究做起，幾十年如一日，團(tuán)結(jié)奉獻(xiàn)、厚積薄發(fā)，不僅打破了國外封鎖，還滿足了國家重大工程任務(wù)需求。開放共贏：“追光”青年登上國際舞臺2020年底，31歲的李煒結(jié)束了在美國近10年的學(xué)習(xí)和工作，回國擔(dān)任長春光機(jī)所微納光子學(xué)與材料國際實(shí)驗(yàn)室主任。談及為什么選擇長春光機(jī)所，李煒告訴《中國科學(xué)報》，長春光機(jī)所是新中國在光學(xué)領(lǐng)域建立的第一個研究所，誕生了很多“第一”的成果——我國第一臺高精度經(jīng)緯儀、第一臺電子顯微鏡、第一臺高溫金相顯微鏡、第一臺多臂投影儀、第一爐光學(xué)玻璃等。這里是中國光學(xué)的搖籃，更是從事光學(xué)研究的青年們的向往之地?；貒蟛痪茫顭槇F(tuán)隊(duì)在國際上首次利用單個器件、單次測量，獲得了高維度光場的光譜、偏振、光強(qiáng)等信息。2024年5月，相關(guān)研究成果發(fā)表于《自然》，這是長春光機(jī)所作為第一完成單位，首次在《自然》發(fā)表論文，實(shí)現(xiàn)了零的突破。時隔半年，李煒團(tuán)隊(duì)的又一項(xiàng)重大成果發(fā)表于《科學(xué)》，這也是長春光機(jī)所作為第一完成單位，首次在《科學(xué)》發(fā)表論文。文章稱，研究人員發(fā)現(xiàn)了一種無需消耗能源即可完成制冷的新策略，可大幅節(jié)約能源并減少溫室氣體排放。擔(dān)任微納光子學(xué)與材料國際實(shí)驗(yàn)室主任以來，李煒從美國、日本、法國等引進(jìn)了多位高水平科研人員，并推動實(shí)驗(yàn)室與國內(nèi)外頂尖高校研究機(jī)構(gòu)開展學(xué)術(shù)交流與合作。李煒介紹，如今微納光子學(xué)與材料國際實(shí)驗(yàn)室會聚了世界各地的科研學(xué)者，外籍科研人員約占1/5?！安煌瑖?、不同學(xué)術(shù)背景的科研人員可以優(yōu)勢互補(bǔ)、形成合力，在科學(xué)領(lǐng)域做出有重要影響力的成果?！崩顭樥f。日前，李煒榮獲2025年度中國青年五四獎?wù)隆＿@位“追光”青年正帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在光電信息領(lǐng)域持續(xù)深耕，一邊探索前沿技術(shù)，一邊嘗試破解應(yīng)用難題，力爭產(chǎn)出更多優(yōu)秀成果?！啊桓妥硬宓降住木袷情L春光機(jī)所一直以來的原動力?！遍L春光機(jī)所黨委書記、副所長金宏說，“國家需要什么，我們就做什么。能否成功并非第一選項(xiàng)，抱著執(zhí)著的態(tài)度‘死磕’，一定能攻克‘卡脖子’難題?！毙聲r期，長春光機(jī)所的“追光人”正用實(shí)際行動讓“博大精深、科學(xué)務(wù)實(shí)、團(tuán)結(jié)奉獻(xiàn)、開放共贏”的“長光精神”薪火相傳、發(fā)揚(yáng)光大。（原載于《中國科學(xué)報》?2025-06-10?第1版?要聞）