長(zhǎng)江水中各種微生物的含量是否影響水質(zhì)？沙漠中荒涼的土地富含什么神奇的元素？在天空中工作的衛(wèi)星如何識(shí)別地面植被和海水的分布和成分信息？……上海理工大學(xué)光電學(xué)院張大偉團(tuán)隊(duì)由中國(guó)工程學(xué)院院士莊松林領(lǐng)導(dǎo)，花了12年時(shí)間開發(fā)高性能光譜儀器，使這些環(huán)保、生命科學(xué)、冶金工業(yè)、國(guó)防安全等領(lǐng)域的問題“中國(guó)版”答案。

　　攻破核心“核心”

　　為何說(shuō)是“中國(guó)版”答案？事實(shí)證明，許多發(fā)達(dá)國(guó)家將高性能光譜儀器視為保持科學(xué)儀器領(lǐng)域領(lǐng)先地位的關(guān)鍵。相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品在全球市場(chǎng)上處于壟斷地位，占據(jù)高性能光譜儀器市場(chǎng)的90%以上。然而，光譜儀器在國(guó)內(nèi)光學(xué)領(lǐng)域長(zhǎng)期存在“空心化”問題，技術(shù)的發(fā)展受制于人，設(shè)備也長(zhǎng)期依賴進(jìn)口。

　　“購(gòu)買進(jìn)口光學(xué)儀器價(jià)格昂貴，不支持按需定制。”這是困擾國(guó)內(nèi)光學(xué)研究多年的一個(gè)重要問題。因此，在莊松林院士的指導(dǎo)下，張大偉的團(tuán)隊(duì)于2009年開始實(shí)現(xiàn)光譜儀器“國(guó)產(chǎn)化替代”研究之路。

　　“盡管市場(chǎng)上光譜儀器種類繁多，但它們都依賴于光源、分光光柵和檢測(cè)器三個(gè)關(guān)鍵元件，這是光譜儀器核心的核心?！睆埓髠ソ榻B，“要想不被牽著走，就必須走出自己的路?！彼?，團(tuán)隊(duì)在研發(fā)之初，就把重點(diǎn)放在攻克三大核心元器件關(guān)鍵技術(shù)上。

　　“小器件”里蘊(yùn)藏“真功夫”

　　“說(shuō)起來(lái)容易，做起來(lái)難，三大類元器件，每一個(gè)元器件都有自己的技術(shù)瓶頸?！睆埓髠ヌ寡?。就光柵而言，手里只有手機(jī)大小的一半。雖然不大，但平均每1毫米刻2000到3000個(gè)刻槽。每個(gè)刻槽的精度、均勻性和一致性都非常高。“這相當(dāng)于100米賽跑，運(yùn)動(dòng)員從起點(diǎn)到終點(diǎn)，直線誤差不能超過0.18毫米。”張大偉解釋道。

　　在長(zhǎng)達(dá)12年的探索過程中，團(tuán)隊(duì)與國(guó)內(nèi)合作單位聯(lián)合攻關(guān)，接連啃下“硬骨頭”進(jìn)行脈沖氙燈，光柵，CCD三種高精度關(guān)鍵元件和全譜原子光譜分析儀器的開發(fā)和工程開發(fā)，成功建立了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的光譜儀器和關(guān)鍵元件的創(chuàng)新體系。該團(tuán)隊(duì)測(cè)試并比較了參與開發(fā)的光譜儀器和國(guó)際知名制造商的產(chǎn)品，如開發(fā)ICP-5000全譜原子光譜儀、水質(zhì)分析儀等一系列高性能光譜儀質(zhì)分析儀等一系列高性能光譜儀均達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，并取得CPA及國(guó)際CE相關(guān)認(rèn)證。

　　最硬的“底氣”是團(tuán)隊(duì)組合拳

　　獲得國(guó)家和省部級(jí)一級(jí)學(xué)會(huì)一等獎(jiǎng)4項(xiàng)，專利授權(quán)49項(xiàng)，軟件授權(quán)4項(xiàng)，學(xué)術(shù)論文發(fā)表38篇……在這一系列成就的背后，團(tuán)隊(duì)成員一次又一次地面對(duì)“光柵刻劃錯(cuò)誤”“薄膜脫落”各種問題的不懈堅(jiān)持，也源于他們?cè)诟髯灶I(lǐng)域不斷追求技術(shù)的卓越。

　　“光柵雕刻、光譜儀器的穩(wěn)定性、探測(cè)器的紫外線響應(yīng)等都是研究過程中極其難以克服的問題。在照明儀器的檢測(cè)下，極小的缺陷也會(huì)暴露出來(lái)?？紤]到關(guān)鍵部件應(yīng)用于儀器時(shí)可能造成的誤差，無(wú)論缺陷有多小，都不能忽視。只有親身經(jīng)歷過，我們才能知道困難。然而，當(dāng)我們看到其他合作伙伴的奉獻(xiàn)精神時(shí)，我們激發(fā)了堅(jiān)持下去的動(dòng)力。團(tuán)隊(duì)合作是我們最強(qiáng)大的信心。”團(tuán)隊(duì)成員徐邦聯(lián)說(shuō)。在研究生學(xué)習(xí)期間，他加入了張大偉的項(xiàng)目研究團(tuán)隊(duì)，與他一起參與該項(xiàng)目的大四學(xué)生和姐妹們現(xiàn)在都在不同的崗位上，繼續(xù)為光學(xué)儀器的研究貢獻(xiàn)力量?！斑@可能是一種科研工作者精神的相互影響和傳承?！毙彀盥?lián)說(shuō)。