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一文看懂我国光学的发展历程

时间：2017-2-28 09:39作者：update 阅读(1533) 评论: 5

导读：我国光学在新中国成立50多年来众多领域取得了重大的进展，在中国迈向信息社会的进程中和社会主义现代化建设中做出了应有的贡献，并在国际光学界占有一席之地。

　　这篇文章可以让您了解到我国光学的发展历程。新中国以来，我国光学在众多领域取得了重大的进展，在中国迈向信息社会的进程中和社会主义现代化建设中做出了应有的贡献，并在国际光学界占有一席之地。我作为亲身经历了20世纪历史变迁的中国科技战线的一名老兵，亲眼目睹了我国的科学技术在中国共产党领导下似一棵幼芽嫩苗，茁壮成长，欣欣向荣，硕果累累，形成了繁荣昌盛的局面，心中无限感慨和欣慰。

旧中国仅有一个算是象样的光学工厂在云南昆明（后命名为国营298厂），约有500——600人，主要为兵器枪炮服务，能制作一些简易的军用光学仪器，如双目望远镜、炮队镜等。此时，龚祖同先生早在我之前回国，他在国外学的是光学加工和设计，回国后任该厂的总工程师。另外，钱临照、严济慈先生进行显微镜镜头的试制，他们和丁西林先生等都十分关心中国光学仪器的制造工作，特别是光学镜头的设计与制作。当时我国的光学基础就是如此。

　　这并不是说我国没有光学的科学历史，据《辞海》记载，明末清初我国有一位光学仪器制造家，名叫孙云球，江苏吴江人，与牛顿同时代人。他是中国民间最早独立制造望远镜者；他创制眼镜，利用凹透镜、反射镜制造出察微镜、放光镜、夜明镜等70种光学仪器；他总结造镜经验，写成《镜史》，在我国光学仪器发展史上留下光辉的一页。但由于历史时代和封建社会的限制，他的成就并没有得到应有的推广和发扬。

　　建国以来的中国光学发展分为3个时期：

　　1949——1960 年——初创期，

　　1960——1978年——建设期，

　　1978——2000年——成长发展期。

　　1．初创期

　　我国的光学工程，由于国民经济和国防建设的需要，自建国后就开始进行研究和建设。20世纪50年代初，结合国家科学发展规划，中国科学院设立了第一个光学科研机构——中国科学院长春光学精密机械研究所（含上海光学仪器厂和长春材料试验机厂等，初建时称中国科学院仪器馆，现称中国科学院长春光学精密机械与物理研究所），高等学校如浙江大学和北京工业学院也设置了光学仪器专业，开始培养自己的光学人才，标志着新中国光学由此起步。长春光机所当时主要致力于光学技术基础和材料、元器件的研究，从龚祖同先生亲自研制第一埚光学玻璃，掌握一些一般光学仪器制造技术开始，到能生产一般水平的显微镜和低档的经纬仪等，继之仿制了一些代表当时水平的若干精密光学仪器。到50年代末，中科院和工业部门的研究所和光学工厂也陆续开始从事光学工程的研发和光学仪器的生产，前苏联帮助我们建起了两个光学工厂，即国营248厂（军用光学仪器）和国营208厂（光学玻璃）。据此，初步奠定了我国的光学技术基础。

　　这一时期在光学领域较为突出的成果有：1958年长春光机所研制的号称“八大件”的精密光学仪器：1s精度的大地测量经纬仪、1μm精度万能工具显微镜、大型石英摄谱仪、中型电子显微镜、中子晶体谱仪、地形测量用多臂航摄投影仪、红外（变像管）夜视镜等，以及系列有色光学玻璃。此外，还有北京工业学院（现北京理工大学研制的大型天像仪（假天仪）等。

　　20世纪50年代，我国的教育部门也开始注意光学仪器人才的培养，浙江大学、北京工业学院、长春光机学院等院校，国营298厂、248厂、208厂以及上海光学仪器厂等开始为我国培养了一大批从事光学工程、富有朝气的青年学生和科技人员，为后继成立的上海光机所和上海技物所以及各地的光学厂输送了一大批技术骨干，所培养的人才和所获得的成果对我国的光学和仪器制造工业起到了积极的奠基和推动作用。

