參研世界首塊最大光柵，87歲華師教授青松不老！

去年11月14日，中央電視台《新聞直播間》欄目報道：「我國製成世界最大面積中階梯光柵」，填補了國內空白，技術已達到國際領先水平，並打破了國外的技術壟斷。

如此重大的突破，更有我們華師人的一份功勞！今年2月，華師收到了中國科學院長春光學精密機械與物理研究所一封來信，指出華師退休教授梁浩明作為我國光柵刻劃機及機刻光柵事業的奠基人，是研製項目技術專家組的首席顧問，多次來到該所參加具體工作，為項目的最終完成做出了重要的貢獻！

事情是怎麼樣的呢？

下面，我們一起來揭開答案吧！

何為光柵呢？光柵是一種精度很高的分光元件，是各種光譜儀的核心。從光譜學的原理來說，世界上所有物質，只要激發出光來，光譜儀就可以分解此光束，感知到是何物，從而達到了解事物內部構成的目的。

所以，下至如製藥廠醫藥檢測、鍊鋼廠精鋼製作、海關檢測等行業運作，上至遙遠星光的研究，都可通過光譜檢測，與標準光譜對比而快速分辨出所含物質。因為光的波長很小，所以光譜儀內含的光柵需要很精準，達到納米級別，研製難度極大。

光柵面積越大就擁有越高的分光本領，精度越高可獲得越精確的光譜分析結果，而面積越大，精度越高的光柵製作，就需要越高規格的衍射光柵刻劃機進行工作，因此光柵刻劃機也被稱為「精密機械之王」。

而梁浩明，則是我國從事光柵事業的第一人。

一朝結緣定終身，開啟光柵長征路

1930年，梁浩明出生於廣州，家裡兄弟姐妹共七人，日子過得很清貧，但梁浩明自幼刻苦，品學兼優，高中從廣州廣雅中學畢業後，成為該校唯一一個保送南開大學的學生。

當時，南開大學經濟系很是熱門，「我還是走了彎路的。」梁浩明回憶道，「保送時專業是隨我挑的，南開大學經濟系是最好的，我一看，大家都說南開經濟系，就去經濟系了。」在經濟系就讀一年後，因數理成績極佳，梁浩明又內部轉到當時同樣熱門的機械系，從此跟精密機械工作結緣，一直到如今。

在南開大學就讀的四年中，因為家庭經濟的原因，梁浩明沒有上過街，沒有看過一場電影，靠公費支撐生活，日常不過學習運動，提起這段日子，「按現在來講，是最窮的學生。」梁浩明笑著說，又嘆了一句，「我上大學和現在是完全不同的。」

清貧的學生時代，缺少的是娛樂和享受，多的是對知識的渴望和汲取，梁浩明在大學中刻苦學習，成績名列前茅，與志同道合的朋友組成學習小組，互相勉勵，1952年大學畢業後，梁浩明被國家分配至剛剛成立的長春光學精密機械與物理研究所（下簡稱長光所），成為一名研究員，在這裡，他將研製出我國第一台光柵刻劃機和第一塊衍射光柵。

「按國家要求，儘力做好」

「我的這台光柵機是最讓我引以為驕傲的。現在光電機、激光什麼都有了，我的那台機還能用。這是我最最最高興的事。」說這句話的時候，八十七歲的梁浩明臉上滿溢著自豪與興奮，近一輩子專心撲在光柵事業上，最讓他難以忘懷的，還是他口中所說的那台光柵機，即我國第一台衍射光柵刻劃機。

我國第一台衍射光柵刻劃機

梁浩明開始這項事業的契機，來自於特殊時期國家的號召。1958年大躍進運動在我國展開，各行各業都響應國家號召「超英趕美」，長春光機所也不例外，提出搞「八大件」，也就是研製出八個特別高級的儀器，例如萬能測量顯微鏡，經緯儀等，還定下最高目標——要超越世界水平，在當時的情況下，這是一個很大膽的決定。

1959年，第一批「八大件」做出來之後，長春光機所黨委提出來要做出更高水平的儀器。而我國光柵的研究，也就在這時應運而生了，梁浩明解釋說：「我就開始查文獻，最高級有什麼東西，查出來光柵。光柵最早是美國物理學家羅蘭研製出來的，1882年研製出世界上第一台光柵刻劃機，大家稱它為精密機械之王，我覺得這個光柵刻劃機水平很高，搞出來可真是一個大躍進。後來所里同意了，因為是我提的，所以我就負責這項研究。後來就成立了光柵研究室，我是研究室室主任。」

