“整機研制雖必要，核心攻關更重要”

                   ——中科院安徽光機所環境光學儀器成功研發之路 

    “這是調諧半導體激光吸收光譜道邊機動車尾氣在線監測系統，主要采用先進的激光光譜方法、波長調整和二次諧波檢測技術進行數據處理，具有高選擇性、高靈敏度和快速響應等特點，主要用于安裝在道邊監測行駛中機動車污染物質的種類及濃度。我們與一家公司合作生產，受到環保部門的歡迎。目前銷售情況良好，成為合作公司的主打產品。”

    “這是差分光學吸收光譜空氣質量自動監測儀。采用根據國家環保局及美國環境保護組織（USEPA）推薦的監測方法研制，可以過遙控進行自檢、校零、校標及自動測量功能，而無需進行人工現場干預，可以對大氣進行24小時不間斷的自動監測，測量結果自動記錄，并可通過聯網線路傳入中心監測室，已經投入應用。合作公司盡這一個產品的年產值達到了很高分額。”

    “這是光譜法煙氣排放連續監測系統。儀器采用紫外光譜光度吸收法的原理，利用二氧化硫的紫外特征吸收光譜來測量二氧化硫的濃度。儀器適于在無人值守的工業環境對煙道二氧化硫排放量進行實時在線監測，也可在現場進行即時采樣測量。該儀器檢測精度高、不需頻繁定標、無消耗品可進行長期在線測量。”

    “大氣污染監測激光雷達主要用于監測大氣中污染物質的種類、濃度及其空間分別的隨時間變化。”

    2007年春暖花開的一個早晨，記者達到合肥科學島中科院安徽光機所。該所環境光學監測研究室主任魏慶農，推開一扇又一扇門，一一介紹他們研發成功和正在研制的一系列光學儀器。所有這些儀器幾乎都是國家急需的產品，市場前景看好。

    這些系列環境光學儀器的出現及其在在市場上創造的良好業績，與中國整個儀器儀表市場絕大部分被外國產品占據分額的現狀，形成了鮮明對比的格局。難道安徽光機所研發的這些產品是世界上獨一無二的，國際上沒有同類產品？

創新開拓科研之路

    據環境光學與技術重點實驗室常務副主任劉建國研究員介紹，安徽光機所建所30多年，為我國的激光科學發展作出過重大貢獻。然而在一段時間里，面臨著生存與發展的問題，尤其是與院內兄弟研究所在爭取國家重大任務中，存在專業相近，惡性競爭的局面。隨著科技體制的改革與調整，特別是院知識創新工程帶來的機遇，安光所領導班子與時俱進，堅決按照新時期的辦院方針調整學科方向、開展特色工作，將“國家重大戰略需求”和“學科發展前沿”結合起來，不斷優選創新領域，凝煉創新目標，終于確定了“環境光學與監測技術”這一學科方向和戰略目標。

    研究所意識到，環境問題是全球可持續發展中的大問題，它關系到人類的生存和健康，是一個永恒的主題。我國雖然是發展中國家，但在環境問題上已呈現出后工業化國家的特征。但我國的環境監測技術相對落后，基本上處于手動、半自動狀態；高檔的環保儀器大都要從國外進口，投資和運行費用過高，難以滿足我國環保自動監測的需要，中國的環保事業急切的呼喚高科技環境監測儀器的問世。

    安光所在大氣光學、激光光譜學、激光技術等領域有著優勢。在知識創新工程的推動下，他們選擇了國家急需的實時在線環境監測儀器設備為突破口，由劉文清研究員為學科帶頭人，1998年組建“環境監測研究室”，2001年組建“環境光學與遙感監測技術研究中心”，部署了十多個領域前沿的研究項目，在“替代進口的高檔常規環境監測、開發新一代環境監測儀器設備、開拓創新性環境監測技術”三個層面上，深入開展研究工作。 “十五”期間，資源環境技術首次納入國家863計劃，安徽光機所的研究項目得到了863計劃資源環境領域的支持。通過5年的時間，他們結合國家科研任務，通過自主創新，研發了系列化先進環境監測技術和設備，建立了我國城市大氣污染時空分布監測技術平臺，并在北京石景山區、廣州、上海等重要城市開展了綜合科學觀測實驗和系統示范，探討區域大氣污染防護和治理中需要采用的監測技術路線，進一步解決了產業化過程中的關鍵技術。

