图为飞秒条纹相机。 记者 郭静原摄
突破尖端仪器装备欠缺
作为十分敏感的尖端技术，条纹相机的国际学术研究成果及器件设备的共享性很低，要想不受制于人，我国就必须制造自己的仪器装备
利用条纹相机，所能获取的图像信息可不止先后次序这么简单。
“以植物光合作用为例，作为地球上最大的太阳能利用过程，国际上的相关研究已经产生了6个诺贝尔奖。但光与叶绿素接触后，究竟是如何变成化学能保留下来的？这其中的演化过程太快了，至今还没有被研究清楚。”侯洵说。
不仅如此，在同步辐射装置以及正负电子对撞机等大型装置中，条纹相机可以诊断粒子束团的长度等关键性能指标，为重大装置的改进和性能提升提供参考依据；在国防安全及空间领域，条纹相机技术是爆轰物理研究中冲击波速度、自由面速度以及爆轰温度等常规武器性能评估的关键测量手段；基于条纹相机技术的新型激光三维成像雷达，是一种可以在探测器和目标物同时高速移动的情况下进行瞬时成像的系统，可用于水雷搜索、海矿探测、地形地貌勘探等。
在前沿技术研发与国家重大科学工程面前，条纹相机都能派上大用场。“而只有把这些过程看清楚了，科学家才有可能进行干预，控制其朝着对人类有用的方向发展。”侯洵说。
“但是，作为十分敏感的尖端技术，条纹相机的国际学术研究成果及器件设备的共享性很低，国外相关技术对我国实行严格封锁，并对条纹相机实行严格的出口管制。”赵卫表示，条纹相机的研制涉及光学、超快电子学、微电子学、精密机械和计算机等多门学科，研制起点高、难度大，国内仅有少数单位具备初步研发能力，而西安光机所已在条纹相机领域拥有50多年的研究历史。
在中国科学院副院长张涛看来，想取得原创性科研成果，必须要打造中国自己的仪器装备。“中国科学院研制条纹相机，就是要解决国家‘卡脖子’的事情，换句话说，越是受制于人的，我们就越要自己做。”张涛说。
2012年1月份，在中国科学院和财政部的策划支持下，西安光机所承担了“高性能条纹相机的研制”国家重大科研装备项目，旨在进一步提高条纹相机的综合功能和性能指标，发展具有自主知识产权的高性能、高可靠性、实用化条纹相机系统，并形成一定的批量生产能力，满足国家大科学工程和国家重大基础前沿研究不断增长的数量和高性能指标需求。
长达5年的时间里，西安光机所在条纹相机的性能提升、种类发展、生产标准等方面艰苦攻关、不断创新技术。目前，他们已成功研制出8种类型的条纹相机，满足了不同应用背景和一些特殊应用环境的测量需求。
批量化生产专注实用
目前，3类条纹相机均已进入实用化，部分核心关键技术和工艺达到国际领先水平，预计到2020年可逐步推向市场
专家组一致认为：项目组完成了飞秒条纹相机、同步扫描条纹相机和大动态范围条纹相机的研制工作，所有技术指标均达到实施方案规定的考核指标要求，3类条纹相机均已进入实用化，整体性能达到国际先进水平；部分核心关键技术和工艺难题得以突破，达到国际领先水平。
此外，项目还建成设计与仿真平台、电真空器件制备平台、超快电子学技术平台、综合测试与分析评估平台，形成了模块化、小批量条纹相机的研制生产能力，并培养了一支高水平条纹相机专业化研发团队。专家组一致同意项目通过验收。
据验收团队成员介绍，高性能条纹相机已应用到西安电子科技大学的研究课题中——通过观察罗丹明细胞大分子浓度随时间的变化，反映出细胞活动规律，有助于新药研发，为发育生物学、癌症诊断和细胞疗法等领域提供参考。
“工欲善其事，必先利其器。仪器研发后，如果只是给科学家本人使用，就不能真正对行业起到促进作用。”张涛在充分肯定项目所取得成果的同时，指出项目团队应以项目验收作为新的工作起点，持续推动核心关键技术突破，保持仪器设备的核心竞争力；要进一步加强仪器设备的科学应用，促进重大科研成果产出；尽早实现研制仪器的产业化推广，更好地服务国家基础前沿研究，满足国际战略需求。
“目前，我们已建立条纹相机技术规范和标准，形成可仪器化条纹相机的生产能力；打破国际禁运与封锁，保证我国未来几十年基础前沿科学、战略高技术、国家大科学工程等领域对高性能条纹相机的需求。”赵卫透露，项目已实现小批量生产，预计到2020年，可实现条纹相机的规模化生产和销售，逐步推向市场。（记者 郭静原）
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