▲太阳X射线-极紫外成像仪。

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▲4米碳化硅反射镜研制团队。长春光机所供图

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■本报记者 沈春蕾

“科技工作者要做建设大军里真正的排头兵。这个排头兵不仅是要找一条路，还要披荆斩棘，让后面的建设大军能够跟上来。”

中国科学院长春光学精密机械与物理研究所（以下简称长春光机所）第一任所长王大珩对科技工作者创新责任的解释，影响着一代又一代科研人员。

1400万斤小米，是国家在20世纪50年代拨给王大珩创办中国科学院仪器馆（长春光机所前身）的首笔经费，新中国的光学事业由此起步。在王大珩的带领下，长春光机所熔炼出中国第一炉光学玻璃，从而结束了中国没有光学玻璃的历史。

早年，王大珩提出从技术攻关到仪器研制“一竿子插到底”的精神。经过半个多世纪的沉淀和积累，长春光机所在新时期凝练出“博大精深、科学务实、团结奉献、开放共赢”的“长光精神”，指引着年轻的科研人员延续前辈至精至专、做深做透的优良传统，继续脚踏实地、“追光”前行。

博大精深：10年“冷板凳”迎来“大项目”

赵文兴1978年考入长春光机所，成为王大珩的研究生。他传承了老师提出的“一竿子插到底”精神，并将其发扬光大，不局限于已有的研究成果，转而投入博大精深的新材料研究。

赵文兴最初的研究方向是玻璃材料。20世纪90年代，时任长春光机所奥普光学材料事业部主任的赵文兴在国外访问时看到碳化硅反射镜，迅速意识到碳化硅作为反射镜材料的巨大优势，“这个材料跟玻璃比刚度更好、热量传播更快，我们也应该试试”。

当时，碳化硅反射镜已在国外光电装备实现应用，但国内该领域尚处空白状态。赵文兴认为，碳化硅比玻璃更适合研制大口径反射镜，也是未来光学材料发展绕不过去的一道坎儿。

此前，长春光机所曾试图从国外购买碳化硅反射镜材料，对方却以涉及关键战略领域为由，拒绝向中国出售。

考虑到从国外购买材料、引进技术均受到限制，赵文兴回国后立即向所里申请开展碳化硅材料的研究。尽管他对碳化硅材料的了解不多，但他时常提起一句话：“我是王大珩的学生，不能丢了老师的名声。”

1998年，年近50岁的赵文兴带领5个人的团队开启了碳化硅材料制备技术的攻关。在接下来的10年时间里，这个攻关团队默默无闻地忙碌着，在外人眼中显得有些沉寂。

2008年，赵文兴所在的长春光机所光学中心研究团队研制出我国首套具有自主知识产权的0.7米量级碳化硅反射镜。当时，世界上应用于可见光望远镜的碳化硅反射镜最大口径为1.5米量级。虽然没有做到世界最大，但研究团队实现了我国碳化硅反射镜从“0”到“1”的突破。

坐了10年“冷板凳”的赵文兴团队终于迎来了“大项目”——2009年9月，国家重大科研装备研制项目启动，宣布研发4米碳化硅反射镜。

4米，赵文兴等人很清楚，这是当时碳化硅反射镜口径的全球之最。用4米碳化硅反射镜做成的望远镜，在地面上能看清太空中拳头大小的碎片。

2010年至2016年，赵文兴团队先后5次开展4米碳化硅反射镜坯制备试验。前面4次均因镜坯出现裂纹宣告失败，但大家并没有气馁，因为裂纹的宽度在逐渐缩小。直到2016年第五次试验，镜坯终于研制成功。

在此基础上，长春光机所陆续突破了一系列反射镜制造关键技术，2米、2.4米、3米单体碳化硅反射镜相继研制成功；围绕着大口径反射镜制造的工艺路线，一整套完整的、具有自主知识产权的加工、检测装备同步开发完成；研制的以4米量级磁流变高精度抛光设备、多姿态摆臂轮廓仪为代表的系列装备更是国际上都没有的精密制造设备。

2018年8月，经过近10年的艰苦攻关，直径4.03米、重量仅1.6吨的碳化硅反射镜研制成功，并顺利通过验收。这是世界上公开报道的最大口径碳化硅单体反射镜，意味着大口径反射镜制造的全部核心技术真正掌握在中国人自己手中。

