光学与精密机械

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王家骐 光学仪器专家。中国科学院长春光学精密机械与物理研究所研究员。1940年2月生于江苏苏州。1963年毕业于哈尔滨工业大学，1966年获中国科学院长春光学精密机械研究所硕士学位。现任长春光学精密机械与物理研究所学术委员会主任，兼任中国仪器仪表学会精密机械分会理事长、空间科学学会空间机械分会主任委员。 长期从事大型光学精密仪器设计、空间对地图像信息获取技术研究及总体误差理论分析。研究和开发了我国重大和重点工程需求的多种型号的大型、高集成度和高精密度的光学和光电仪器，突破了一系列关键技术，提高了我国有关领域的技术水平。 伴随着“神舟五号”、“神舟六号”载人航天飞船的上天，王家骐的名字享誉了航天界。今年65岁的他，现任中国科学院长春光学精密机械与物理研究所学术委员会主任、研究员，是中国载人航天工程分系统的主任设计师。多年来，他一直默默地工作在我国航天科技领域前沿，为提高我国航天有效载荷研制水平，作出了重要贡献。 “要成为一名光荣的航天科技工作者，为祖国争光！”这是少年时代王家骐的梦想。为此，他付出了大半生的心血。1966年8月，他以优异的成绩完成了中科院长春光机所研究生的学业、留所工作至今，曾任所长、所总工程师。提起王家骐，同事们都说：“王老师工作起来，有一股子钻劲，有一种忘我的拼搏精神。”王家骐坦言：“这是搞科研必备的素质。每当我们接受了一个新任务，无论困难、压力多大，我们都必须完成好，这是我们的职责所在。”凭着这股钻劲、韧劲和拼搏精神，他带领课题组战胜了一个又一个难题，完成了上级交给的一项又一项科研重任。 30年来，王家骐致力于探索光学信息获取技术研究的前沿，结合国家重大工程中的光学精密仪器的研制工作，对两类典型的有效载荷总体设计理论与技术进行了深入系统的研究，研制出了具有我国自主知识产权的多种型号的光电测控仪器和航天有效载荷，填补了国内空白。 一项项成就记录了王家骐30多年的追梦历程。回首30多年的航天科研路，因过度辛劳而满头银发的王家骐，脑子里像过电影一般。他告诉记者：“从1968年至今，可以说我这辈子就干了两件事儿：1986年以前，我干地面设备、光学精密仪器；近年来，我搞空间的大型有效载荷。”但30多年来，他搞一样成一样，科学奖拿了一项又一项。 60年代末，他主持研制某型号光电测控仪，仅用两年时间就研制成两台样机，并通过了鉴定，1978年获国家科技成果三等奖。1976年，又主持光电测控仪二型研制，使其性能进一步提高并通过鉴定，1981年获中科院科技成果二等奖。1980年，主持光电测控仪正样研制，解决了一系列技术关键，经得起各种恶劣环境的考验，1987年获中科院科技进步一等奖。1985年，他主持研制星敏感器和星光仿真器。经过3年的研究探索，完成研制任务，装备了有关实验室，1991年获中科院科技进步二等奖。1987年至今，他带领科研群体建立的长春光机所航天有效载荷研究、设计、生产和试验基地，目前承担了多项预研工作，在国内享有盛名。 面对事业上取得的一系列丰硕成果，他谦逊地说：“这些成果凝结着我们长春光机所几代人的心血，得益于国家、省及长春市方方面面的支持。特别值得一提的是，和我一起苦熬了多年的课题组成员们。他们让我感动，我欠他们的太多了！”提起“神五”、“神六”飞天，提起和自己一起日夜苦战的同伴们，他的眼睛一次次地湿润了……他说：“多年来，我们没有过过星期六、星期日，每年的元旦、春节‘五一’、 ‘十一’都不放假。在我们这群人的脑子里，压根就没有休息的概念。这么多人跟我一块干，这么累，而且还没有加班费，我真过意不去。他们真是好样的。”多年磨一剑，其中有太多的酸甜苦辣，都被成功的、喜悦的泪水冲淡了。 王家骐长舒了一口气，对记者说出了心里话：“成功了，‘神五’、‘神六’应用系统准确无误，我们悬着的心才落下来。这么多年没有白干啊，我们心里轻松了” 如今，王家骐正带领他的课题组，继续致力于神舟七号、八号飞船应用系统性能更加卓越的航天有效载荷研制。王家骐的任务更重了，责任也更大了。

