現(xiàn)代光學(xué)儀器發(fā)展特征及趨勢

隨著光學(xué)儀器產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的全球性調(diào)整，主要工業(yè)發(fā)達競相發(fā)展高技術(shù)產(chǎn)品，使傳統(tǒng)的光學(xué)儀器已向現(xiàn)代光學(xué)儀器轉(zhuǎn)變。美日德等國為了發(fā)展現(xiàn)代化的光學(xué)儀器工業(yè)，大力開發(fā)和應(yīng)用各種新技術(shù)、新器件、新材料、新原理，系統(tǒng)地應(yīng)用光機電算綜合技術(shù)，以Z快的速度開發(fā)新穎的高附加值產(chǎn)品投入市場。使光學(xué)儀器向產(chǎn)業(yè)高技術(shù)化、產(chǎn)品高附加值化和智能化、企業(yè)集團化和化、制造技術(shù)柔性化方向發(fā)展。

現(xiàn)代光學(xué)儀器的特征

(1)現(xiàn)代光學(xué)儀器沖破了傳統(tǒng)現(xiàn)論(以幾何光學(xué)或物理光學(xué)為基礎(chǔ))的束縛，光學(xué)技術(shù)同其它學(xué)科和技術(shù)不斷融化、滲透，派生出新的學(xué)科分支，形成許多交叉發(fā)展的領(lǐng)域，打破了長期來光學(xué)的傳統(tǒng)應(yīng)用范圍。如以傅里葉變換原理為基礎(chǔ)的各類傅里葉變換光譜儀;基于光聲效應(yīng)的激光光聲光譜儀;利用激光開拓新的測量原理、方法，使眾多的激光計量檢測儀器問世，激光技術(shù)與傳統(tǒng)的顯微鏡相結(jié)合，開發(fā)出激光掃描顯微鏡系列產(chǎn)品;得用光電轉(zhuǎn)換原理生產(chǎn)了一大批新穎的光電儀器。許多新技術(shù)如激光、紅外、光纖、光信息處理、微光學(xué)等得到開發(fā)應(yīng)用。

(2)在結(jié)構(gòu)上打破了以光學(xué)和機械為主體的基本框架，集光學(xué)、機械、電子、計算機于一體，電子技術(shù)、計算機及其軟件成為儀器不可分割的重要組成部分。

(3)擺脫了傳統(tǒng)光學(xué)儀器離不開人的操作和觀測的經(jīng)典模式，操作、檢測、數(shù)據(jù)處理和信息傳遞實現(xiàn)自動化，工作效率、文憑性和可靠性是傳統(tǒng)光學(xué)儀器的。

(4)在設(shè)計方法上日益采用計算機輔助設(shè)計、優(yōu)化設(shè)計和"三化"設(shè)計。整個系列產(chǎn)品品種之間零部件通用性強，標準化程度高，標準件多，因而使儀器成本下降，質(zhì)量提高。

(5)現(xiàn)代光學(xué)儀器的質(zhì)量評價標準更全面、更嚴格。

過去，評價傳統(tǒng)光學(xué)儀器的質(zhì)量，主要著眼于功能指標，即儀器的使用范圍、精度等、靈敏度、重復(fù)性、穩(wěn)定性及結(jié)構(gòu)特性等。如今較全面地客觀評價現(xiàn)代光學(xué)儀器的質(zhì)量指標、可靠性、工藝性、經(jīng)濟性、人機學(xué)指標、美學(xué)指標、標準化及權(quán)指標等八個方面。

發(fā)展趨勢

從傳統(tǒng)光學(xué)儀器轉(zhuǎn)變現(xiàn)代光學(xué)儀器，關(guān)鍵在于計算機化，而微電子技術(shù)是基礎(chǔ)。光譜儀器發(fā)展Z快，發(fā)達80年代已實現(xiàn)微機化，現(xiàn)已向聯(lián)用技術(shù)、全自動化(如內(nèi)裝機械手等機器人系統(tǒng)，實現(xiàn)無人操作)，實驗室信息管理系統(tǒng)自動化及智能化方向發(fā)展。光學(xué)計量儀器從大型精密儀器--三坐標測量機到傳統(tǒng)的自準直儀和投影儀都已實現(xiàn)微機化、光電化;激光技術(shù)的結(jié)合和CCD等光電器件的引入，更為快速、準確、可靠的在線檢測和監(jiān)控創(chuàng)造了條件。

在未來10年，由于高新技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，將進一步推動光學(xué)儀器實現(xiàn)光機電算一體化和智能化?，F(xiàn)今的智能化儀器更確切地應(yīng)稱為"微機化"儀器。而更高程度的智能化是信息技術(shù)的層次，應(yīng)包括理解、推理、判斷與分析等一系列功能，是數(shù)值、邏輯與知識的綜合分析結(jié)果，智能化的標志是知識的表達與應(yīng)用。電子技術(shù)、計算機技術(shù)和光電器件的不斷發(fā)展和功能的完善，為儀器向更高品質(zhì)次的智能發(fā)展創(chuàng)造了條件。

未來10年，光和電的滲透會進一步強化，更多的新技術(shù)、新器件推廣應(yīng)用，因而在光機電算一體化的基礎(chǔ)上熔入不同原理，派生出新用途的產(chǎn)品，以滿足各領(lǐng)域日益增長的需求。具有優(yōu)異性能的光電器件和功能材料的開和應(yīng)用，將加速現(xiàn)代光學(xué)儀器的發(fā)展。如CCD器件、半導(dǎo)體激光器、光纖傳感器等制造技術(shù)趨于成熟，實際應(yīng)用已獲突破，顯示了廣泛的應(yīng)用前景。它必將使光學(xué)儀器領(lǐng)域發(fā)生重要變革，推動產(chǎn)品向小型化、高分辨、光電化和自動化發(fā)展。