　　2．建设期

　　20世纪60年代开始，研究光学的单位和人员骤增，特别是激光、微光、红外等技术的出现，研究领域不断扩大。当时，为适应国防建设的需要，陆续在全国成立了上海光机所（激光和激光工程）、西安光机所（高速摄影与瞬态光学）、成都光电所（光电技术与自适应光学）、安徽光机所（大气光学与遥感）、上海技术物理研究所（红外与航天航空遥感）、西安应用光学研究所（微光与光电）、西南技术物理研究所（激光）、昆明技术物理所（红外、热成像）、电子部11所（红外、激光）、13所（半导体）、44所（CCD器件），航天部8358所（激光、光电、红外）等，他们在光学和光电领域各有自己的特色和侧重。

　　1961年，我国第一台红宝石激光器在长春光机所诞生，它比美国的梅曼在休斯实验室发明的红宝石激光器仅晚一年。随着激光器的发明和发展引起了光学技术的重大变革，我国在激光等领域也取得了显著成绩，有了长足的发展。

　　20世纪60年代初，由于国际形势和国防建设的需要，我国的光学研究所大都转向以国防光学技术和工程研究作为主攻方向。例如，国际向长春光机所提出研制大型精密光学跟踪电影经纬仪的任务，用以测量中程导弹飞行弹道轨迹，评定制导系统的运行精度和获取成像电影记录。长春光机所在全国各兄弟单位大力协同下，经过5年不懈的努力，终于研制出超过原设计指标的我国第一台大型的光测设备，开创了我国独立自主地从事大型精密光学装备研制和生产的先河。

　　文革中，尽管许多科研工作受到很大的干扰，但自20世纪60年代开始，我国的光学科技，特别是为“两弹一星”服务的光学装备和国防光学工程的研究和开发，一直没有停顿过。在激光技术、红外技术、热成像、微光夜视、光电遥感与靶场光学仪器、核试验高速摄影设备以及大型天文光学仪器等研制上都取得了可喜的成就。值得指出的是，在强激光技术领域打出了中子，当时被国际（加拿大）认为和他们是处在同一水平。

　　3．成长发展期

　　党的十一届三中全会以来，在邓小平“科学技术是第一生产力”科学论断的指引下，改革开放和知识分子政策的落实，极大地调动和鼓舞了中国光学界科技人员的积极性和创造性。光学，也像其他学科一样，得到了适时的发展，进入了一个崭新的阶段。20世纪80年代以来，由于高技术发展的需要，现代光学与光子学——激光、微光、红外、全息、光纤通信、光存储、光显示的迅猛发展，促进了当代科技、国防、经济的发展和人民物质水平的提高。国家自然科学基金的设立以及“863计划”的实施，促使应用光学和光学工程的科学研究、实验条件有了很大的改善。据不完全统计，已经建成或开放的有关光学的国家重点实验室有：超快激光光谱学实验室（中山大学），光学仪器实验室（浙江大学）晶体材料实验室（山东大学），激光技术实验室（华中科技大学），应用光学实验室（中国科学院长春光学精密机械与物理研究所）集成光电子学实验室（清华大学、吉林大学、中国科学院半导体研究所），红外物理实验室（中国科学院上海技术物理研究所），光电技术与系统实验室（重庆大学），量子光学实验室（山西大学）等。此外，中国科学院的开放研究实验室有：视觉信息加工实验室（生物物理研究所），激光光谱学实验室（安徽光机所），高功率激光物理实验室（上海光机所），量子光学实验室（上海光机所），瞬态光学技术实验室（西安光机所），光学与精密机械新技术实验室（成都光电技术研究所）等。高等院校和部委还有若干个光学与光电子学方面的开放实验室和专业实验室。所有这些都为加强光学与光子学的基础研究和应用基础研究，适应新时代科技发展潮流，培养创新人才，促进光学工程学科的发展，开展学术交流和合作研究创造了良好的条件。