【光学仪器组件】精密技术的结晶与科学探索的窗口 在探索自然奥秘、推动科技进步的征途中，光学仪器作为连接微观世界与宏观宇宙的重要桥梁，扮演着不可或缺的角色。从显微镜下的细胞结构解析，到望远镜中的星辰大海观测，再到激光技术引领的工业革命，光学仪器的每一次进步都离不开其内部精密组件的协同工作。本文将深入探讨光学仪器中几个关键组件的工作原理、技术特点及其在科学研究和工业应用中的重要意义。 https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/09/202409182258389282_8779_5405157_3.jpeg 一、镜头系统：光线的捕捉与聚焦 镜头系统是光学仪器的核心，它负责捕捉光线并将其准确聚焦到特定的平面上，形成清晰的图像或光斑。根据应用需求的不同，镜头系统可设计为凸透镜、凹透镜、反射镜等多种形式，通过组合使用以实现不同的成像效果。例如，在显微镜中，通过多组精密的透镜组合，能够将微小的物体放大数千倍，让科学家得以窥探微观世界的奥秘。 镜头系统的制造需要极高的精度和工艺水平。现代光学加工技术如超精密抛光、离子束刻蚀等，使得镜头表面的平整度、曲率半径等关键参数达到纳米级别，从而确保了成像质量的极致提升。此外，随着计算机辅助设计和仿真技术的发展，镜头系统的设计也变得更加科学、高效，能够根据不同应用场景的需求进行定制化设计。 https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/09/202409182258391042_934_5405157_3.jpeg 二、分光系统：光谱的解析与分离 分光系统是另一类重要的光学仪器组件，它能够将混合的光波按照波长或频率的不同进行分离，形成光谱图。这一过程不仅有助于科学家研究物质的组成、结构和性质，还为光谱分析、环境监测等领域提供了有力的技术支持。 分光系统的核心部件是色散元件，如棱镜、光栅等。这些元件利用光的色散原理，将不同波长的光波以不同的角度折射或反射出来，从而实现光谱的分离。随着技术的发展，现代分光系统已经能够实现连续光谱的高分辨率测量，为科学研究提供了更为精确的数据支持。 三、探测器与成像系统：光信号的转换与记录 探测器与成像系统是光学仪器中负责将光信号转换为电信号并记录下来的关键组件。它们通常包括光电传感器、电荷耦合器件（CCD）、互补金属氧化物半导体（CMOS）等元件。当光线照射到探测器上时，光子会激发探测器内部的电子产生电流或电荷变化，从而实现对光信号的检测。 成像系统则进一步将探测器输出的电信号转换为可视化的图像或数据。通过图像处理技术，可以对图像进行增强、滤波、分析等处理，提取出有用的信息。在现代科学研究和工业应用中，高灵敏度、高分辨率的探测器与成像系统已经成为不可或缺的工具，为科研人员提供了强大的数据支持。 https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/09/202409182258392273_1989_5405157_3.jpeg 四、光学调整与稳定系统：确保成像质量的稳定 光学调整与稳定系统是保障光学仪器成像质量稳定的重要一环。由于外界环境如温度、湿度、振动等因素的变化都会对光学系统的成像质量产生影响，因此需要通过精密的调整与稳定机制来消除这些干扰。 光学调整系统通常包括调焦机构、准直机构等部件，用于调整镜头系统的焦距、光轴等参数，确保成像的清晰度和准确性。而稳定系统则采用主动或被动的方式，通过减震、隔振等技术手段来减少外界振动对光学系统的影响，保障成像的稳定性和可靠性。 五、结语 综上所述，光学仪器组件作为精密技术的结晶，不仅为科学探索提供了强大的技术支持，还推动了工业生产的智能化和自动化进程。随着科技的不断发展，光学仪器组件的性能将不断提升，应用领域也将更加广泛。未来，我们有理由相信，在光学仪器组件的助力下，人类将能够揭开更多自然界的秘密，创造更加美好的明天。