「diffraction grating！就是光柵！」近九十的梁浩明精神很好，脫口而出就是標準的英語，對自己當時的遠見深感自豪，「做光柵這個機器叫做光柵刻劃機，我提起要做的！」

跨過重重困難，征服「精密機械之王」

卯著一股勁兒，1959年提出，1960年我國第一台光柵刻劃機和第一塊衍射光柵就被研製出來，時間雖短，但中間失敗的次數用梁教授的話來說，就是：「千百次啊！拚命做，不斷改，失敗了無數次啦！」

「白光的中心是綠光，綠光的波長0.5微米左右，一個頭髮絲大概0.1mm，換成微米大概是100微米，一個頭髮絲的粗度換成200個綠光的波長，由此可見光的波長很短的，因為光柵是用來分光的，所以它的精度是很高的。」梁浩明說，要測出不同的波長就必須有很高的分辨能力，對光柵的要求也就更高。

要做出如此高精度的光柵，其難度可見一斑。光柵的製作首先需要尋找光學玻璃原件，這種光學玻璃取地密實，在精確檢驗下不可以存在微小的缺陷，當然還要很平，然後再進行真空鍍鋁，鋁鍍層的平面度不能破壞玻璃的平面度，需要通過波長的檢查的，之後再將其放置在衍射光柵刻劃機上進行刻劃。

1960年梁浩明在調試第一台衍射光柵刻劃機

而在光柵刻劃機的研製過程中，需要注意的問題也不少，刻刀要求高，要配備很尖的鑽石，需要專門的恆溫室，溫度精確控制在20℃±0.1℃，還需要高級的減震基礎進行減震，保證機器刻度、間距等方面的穩定。

上述列舉的種種難題，都是需要梁浩明進行解決的。「1959年我提出來搞光柵刻劃機，領導同意後，我就開始畫藍圖、設計以及研究機器怎麼運作，怎麼刻的，運動分度怎麼分，環境要怎麼樣。這當然不是我一個人做的，我是項目負責人，帶著大家一起做。」

教授展示第一台衍射光柵刻劃機藍圖

很快地，在幾個月的時間內，他們畫出了中國第一台光柵刻劃機的藍圖。再將其投放到長光所的車間加工出絲杠、蝸輪、導軌、底座等，大概兩年多功夫刻出了第一塊光柵。對於這段經歷，梁浩明只是輕描淡寫，但在當時物資匱乏的情形下，梁浩明及其團隊在極其有限的經費的基礎上，自己加工，自己刻制，日以繼夜憋著一股勁干，其中的艱辛，我們仍能從中窺得一角。

值得一提的是，在光柵製作出來之前，梁浩明從未見過光柵，也沒有錢從國外購買光柵，從設計到研製成功，全都是梁浩明通過閱讀美國光學雜誌及相關文獻自己研究出來的，直到第一塊光柵被刻制出來之後，他才第一次知道光柵是什麼樣子的。

白熾燈下的光柵元件

「這些都是我的寶貝！」梁浩明拿出兩塊光柵元件，這是當時留存的存在瑕疵的廢品，教授給收藏起來，當作紀念。

他把較小塊的光柵對準白熾燈，我們能很清楚地看到白光被分解出不同顏色，一排排掃過，奪目絢麗。這塊小光柵規格為50mm*50mm，但它的每一毫米內就刻了1200條線。

原二號機

從1959年開始進行光柵事業的研究，到1975年，梁浩明協助研究室一共做出了四台中小型衍射光柵刻劃機，每一台都有自己的特點。此時，梁浩明已經開始著手設計更高水平的大型高精度衍射光柵刻劃機。

其時，由於長光所內部及當時時局所限，梁浩明不得已將手上未完成的光柵事業擱置一旁，這一擱置，就是三十年。

「老友相騙」，葉落歸根

1979年，梁浩明因為歲數漸長加上身體原因，萌發了回廣州老家的念頭，長光所幾番挽留，這時，他接到了同鄉好友劉頌豪的邀請。曾任華南師範大學校長的劉頌豪，當時正在擔任學校量子電子學研究所所長，在副所長一職人選上，他想起了同在長光所工作的老鄉——梁浩明。

對於這段往事，梁浩明回憶起來仍笑意不減：「他籌備的時候，騙我過來的，怎麼回事呢，他說有個機械廠，讓我當廠長，就這麼騙我過來的。什麼機械廠，連一台鑽床還有手電筒鑽都沒有，就那麼一個桌子。」