如今，在长春光机所中央的小花园里还保留着赵文兴团队在2015年研制的第四块碳化硅反射镜坯。它的外观呈圆饼状，中间有一孔，镜面还有当年试验出现的裂纹。这里已经成为研究所一处地标性景观。

赵文兴也将接力棒传递到以长春光机所研究员张舸为首的年轻人手中。关于光学材料的故事还在续写。

科学务实：将光栅“做大”“做精”

长春光机所是中国光栅的发源地。1958年，这里开始研制我国第一台光栅刻划机，诞生了我国第一块光栅。1964年，我国第一颗原子弹爆炸试验的光谱设备，就使用了这里自主研制的光栅。

李文昊，国家光栅制造与应用工程技术研究中心主任，2002年本科毕业后来到长春光机所工作并读博，一直从事光栅的研制工作。

如今，李文昊正带领一个年轻的大光栅团队追随老一辈科学家的足迹，继续“追光”前行。在这个团队中，35岁以下的年轻人占比70%。科学务实、敢闯敢拼是他们的科研写照。

2025年5月，李文昊团队在大口径光栅衍射波前控制方面取得进展，相关研究成果发表于《光：科学与应用》。该研究提出了一种光栅-激光互补式的工作台位移测量技术，可以补偿工作台运动误差引起的光栅刻线误差，实现大口径光栅的高精度制作。

李文昊告诉《中国科学报》，光栅是一种具有周期性微结构的精密光学元件，在光谱学、天文学、激光器、高端仪器装备等诸多领域都有重要应用。光栅面积大，可获得高集光率和量程；光栅精度高，可获得更好的信噪比和分辨率。

但是，同时将光栅“做大”和“做精”，属于世界性难题，也成为制约我国相关领域技术发展的短板。尽快攻克此类光栅制备技术，是各光栅强国之间竞争的焦点。

国家光栅制造与应用工程技术研究中心科研团队先后于2016年研制成功大型高精度衍射光栅刻划系统、2019年研制成功1.5米扫描干涉场曝光系统等大面积高精度光栅制造装备，并于2024年制造出面积为1500毫米×420毫米的“既大又精”的全息光栅，使我国光栅制造水平达到国际一流水平。

谈及如何带领年轻团队承担重要任务，李文昊有自己的一套经验。他告诉《中国科学报》，首先，通过分阶段验证降低不确定性，将高风险课题拆解为多个阶段性目标，通过小规模实验验证核心假设的可行性，再逐步推进；其次，通过系统化风险评估与管理，列出技术难度、资源限制等潜在风险，评估其发生概率和影响程度，优先解决高概率、高影响的问题；最后，通过合理分配资源，将大部分资源投入中低风险的主流方向，预留小部分探索高风险、高回报课题。

今年，李文昊团队的主要攻关项目集中在光栅制造和光栅位移传感应用两方面。在光栅制造方面，团队将创立米级尺寸原子精度测量光栅制造理论体系，破解同时实现“米级尺寸”和“原子精度”光栅制造的世界性难题；在光栅位移传感应用方面，团队正在打通高精度光栅尺核心器件-部件集成-检测标定全链条，全面突破光栅测量技术“卡点”，形成高精度光栅尺完整技术体系。

团结奉献：30多年追赶打破封锁

在这群“追光人”中，长春光机所研究员陈波用30多年时间，刻苦钻研空间X射线、极紫外相机、远紫外波段光学技术，并将其应用于空间领域。

1984年，陈波从吉林大学物理系毕业后，进入长春光机所工作。当时，我国刚刚开始研究X射线、极紫外等波长较短的电磁辐射，国外相关技术产品又面向国内禁售。在王大珩“一竿子插到底”精神的感召和引领下，陈波带领科研人员奋起直追。

20世纪90年代，陈波作为项目负责人，开始承担我国航天工程中极紫外波段成像载荷研制任务。

极紫外光的波长约为可见光的1/20，辐射亮度极其微弱，对光学仪器的研制要求非常高。比如，为了在该波段具有更高的反射率，陈波团队需要镀制三明治结构膜层，膜层厚度只有头发丝直径的万分之一，镀制层数高达上百层。

