長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)隊由中國工程學(xué)院院士莊松林領(lǐng)導(dǎo)，花了12年時間開發(fā)高性能光譜儀器，使這些環(huán)保、生命科學(xué)、冶金工業(yè)、國防安全等領(lǐng)域的問題“中國版”答案。

　　攻破核心“核心”

　　為何說是“中國版”答案？事實證明，許多發(fā)達(dá)國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)品在全球市場上處于壟斷地位，占據(jù)高性能光譜儀器市場的90%以上。然而，光譜儀器在國內(nèi)光學(xué)領(lǐng)域長期存在“空心化”問題，技術(shù)的發(fā)展受制于人，設(shè)備也長期依賴進(jìn)口。

　　“購買進(jìn)口光學(xué)儀器價格昂貴，不支持按需定制。”這是困擾國內(nèi)光學(xué)研究多年的一個重要問題。因此，在莊松林院士的指導(dǎo)下，張大偉的團(tuán)隊于2009年開始實現(xiàn)光譜儀器“國產(chǎn)化替代”研究之路。

　　“盡管市場上光譜儀器種類繁多，但它們都依賴于光源、分光光柵和檢測器三個關(guān)鍵元件，這是光譜儀器核心的核心。”張大偉介紹，“要想不被牽著走，就必須走出自己的路?！彼裕瑘F(tuán)隊在研發(fā)之初，就把重點放在攻克三大核心元器件關(guān)鍵技術(shù)上。

　　“小器件”里蘊藏“真功夫”

　　“說起來容易，做起來難，三大類元器件，每一個元器件都有自己的技術(shù)瓶頸?！睆埓髠ヌ寡浴＞凸鈻哦?，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個刻槽。每個刻槽的精度、均勻性和一致性都非常高?！斑@相當(dāng)于100米賽跑，運動員從起點到終點，直線誤差不能超過0.18毫米?！睆埓髠ソ忉尩?。

　　在長達(dá)12年的探索過程中，團(tuán)隊與國內(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)隊測試并比較了參與開發(fā)的光譜儀器和國際知名制造商的產(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)到國際先進(jìn)水平，并取得CPA及國際CE相關(guān)認(rèn)證。

　　最硬的“底氣”是團(tuán)隊組合拳

　　獲得國家和省部級一級學(xué)會一等獎4項，專利授權(quán)49項，軟件授權(quán)4項，學(xué)術(shù)論文發(fā)表38篇……在這一系列成就的背后，團(tuán)隊成員一次又一次地面對“光柵刻劃錯誤”“薄膜脫落”各種問題的不懈堅持，也源于他們在各自領(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。在照明儀器的檢測下，極小的缺陷也會暴露出來?？紤]到關(guān)鍵部件應(yīng)用于儀器時可能造成的誤差，無論缺陷有多小，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，我們激發(fā)了堅持下去的動力。團(tuán)隊合作是我們最強大的信心?！眻F(tuán)隊成員徐邦聯(lián)說。在研究生學(xué)習(xí)期間，他加入了張大偉的項目研究團(tuán)隊，與他一起參與該項目的大四學(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。“這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。