到了廣州之後，梁浩明曾積極尋找能夠製作光柵的企業和單位，無奈這個項目投入大回本慢，不得已放棄了這項研究。因為夫人生病及年歲大了，在華師工作四五年後，梁浩明從華師退休。

退休後的梁浩明，儘管沒有條件繼續光柵事業的研究，但梁浩明有了新的愛好。走進他的書房，略微凌亂的布局中散布著他的作品——既有傳神寫意的國畫，又有揮毫而就的書法，更有獨具一格的攝影作品。這些，全部都是他在退休後逐步學習而來的。「怎麼樣，還可以吧？」梁浩明說，人還是應當有個愛好，內心才會更容易感到充實和滿足。

岩石永立，青松不老

自梁浩明離開長光所，國內光柵事業發展緩慢，較大的中階梯光柵更是長期被美國壟斷。階梯光柵分為大中小三種規格，每毫米內刻10條線以下為大階梯光柵，內刻10-400條線為中階梯光柵，內刻400條線以上為小階梯光柵，其中中階梯光柵被廣泛運用在高端光譜儀器中。

2009年，因為我國天文工作的迫切需要，國家播重款啟動「大型高精度衍射光柵刻劃系統的研製」項目，而這一項目最終落在長光所頭上。為保證項目的順利進行，項目組決定聘請梁浩明為技術專家組的首席顧問。

2009年的一號機

「我到了那裡就馬上把我請進去，在北京科學院總部，我一看，清華大學、上海光機所等好幾個單位在那，我想這是在幹什麼呢。科學院的財務領導一看到我，就說，請這麼大牌的人來啊，真夠意思。」梁浩明回憶道。

此次項目是要研製出能夠刻出大面積光柵的光柵刻劃機，在此之前只有美國能夠刻出較大的光柵，這次長光所要刻出的光柵刻寬達500毫米，超越美國水平，重新啟動光柵刻劃研製項目之後，一開始不知道怎麼開展，梁浩明每年定期來長光所兩次，每次1個月以上，前後三年去往長光所，幫助長光所沒有接觸過這一工作的人熟悉光柵刻劃。梁浩明說，要製成這麼大的光柵，需要光柵刻劃機連續刻劃20天左右，在刻制中保證連續20天不走樣，是這次項目最大的難題，也就是如何確保光柵的高精密度。

針對這一難題，梁浩明從影響光柵精密度幾個方面出發，如參與設計恆溫室防止溫度變化帶來材質熱脹冷縮的影響，對在刻划過程中如何減震以保障機械移動的穩定性提出建議，甚至於用來在光學玻璃上進行刻劃的鑽石刀，在機械帶動下來回刻劃的持續和刀子的垂直等等也需要做出考慮。

如此在八年間，梁浩明結合自己先前的經驗，在項目的總體方案論證、具體實施方案，關鍵元器件的設計、加工、檢測等方面，提出大量的意見和建議，帶長光所重新上路，幫助長光所解決一系列問題，為項目的最終成功做出重要貢獻。

世界首塊最大光柵

2016年11月13日，長光所光柵研究室主任電告梁浩明，經過八年的努力，長光所成功研製出一台世界上刻劃面積最大、運行精度最高的衍射光柵刻劃機，並利用這台機器製造出世界上面積最大、精度最高的中階梯光柵，填補了國內這一事業的空白，更打破國外壟斷，使我國高端光柵研製不再受制於人。

對這遲來三十多年的喜人成果，梁浩明說：「在這個項目上我有遺憾，不過現在很好，現在補回來了，這件事情是很值得高興的，完了夢了！不管誰搞，我都特別高興！

從零開始，從無到有，從我國第一台光柵刻劃機的出現，到如今世界最高水平衍射光柵刻劃機的成功研製；從第一次製作出一毫米內刻200條線的光柵實物，到如今製作出世界面積最大、精度最高的中階梯光柵，從梁浩明數十年經歷中我們能窺得我國光柵事業的發展歷程。創新、堅持、百折不回，是梁教授認為在科研工作中必須具備的品質，而他，也正是如此做著。

八十七歲這一年，他揮毫落筆以自勵：岩石永立，青松不老。

文案丨謝小婉 蘇碧瑩 董紫妍

攝影丨蘇碧瑩 謝小婉

執行編輯丨李雨萱

責任編輯丨鄭宇雲

校歷丨投稿丨招生丨轉專業丨輔修丨雙學位

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