光譜分析儀在我們宇宙觀測、血液檢測、農藥殘留檢測等方面發揮著重大作用，而光譜分析儀的核心部件光柵，長期被國外所壟斷，尤其是300毫米以上的中階梯光柵，只有美國的一家公司能生產，使我國在光譜分析等方面受制于人。

不過這一局面將得到根本改觀，日前，我國科研人員成功研制出大面積高精度光柵制造機，并成功制造出世界最大面積的“中階梯光柵”，填補了我國在該領域的技術空白，也打破了國際技術壟斷。

據中國青年報11月15日報道，由中國科學院長春光機所承擔的國家重大科研裝備研制項目“大型高精度衍射光柵刻劃系統的研制”（以下稱光柵項目）11日順利通過驗收。這標志著我國大面積高精度光柵制造的相關技術已達到國際水平，結束了我國在高精度大尺寸光柵制造領域受制于人的局面。

衍射光柵是一種納米精度周期性微結構的精密光學元件，在光譜學、天文學、激光器、光通訊、信息存儲等領域中有重要應用。光柵面積大可獲得高集光率和分辨本領，精度高可獲得更好的信噪比，但制造出大而精的光柵是世界性難題。隨著科技的發展，大面積高精度的中階梯光柵，已經成為制約我國相關領域技術發展的“短板”。

2008年，在中科院和財政部共同支持下，長春光機所開始了光柵項目工作，目標就是研制一臺刻劃面積屬世界之最、技術水平達國際領先的大型高精度衍射光柵刻劃機。

光柵刻劃機是制作光柵的母機，因部件的加工裝調精度之難，運行保障環境要求之高，被譽為“精密機械之王”。唐玉國說，該項目研制的光柵刻劃機，幾乎所有關鍵部件都沖擊世界“極限”水平。研制期間，項目組突破了一系列核心高精度零件的加工制造技術。

按照唐玉國的說法，經過8年艱苦攻關，他所在的項目組共攻克18項關鍵技術，取得9項創新性成果，研制出一套大型高精度光柵刻劃系統，并成功研制出面積達400mm×500mm的世界上面積最大的中階梯光柵。當天進行項目驗收的評審專家認為光柵刻劃系統和光柵都達到了項目實施方案的技術指標，一致同意項目通過驗收。

光明網報道稱，此前只有美國能夠制作300毫米以上中階梯光柵，我國的中階梯光柵制造能力不足300毫米，精度也達不到10納米精度水平，戰略高技術領域所需要的高精度大尺寸光柵受到國外嚴格限制。項目負責人、中科院長春光機所研究員唐玉國表示，大型高精度光柵刻劃系統以及大面積中階梯光柵的研制成功，能幫助我國光譜儀器行業擺脫“有器無心”局面，改變我國光譜儀器產業處于行業低端現狀。

中科院長春光機所所長賈平稱，有了這臺儀器，以后就可以按照我們系統的設計，去做我們自主的光柵，而不是像現在，國外提供什么東西我們就只能用什么東西。

專家介紹，階梯光柵一般可分為大、中、小三種。一般而言，每毫米內刻10條線以下的叫大階梯光柵。每毫米內刻10至400條線，稱之為中階梯光柵。400條以上的稱之為小階梯光柵。

中階梯光柵結構圖

中階梯光柵基本上可以做到兼具大小階梯光柵的高分辨本領和寬波段范圍，廣泛應用于高端光譜儀中。