光,不只是照亮世界。从第一台天文望远镜诞生到遍及全球的光纤通讯,光对科学、社会和人类都产生了重要而广泛的影响。
应用光学国家重点实验室是我国设立最早的国家重点实验室之一,依托单位为中科院长春光机所。实验室的主要创建者是新中国光学事业的奠基人、两院院士王大珩先生。上世纪80年代,为进一步加强光学应用基础研究,大珩先生组织应用光学国家重点实验室启动建设,经过30多年的发展沉淀,实验室发展并形成了短波光学、空间光学、前沿光学技术与应用三个研究方向。短波光学——精细至极。
沸沸扬扬的“中兴事件”把国人的目光都汇聚到了“芯片”关键器件上,它看似不起眼却牵一发而动全身。芯片制备所涉及到的一系列高端设备也就愈发显得举足轻重,而这其中最为重要的就是光刻机。光刻投影物镜则是光刻机中最核心的部件之一,它的设计与制造代表着当代精密光学与精密机械的最高水平。光刻物镜的难度就集中在两个字——“精度”。
以极紫外光刻物镜为例,其光学系统由6片锅盖大小的非球面反射镜组成,这些反射镜的面形精度要求、镀膜要求以及支撑要求都极为苛刻。2017年6月,应用光学国家重点实验室承担的“极紫外光刻关键技术研究”顺利通过初步验收,在国内首次获得EUV投影光刻32nm曝光图形,为我国真正自主掌握高端微电子制造技术奠定了基础。空间光学——拓展无限视野。
卫星等空间飞行器赋予光学仪器以无限的视野,对地可以观测地球每个角落,对天可以深及宇宙边缘。应用光学国家重点实验室研发的各类空间光学遥感仪器始终处于国内领先水平。其中最具有代表性的当属离轴三反光学技术。离轴三反光学系统与同轴反射式光学系统相比,具有视场大、无中心遮拦等特点。其视场角是同轴系统的10倍以上,在同样轨道高度下观测的范围也是同轴系统的10倍以上,而且成像质量更好。
可以大幅提升卫星对地成像观测的效率和质量。如今这一光学系统已成功应用于六个航天型号任务、十余台空间光学载荷。
前沿光学技术与应用——蓄积创新动力。前沿探索是提升创新能力的关键,多年来应用光学国家重点实验室持续关注国内外光学领域发展动向,布局新的应用光学方向。在微纳光学与系统领域,实验室面向便携式生化分析技术与无标超高灵敏度生物传感开展前沿基础与应用研究。所研制的CD-Like全血生化分析仪,可以仅用一滴血、在短短的几分钟内就实现对人体血液中十余项生理指标的自动检测,未来有望广泛应用于基层医院甚至家庭。