　　目前，我国的光学与光子学的研究已有相当强大的队伍，有了较好的基础。据不完全统计，我国从事应用光学和光学工程的单位有大、中型研究所和企业近300 家，从业人员约15万人，主要分布在中国科学院、国家教委、机械、电子、兵器、航空航天等部门。全国有85所高校设立了光学、光电即激光专业。1979年起，中国光学学会正式成立，下设17个专业委员会，积极开展国内外学术交流工作。

　　可以这样说，20世纪的后20年是现代光学与光子学大发展的年代，也是中国光学大步前进的20年。我们可以看到我国光学发生了如下的变化：

　　完成了由传统光学向现代光学的过渡和转变

　　光学突破了传统的束缚，拓宽了可见光的概念，从紫外、可见、微光、红外，直到激光、光纤通信的各个波段；现代光电子仪器和设备冲破了光机的传统结构，具有了光机电算一体化的特征；光电子仪器走向自动传感、微机控制、CCD摄像监视、智能操作、图像处理等。中国光学实现了由传统光学向现代光学的转变。

　　微电子技术、计算机技术在光学上的广泛应用

　　微电子技术、计算机技术的发展和应用渗透到光学各领域，成为现代光学仪器不可分割的组成部分，从而推动了光学仪器的光机电算一体化和智能化。

　　大力发展光电子学和光电子技术

　　电子学、半导体技术和光学的结合和渗透，产生了光电子学，包括光转换为电、电转换为光这个具有深远意义的交叉学科分支。光电子技术的一个重要应用是光纤通信、光电子进入到信息领域，无可争议地成为信息产业的主角之一。中国企业界也纷纷抢占光电子高地，相继建立了长春“光电基地“、武汉“光谷”、重庆“光电”、广州“光谷”、深圳“光子产业”等有地区性特色的高技术园区。

　　在光学领域形成了一系列新的学科分支并向其他学科渗透

　　我国光学的发展，已经形成了非线性光学、纤维光学、强光光学、全息光学、自适应光学、X射线光学、天文及大型光学工程、激光光谱学、瞬态光学、红外光学、遥感技术、声光学和信息光学等多门新的学科分支。此外，光子学与物理学、化学、生物学、医学结合、便产生激光物理学、量子光学、激光等离子物理体、激光微观动力学，光化学、激光诱导荧光光谱学、激光生物学，生理光学、激光医学等。现代光学和光学工程已发展为以光学为主的，并与信息科学、能源科学、材料科学、生命科学、空间科学、精密机械与制造、计算机科学及微电子技术等学科紧密交叉和相互渗透的学科。

　　光学应用已普及到各个科学技术领域

　　光学的应用已遍及或渗透到国民经济、国防建设各领域，特别是高新技术领域，如空间、能源、材料、微电子、生物工程、化学工程、医疗、环境保护、遥感、遥测、精密加工、计量、通信、印刷、能源、生态环境、防灾、农业、生命科学、资源保护以及军事、农业等。在当代，可以这样说，没有一个技术领域不与光学有联系。光学已与人民生活息息相关。

　　半个世纪来，可以代表中国光学工程的重大成就主要有：

　　2．16m天文望远镜；

　　风云一号”气象卫星遥感光学装备；

　　第一台红宝石激光器及多种激光器系列；

　　激光核聚变装置；

　　皮秒条纹相机；

　　飞秒激光器；

　　第一代红外热像仪及微光夜视系列产品；

　　第一代国产同步辐射工程；

　　自适应光学装置；

　　全息光学工程；

　　光学精密计量；

　　光纤通信已见应用。

　　应该指出，过去半个世纪，国际上光学发展非常迅速，尽管我们在光学领域取得许多成就，但我国的光学与光子学研究的总体水平还落后于国际水平。基础研究较差，原创性成果较少。我国的光学基础研究只在少数学科达到国际水平；在高技术和应用研究方面，技术基础比较薄弱，元器件研制水平低；在光学和光电子学的产业化方面，进展较为缓慢，产品质量和性能尚差，批量生产的多为低档产品。

看完上面的内容后，大家是不是对我国光学方面的发展是不是有了一定的了解了呢？

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