大国重器！秒拍万亿图像的“相机”洞悉自然界“瞬息万变”

在瞬息万变的自然界，人类能看到的景象其实只是“九牛一毛”。对于速度大于1/24秒的事物，人肉眼就失去了分辨能力；体育比赛中常用的高速摄影机，每秒拍摄的画面大约几百幅；市面上性能最好的单反相机，快门速度的极限为1/2000秒。

这些都不足以让我们研究广泛存在于自然或科学技术研究中极其短暂的瞬态事件，例如植物的光合作用过程、超大规模集成电路所产生的电脉冲等。

今天上午，由中国科学院西安光学与精密机械研究所承担的国家重大科研装备研制项目“高性能条纹相机的研制”顺利通过验收，又一“国之重器”正式投入使用。

条纹相机是同时具备超高时间分辨（皮秒到飞秒级）与高空间分辨（微米级）的唯一高端科学测量与诊断仪器，在时间分辨的超快现象研究中发挥着难以替代的作用。

中科院院士侯洵告诉记者，这组高性能条纹相机的性能，可以在一秒内拍摄千亿至万亿幅图像画面，解决了我国条纹相机这一高端科学仪器受制于人的窘境。

“条纹相机的研制涉及光学、光电子、超快电子学、微电子学、精密机械和计算机等多门学科，研制起点高、难度大。作为十分敏感的尖端技术，条纹相机的国际学术研究成果及器件设备的共享性很低，国外相关的技术对我国实行严格的封锁，对条纹相机也实行严格的出口管制。”侯洵说。

2012年1月起，在中国科学院和财政部的策划支持下，中国科学院西安光学精密机械研究所启动了 “高性能条纹相机的研制”项目，针对高性能条纹相机的时间分辨率、动态范围和同步频率三个主要技术指标的提升，解决了条纹相机制备过程中存在的各种工艺问题和工程实施难题，在行波偏转板前置短磁聚焦电子光学系统设计、各向异性聚焦电子光学系统设计、高性能光电阴极制作工艺、真空转移密封工艺、超快斜坡脉冲产生电路、电子脉冲时空调制技术等关键技术领域取得了系列突破，取得了多项创新性成果。

作者：郭超豪
编辑：李晨琰
责任编辑：李雪林

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