GBT 43847-2024 光学和光子学 光谱波段标准立项发展报告

光学和光子学光谱波段标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:OpticsandPhotonics—SpectralBands摘要光谱波段作为光学和光子学领域的基础性和通用性技术分类体系，直接关系到光学系统的设计制造、光学元器件的性能表征、光电探测器的选型应用以及光通信、遥感探测、生物医学光子学等众多应用领域的标准化工作。随着多光谱成像、激光雷达、量子光学等新兴技术的迅猛发展，各行业对光谱波段划分的统一性、规范性和国际协调性提出了更高要求。在此背景下，国家标准GB/T43847-2024《光学和光子学光谱波段》于2024年4月25日正式发布，并于同年11月1日起实施。本报告系统梳理了该标准的编制背景、技术内容、关键指标以及与ISO20473:2007国际标准的对应关系，详细介绍了主要起草单位的业务基础与标准化工作能力，深入分析了标准的技术特色与创新点，并对标准实施后的预期效益和未来发展方向进行了展望。该标准的发布实施填补了我国在光学和光子学光谱波段领域通用基础标准的空白，将为我国光学工程、光电技术及泛光子学应用领域的科研生产提供统一的技术语言与分类依据，有力支撑我国光学产业的标准化、规范化和国际化发展进程。关键词：光学和光子学；光谱波段；国家标准；技术分类；ISO20473；标准化Keywords:OpticsandPhotonics;SpectralBands;NationalStandard;TechnicalClassification;ISO20473;Standardization一、引言1.1研究背景光谱是光与物质相互作用结果的频率（或波长）分布表征，是描述光学辐射特性的基本物理量。从紫外到红外乃至太赫兹和X射线波段，不同光谱区间对应的光学物理机制、传输特性、探测手段和典型应用场景存在显著差异。例如，深紫外波段（DUV）材料吸收强烈，极紫外波段（EUV）需要反射式光学系统，红外长波波段（LWIR）则对应热成像技术的重要窗口。这些差异决定了光学系统在波段划分的基础上才能明确设计边界、选材范围和性能指标。然而长期以来，国内各行业和科研机构在光谱波段术语划分和使用上存在较大差异，导致技术交流和工程协作中频繁出现概念混淆、参数对标困难等问题。尤其是随着光通信、激光雷达、红外探测、光谱分析等交叉融合领域的快速发展，对光谱波段名称、波长范围及子波段划分的统一化需求日趋迫切。1.2标准立项的必要性（1）产业发展需求：我国光学和光子学产业已形成数千亿级规模，光学元件、光学仪器、激光器、红外探测器等产品大量出口，波段的统一划分是产品规格对标和国际商贸的基础。（2）国际接轨需求：国际标准化组织ISO/TC172"光学和光子学"技术委员会已发布ISO20473:2007《光学和光子学光谱波段》国际标准。我国作为ISO常任理事国，有必要将相应国际标准转化为我国国家标准，以促进国际贸易和技术交流。（3）交叉学科需求：遥感、天文、医疗、安防、自动驾驶等多领域均涉及光学波段的概念使用，统一的光谱波段划分标准有助于跨学科协作和多学科交叉创新。二、标准编制概况2.1标准基本信息-标准编号：GB/T43847-2024-标准名称：光学和光子学光谱波段-英文名称：Opticsandphotonics—Spectralbands-标准性质：推荐性国家标准-发布日期：2024年4月25日-实施日期：2024年11月1日-标准状态：现行-发布机构：国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会-中国标准分类号：光学设备-国际标准分类号（ICS）：ICS31.260（光电子学·激光设备）2.2标准定位与适用范畴GB/T43847-2024属于光学和光子学领域的基础通用标准，主要规定了光学和光子学中光谱波段的分类、名称、波长（或频率）范围及子波段划分等方面的基本技术要求。该标准适用于光学和光子学各应用领域内对光谱波段的统一定义与分类使用，涵盖从X射线到远红外的宽光谱区间，为各类光学系统、光学元件、光辐射探测器、光学材料以及光电设备的科研、设计、生产、检验和应用提供了统一的波段分类依据。需要特别指出的是，该标准不涉及各类光源或光学系统具体技术参数的指标规定，其核心功能在于为光学和光子学领域提供一个普适性的"光谱波段语言"，使得不同细分方向的技术人员能够在同一话语体系下进行准确的技术沟通。2.3与国际标准的对应关系本标准修改采用ISO20473:2007《Opticsandphotonics—Spectralbands》（光学和光子学光谱波段）。在技术内容上与ISO20473:2007保持一致性，同时根据我国光学和光子学领域的实际使用习惯和产业需求，对部分波段范围和技术表述进行了适当调整和补充。