作者：瀟棟

在信息通信測量領域，光學物理量基礎測試儀器起著重要作用，其中，高分辨率光纖光譜分析儀長期以來被日本等國外廠商把持。近日，這一領域傳來好消息，天津德力儀器成功實現通信光譜儀的自主研發(fā)與國產化。

光譜分析儀利用光學色散原理而設計，它集光、機、電、計算機、算法于一體，需要同時測量波長和功率兩個物理量，并表征波長和功率的相互關系。如同時域、頻域分析的示波器、頻譜分析儀一樣，光譜分析儀在光學高分辨率光譜檢測與分析等領域屬于基礎性儀器，其水平決定著我國移動通信、人工智能、新材料等戰(zhàn)略性新興產業(yè)的發(fā)展水平。

長期以來，光纖光譜分析儀的核心技術主要由日本等國外廠商掌握。其中，某品牌憑借一定的技術領先優(yōu)勢，市場份額超過70％。同時，國外產品關鍵性能進展緩慢、產品壟斷技術設限，國內產業(yè)界正同時面臨著雙重“卡脖子”問題。

近年來，在國家諸多相關政策的扶持下，國內電子測量儀器廠商正進入前所未有的“發(fā)展紅利期”。2021年12月24日修訂通過的《中華人民共和國科學技術進步法》明確規(guī)定：對境內自然人、法人和非法人組織的科技創(chuàng)新產品、服務，在功能、質量等指標能夠滿足政府采購需求的條件下，政府采購應當購買。國內儀器企業(yè)深受鼓舞，斗志昂揚，發(fā)展成果備受關注。

天津德力儀器設備有限公司以科技部項目為支撐，與清華大學、天津大學開展合作，成功實現通信光譜儀的自主研發(fā)與100％國產化。產品性能現已超越大部分國外品牌，正與日本頭部品牌比肩而立。公司研發(fā)團隊在理論、專利方法上，在光柵復用機理下大膽創(chuàng)新，不斷突破衍射級數帶來的多重技術難點，實現了在超越國外數倍的衍射復用級數下同時獲取超高光譜分辨率，實現大掃描范圍和超大動態(tài)，從而打破國外品牌長期技術壟斷。同時相關的光、機、電、軟件等核心部件全部實現自主設計、國內材料、國內加工或國產配套，具備國際先進水平，率先解決了國外產品的壟斷問題，實現國產替代。在德力儀器第二代光譜分析儀上，已經在掃描范圍、最小光譜分辨率、動態(tài)范圍等關鍵技術性能方面與國外產品完全對齊，并在后續(xù)產品上取得了關鍵性能同步提升、局部性能超出競品的成績。在產品產業(yè)化方面，德力光譜儀通過了國內計量、科研單位、高等院校、通信運營商和頭部通信制造企業(yè)的測試，替代國外同類產品，解決了“卡脖子”問題。

該項目順利通過了科技部評估中心的綜合驗收。在項目技術驗收會上，以鄔賀銓院士為組長的驗收專家組一致認為“項目成果達到了國際先進水平，在單色器等關鍵技術上達到國際領先水平”，這標志著德力已經與國外領先品牌站在同一起跑線上。

作為精密測量儀器，不難發(fā)現，超高分辨率光纖光譜分析儀的技術壁壘主要體現在通過核心光學設計和精密裝調工藝，在緊湊的光路上同時實現波長與功率的大范圍、線性和重復性測量技術。分析現有同類國外產品，一方面它們能夠在掃描范圍、最小光譜分辨率、動態(tài)范圍、波長精度、測試穩(wěn)定性等方面達到較高水平，形成一定技術遮蔽；另一方面，他們同樣受到技術限制，無法在所有關鍵性能上同步提升，只能采取一定的技術妥協(xié)。這實際上是整個光纖光譜分析儀行業(yè)的技術瓶頸，制約了光譜分析儀器的水平，進而在超高速光通信、新型光器件、光計算與光存儲等未來戰(zhàn)略性行業(yè)發(fā)展中成為應用瓶頸。目前，德力儀器已經摸索到突破技術壁壘的途徑，正整裝待發(fā)，邁向新的高峰。

未來，德力儀器將與日本等國外品牌在超高分辨率領域你追我趕，推進向著更寬的波長測量范圍、更小的光譜分辨率、更大的動態(tài)范圍、更快的掃描速度等關鍵性能指標全面同步提升的方向發(fā)展，不僅解決國外品牌壟斷的“卡脖子”問題，還要突破光譜分析儀的固有技術壁壘，為受到制約的行業(yè)應用提供可靠保障。國產光纖光譜分析儀的發(fā)展，將大幅降低我國相關產業(yè)的發(fā)展采購成本，加快我國的光子科學基礎研究、生成式人工智能、新型光子芯片等一大批新興產業(yè)發(fā)展，助力實現新型工業(yè)化。