第1页共70页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共70页国家重点基础研究发展计划（含重大科学研究计划）项目申请书编写提纲项目摘要（1,000字左右）简述项目所面向的国家重大需求、拟解决的关键科学问题、主要研究内容和目标、课题设置。申请书正文（30,000字左右）一、立项依据项目所面向的我国经济、社会、国家安全和科学技术自身发展的重大需求，项目研究的科学意义，对解决国家重大需求问题的预期贡献等。衍射光栅（diffractiongrating，通常简称为“光栅”）是一种核心的光学元件。衍射光栅通过有规律的结构，使入射光的振幅或相位（或两者同时）受到周期性空间调制。衍射光栅在光学上的最重要应用是作为分光器件，常被用于单色仪和光谱仪上。实际应用的衍射光栅通常是在表面上配置着密集、等间距的线、缝、槽或光学性质变化物质的平板。按照工作方式分类，可分为透射光栅和反射光栅两大类。起初衍射光栅的主要用于实现复色光的空间分离。近年来，随着微加工技术和计算机技术的不断发展，光栅的应用范围也越来越广泛。借助衍射光栅，人们分辨出肉眼无法鉴别的物质，在生产、通讯、科研等方面有着重要应用。如应用于单色仪、光谱仪、分析设备、颜色测定仪、生产工艺控制、质量控制、目标确定等方面。随着微加工技术在微光学领域的不断发展，出现了依托光栅的偏振器、光波导、窄带滤波器、分相位衍射元件等新的微光学器件，其应用范围也开始从光谱学领域扩展到计量科学、光通信、X射线天体物理学、实验力学、装饰、防伪等诸多领域。光栅通常是利用光栅刻划机在镀有铝膜的玻璃毛坯上每mm刻划出不同线数的槽来获取的，常用的光栅一般为300g/mm、600g/mm、1200g/mm、1800g/mm等。随着刻划技术的发展，对光栅刻划密度要求越来越高，具文献资料显示，目前世界上可刻划出的最高刻线密度的光栅为：10800g/mm，并且定位精度可达5nm。在刻划光栅时，一般要求刻划的偶然误差小于1/10光栅常数、周期误差小于1/100光栅常数，用干涉方法检验波面差必须小于1/3条纹。近些年来，随着科学技术的不断发展进步，特别是一些大型高技术工程项目的陆续开展，对衍射光栅的技术性能提出了更高的要求。而且，能否获取适用的大面积衍射光栅，已经成为影响某些大型高技术工程项目成败的关键。第2页共70页第1页共70页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共70页同时，由于这些大工程项目对大面积衍射光栅的迫切需要，使研制大面积衍射光栅成为国际光栅领域的重大课题之一。对大面积衍射光栅的需求主要体现在以下几个方面：1）天文物理学方面众所周知，为了更好地满足人类探索宇宙空间的需要，天文望远镜的口径正在不断增大。随着光学加工技术、自适应理论及微定位技术和拼接技术的发展，天文望远镜的口径己由原来的直径不到lm发展到现在的直径超过10m甚至更大。衍射光栅是天文望远镜附属光谱分析仪的核心元件，因此它的面积必须相应地随之增大。如美国旧金山州立大学(SanFranciscoStateUniversity)的乔夫瑞·莫西(GeoffreyMarcy)和澳大利亚的波尔·巴特勒(PaulButler)等人在1998年八月份宣布，他们利用一种新型高分辨率Echelle光谱仪，探测到太阳系以外未知行星的数目已达到12个。这个高分辨率光谱仪使用了由三块的阶梯光栅。美国德克萨斯大学计划研制300英寸的天文望远镜，其附属光谱仪需要衍射光栅的尺寸为。表1所示为世界上其它一些大型天文望远镜附属光谱分析仪所需衍射光栅的尺寸。这些需要大大加速了国际光栅界探索研制大面积衍射光栅技术的进程。表1大型天文望远镜附属光谱仪的衍射光栅尺寸望远镜名称及国家KECKU.S.ASUBARUJAPANESOEUROPEVLTCHILEHETU.S.ALAMOSTCHINA主镜口径（m）1088894光谱仪器直镜焦比F/13.7F/10F/15F/10F/8F/5光栅面积（）我过研制“大天区面积多目标天文望远镜”(LAMOST)，配置了多台低、中、高分辨率的光谱仪同时观测4000个目标，需要64块大面积衍射光栅。2)同步辐射光束线工程的需要同步辐射是当电子或离子在磁场中加速到接近光速时，沿轨道切线方向产生的一种电磁辐射，其光谱是连续的，且可延伸到很宽的波...