    很多人都知道，由于穩定性和可靠性問題，國產儀器往往難以得到用戶信任，條件好一些地區或單位仍然愿意花高價買國外產品。安光所研制的環境光學監測設備，并沒有逃脫這樣的命運。但在與國外產品的激烈較量中，國產自動監測設備逐漸得到了用戶的青睞。國外進口的設備在環境適應性方面存在較大的差距，國外技術人員檢查后說，“中國的大氣質量太差，污染太重，儀器很難適應。”而目前，國家環保系統所采購的城市空氣質量自動監測系統基本上是國產設備。

    與此同時，系列環境光學儀器的研制，不僅保證安徽光機所在環境光學學科方向上高質量地完成了一批國家科研課題，而且大大增強了承擔國家任務的能力，僅僅在“十一五”開局之年，爭取到國防科工委民用航天項目、國家863重大和重點項目中的多個課題。技術轉移促進了國家先進環境監測技術產業發展， 安徽光機所正在發展為中國環境光學儀器研制的領頭羊。

原理一樣   路徑不同

    實際上，安光所研發各種環境光學儀器，許多在國外都有類似產品，為什么安光所的環境光學儀器在開放的中國市場仍能站住腳跟？

    安光所所長劉文清道出了天機。他說，“大部分儀器設備的工作原理早已為人們所熟知，但要研制成設備必需要有你自己的技術路徑，照搬照抄別人就會發生知識產權糾紛，而現代分析儀器最核心的部分往往是儀器的軟件和算法，不在于儀器設備本身”。

    他介紹，安光所的環境監測儀器直接面對的都是國外技術競爭，在空氣監測子站研制之初，一家俄羅斯公司難以相信中國會有如此實力，并斷然懷疑安光所在收發兼容望遠鏡設計中采用了他們的技術路線，但當我們給對方傳去德國一位教授很多年前對這種結構的構思，以及我們對這一構思的改進后，俄方公司發來了書面道歉函，并希望能與他們在技術上進行合作，安光所贏得了本屬于自己的發明權力。

    再如，采用激光光譜方法的道邊機動車尾氣檢測設備，只有美國一家公司能夠生產，產品已賣到北京環保局。安光所在863計劃支持下，研發成功后，美國人擔心安光所是否采用了他們的技術，但看到安光所的產品2001年出現在北京，并表現出比美國產品更加優良的性能，美國公司承認那是中國的技術。

    經過系列產品的研發，安光所光學儀器的基礎研究和技術實力得到了進一步提高，與國際上相關領域的科研機構建立了廣泛交流和合作關系。目前，有國外一些公司很希望與他們合作，但如果外國企業期望已小量的資金換取技術和產品的專利權利，安光所自然拒絕這樣的合作。

    劉文清說，對于部分儀器的研制，他們很需要國家有關部門的種子基金支持，一旦研發成功，只要與企業合作，市場便會做大。

    其中特別重要的是，“眼睛不能盯著國外，產品的研發不需滿足目前國家的急需。因為產品研發需要的是技術互補，系統性集成創新更加重要。就目前而言，中國在做儀器整機研發的同時，更要重視加大核心技術的研發。如數碼相機，只要CCD技術掌握了，數碼相機的問題也就解決了”。

    劉文清還說，“發達國家總是低端產品拿來中國來生產。這實際上是一種技術溢出，而我們有時還很高興引來了技術，殊不知這是他們打算淘汰的技術。在儀器儀表行業，同樣的光譜儀，國內產品15萬元，而國外產品賣150萬元。我們為什么不能在核心技術上下功夫？我們做整機，最多只能把人工成本降下來，大量采用國外核心器件則原材料是不可能降下來的，否則達不到相同的性能指標。目前，采用國外部件也導致在中間流通環節上的額外開銷。所以，中國應該下定決心做高端產品，做核心技術，在此基礎上投錢研發整機”。

                                                                轉自：科學網