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勇担重任 逐光而行 ——国产光学工业软件背后的故事

本报记者 徐慕旗

2024年08月13日

不久前,中国科学院长春光学精密机械与物理研究所对外发布了自主研发的“长光杂散辐射分析软件V1.0正式版”,补齐我国相关领域短板。目前,这款软件已经在航空航天等领域的上百个项目中得到应用验证。

光学工业软件广泛应用于航空航天、工业镜头、半导体等领域,是必不可少的工业设计软件。杂散辐射分析软件作为其中一种,其成功面世在国产光学软件创新研发中迈出了关键一步。

近日,记者来到长春光机所,见到了软件研发总师——长春光机所研究员张新。

“长春光机所作为新中国光学事业的摇篮,担负起了研发国产光学软件这一光荣而艰巨的任务。我们利用4年时间奋起直追,成功在相关领域用上了我们自己的光学软件。”张新开门见山地说。

什么是杂散辐射?这款软件的具体用途又是什么?对此,张新解释道:“杂散辐射就是光学系统中不需要的光和辐射,会对光学系统产生干扰。在研制光学设备时,要用软件模拟所有可能存在的光,开展仿真分析试验,进而找出哪些是无用的光线。”

“模拟所有可能存在的光”,这听上去就是一项庞大的工程。“的确,这意味着对千万级、亿级甚至百亿级光线进行追迹,涉及海量计算、判断、存储和分析。”张新说。

本着完全自主研发的原则,团队从无到有,摸着石头过河,一步步将所有光学模型构建起来,并在精度上达到了亚纳米级,让模型无限趋于真实环境。

中国巡天望远镜被称为中国的“深空之眼”,其研发时应用该款软件进行了光学仿真分析。“仿真结果与主流软件结果相当!”张新自豪地说。

在张新看来,团队能在短短几年间快步赶上国际发展水平,一方面得益于国家的大力支持,另一方面得益于我国近年来在相关学科上取得的发展硕果。“我们牵头组织了国内多家优势单位,突破了光源发光属性、光线数据记录方案和路径分类方法等关键技术,到目前已完全掌握了软件的底层核心算法。”张新说。

要快速取得技术突破,人才是关键。为了激发研发人员创新活力,长春光机所成立了国产光学软件攻关突击队,打造勇于创新、团结进取的精神内核。

来到研发实验室,记者看到团队成员正在进行各项分析研究,室内非常安静。记者观察到,这支规模在40人左右的队伍,每个人都非常年轻。

“我们平均年龄在33岁。”团队成员刘铭鑫告诉记者,“我博士毕业后就留在所里工作,接触的第一个重大项目就是研发这款光学软件。我身边的同事多数和我一样。作为年轻一辈的科研人员,能为光学软件自主化贡献力量,我们觉得很自豪。”

团队成员胡铭钰一边带记者参观实验室,一边介绍:“我们做的软件涉及了一系列光学理论和先进的计算分析技术,很多都是国内未有、国际未公开的。所里为我们营造了非常好的工作环境,鼓励每一个新想法,形成创新思想、严谨论证、谨慎实施、严密验证的工作准则。”

“这些年轻人继承了长春光机所传承至今的宝贵科研精神,站在巨人的肩膀上一往无前,让我们看到了他们的实力和拼劲。未来,他们一定会为国产光学工业软件创新发展作出新的贡献。”采访最后,张新满怀期许地说。