“太阳是地球空间天气的源头，它‘打喷嚏’，地球就得‘发烧’‘感冒’，我们就像太阳和地球的摄影师，在更短波段范围给太阳和地球拍照。”陈波告诉《中国科学报》，“X射线-极紫外-远紫外波段是一个全新波段，其波长很短，但通过这个波段我们可以看到肉眼看不到的现象，可以更早知道太阳的变化，以预报空间天气情况。”

虽然我国空间X射线-极紫外-远紫外波段成像技术领域起步较晚，但陈波经常鼓励团队成员上下一心、团结一致、勇往直前。他们最终破解了材料反射率低、目标信号微弱等一系列难题，成功研制出具有国际先进水平的成像载荷，空间X射线-极紫外-远紫外波段成像技术及应用2024年获国家科学技术进步奖二等奖。

在长春光机所的展厅里，有一台穿着亮闪闪衣服的特别望远镜。“这是太阳X射线-极紫外成像仪的一比一模型，真机搭载在2021年7月5日成功发射的风云三号E星上，是国际上首台具有X射线和极紫外两个波段的太阳成像仪。”陈波说。

以往对X射线和极紫外两个波段进行成像监测，需要搭载两台载荷，而陈波团队研制的太阳X射线-极紫外成像仪集成了掠入射和正入射两种成像方式，首次用一台载荷完成了两个波段的成像监测，既节省了空间，又减轻了载荷重量。

2024年3月，“鹊桥二号”中继卫星成功发射，该卫星搭载了陈波团队研发的极紫外相机。“这台相机可以给地球拍摄特殊的照片，科学家利用这些图像数据研究太阳活动如何影响地球空间环境，以及地球空间环境的演化过程，帮助预测可能造成危害的空间天气事件。”陈波说。

当年的“小陈”已经变成现在的“老陈”。陈波团队传承了长春光机所的优良传统，从应用基础研究做起，几十年如一日，团结奉献、厚积薄发，不仅打破了国外封锁，还满足了国家重大工程任务需求。

开放共赢：“追光”青年登上国际舞台

2020年底，31岁的李炜结束了在美国近10年的学习和工作，回国担任长春光机所微纳光子学与材料国际实验室主任。

谈及为什么选择长春光机所，李炜告诉《中国科学报》，长春光机所是新中国在光学领域建立的第一个研究所，诞生了很多“第一”的成果——我国第一台高精度经纬仪、第一台电子显微镜、第一台高温金相显微镜、第一台多臂投影仪、第一炉光学玻璃等。这里是中国光学的摇篮，更是从事光学研究的青年们的向往之地。

回国后不久，李炜团队在国际上首次利用单个器件、单次测量，获得了高维度光场的光谱、偏振、光强等信息。2024年5月，相关研究成果发表于《自然》，这是长春光机所作为第一完成单位，首次在《自然》发表论文，实现了零的突破。

时隔半年，李炜团队的又一项重大成果发表于《科学》，这也是长春光机所作为第一完成单位，首次在《科学》发表论文。文章称，研究人员发现了一种无需消耗能源即可完成制冷的新策略，可大幅节约能源并减少温室气体排放。

担任微纳光子学与材料国际实验室主任以来，李炜从美国、日本、法国等引进了多位高水平科研人员，并推动实验室与国内外顶尖高校研究机构开展学术交流与合作。

李炜介绍，如今微纳光子学与材料国际实验室会聚了世界各地的科研学者，外籍科研人员约占1/5。“不同国籍、不同学术背景的科研人员可以优势互补、形成合力，在科学领域做出有重要影响力的成果。”李炜说。

日前，李炜荣获2025年度中国青年五四奖章。这位“追光”青年正带领团队在光电信息领域持续深耕，一边探索前沿技术，一边尝试破解应用难题，力争产出更多优秀成果。

“‘一竿子插到底’的精神是长春光机所一直以来的原动力。”长春光机所党委书记、副所长金宏说，“国家需要什么，我们就做什么。能否成功并非第一选项，抱着执着的态度‘死磕’，一定能攻克‘卡脖子’难题。”

新时期，长春光机所的“追光人”正用实际行动让“博大精深、科学务实、团结奉献、开放共赢”的“长光精神”薪火相传、发扬光大。