标准修改采用国际标准，既保证了与国际通行做法的协调一致性，又兼顾了国内行业应用的实际情况。三、标准主要技术内容3.1总体框架GB/T43847-2024按照光学辐射的波长（或等效频率/波数）区间，将光谱波段进行了系统分类。标准的总体框架涵盖以下几个方面：（1）光谱波段的总体分类体系；（2）各波段的名称及对应的波长范围；（3）相邻波段的边界定义与衔接规则；（4）各波段的典型应用领域说明。3.2波段分类体系标准将光学和光子学涉及的光谱范围划分为以下几个主要波段：（1）X射线波段（X-ray）波长范围覆盖约0.01nm至1nm区间。该波段光子能量高，穿透力强，主要应用于X射线衍射分析、X射线荧光光谱、医学影像及晶圆缺陷检测等领域。在同步辐射光源和自由电子激光装置中，X射线波段的光学系统设计有其特殊的反射和聚焦需求。（2）极紫外波段（ExtremeUltraviolet,EUV）波长范围约为1nm至30nm（亦有按1nm至120nm的广义划分）。极紫外波段是光刻技术中的重要波段，尤其是13.5nm波长的EUV光刻已成为先进半导体制程的核心技术路线。该波段所有材料均表现出强烈的吸收特性，光学系统须采用多层膜反射式结构。（3）紫外波段（Ultraviolet,UV）紫外波段进一步细分为多个子波段：|子波段名称|英文名称|波长范围||:---:|:---:|:---:||深紫外|DeepUltraviolet(DUV)|120nm~200nm||中紫外|MiddleUltraviolet(MUV)|200nm~300nm||近紫外|NearUltraviolet(NUV)|300nm~380nm|紫外波段在杀菌消毒、紫外光刻、荧光检测、刑侦取证及材料表面处理等方面有广泛的应用。（4）可见光波段（Visible）波长范围约为380nm至780nm，是人眼能够感知的电磁波谱区间。可见光波段进一步细分为紫、蓝、绿、黄、橙、红等颜色区间。可见光波段是光学成像、显示技术、照明工程和颜色科学的核心波段。（5）红外波段（Infrared,IR）红外波段是光谱波段划分中最为丰富的区域，进一步细分为：|子波段名称|英文名称|波长范围||:---:|:---:|:---:||近红外|NearInfrared(NIR)|780nm~3μm||中红外|MiddleInfrared(MIR)|3μm~8μm||远红外|FarInfrared(FIR)|8μm~1000μm|其中，近红外波段还可进一步细分为短波红外（SWIR，780nm~2500nm）等子区间。红外波段在热成像、光纤通信、气体检测、遥感探测、军事夜视和医疗诊断等领域具有不可替代的重要地位。特别是3~5μm和8~14μm两个大气窗口波段，是红外热成像系统设计的关键频谱区间。（6）太赫兹波段（Terahertz,THz）波长范围约为1000μm（0.1mm）至100μm（0.03mm）所对应的频率区间（0.3THz~3THz），亦有扩展至0.1THz~10THz的划分方案。太赫兹波段介于红外与微波之间，在安检成像、药物检测、无损探伤及6G通信等领域展现出广阔的应用前景。3.3波段划分原则标准所采用的光谱波段划分遵循以下技术原则：（1）物理一致性原则：波段边界尽量与光学物理机制的变化节点相符，如材料吸收边、大气窗口边界、探测器响应截止波长等。（2）应用便利性原则：兼顾各行业领域的使用习惯和实际需求，划分方案尽量不割裂成熟的工程应用波段。（3）国际协调性原则：与ISO20473:2007及国际上通行的波段划分方式保持协调，减少国际合作中的技术壁垒。（4）可扩展性原则：分类框架具有足够的灵活性，可为未来新兴技术领域（如量子光学、太赫兹光子学等）提供扩展空间。3.4标准的特点与创新GB/T43847-2024在技术内容上具有以下特点：（1）系统性完整：标准首次以我国国家标准的形式系统梳理了从X射线到太赫兹的完整光谱波段体系，填补了国内相关基础标准的空白。（2）层次结构清晰：采用"主波段—子波段"两级分类方式，既保证了大的光谱区间划分的简明性，又通过子波段的细分满足了精细化的应用需求。（3）实用导向明确：标准在波段划分的同时注明了各波段对应的典型应用场景，为各行业使用者提供了直观的选用参考。（4）国际协调性好：主要波段的划分与国际标准化组织ISO20473保持一致，有利于消除国际贸易中的技术语言障碍。四、主要起草单位介绍4.1中国电子科技集团公司第十一研究所GB/T43847-2024的主要起草单位之一为中国电子科技集团公司第十一研究所（以下简称"中国电科十一所"），该所是我国以光电技术和红外技术为核心的专业研究所，在光学和光子学领域拥有深厚的科研积累和丰富的标准化工作经验。（1）单位概况中国电科十一所成立于1956年，是我国最早从事红外与光电技术研究的科研机构之一，现隶属于中国电子科技集团有限公司。研究所位于北京市，占地面积约200亩，拥有一支由中国工程院院士领衔的高水平科研团队，在职员工中具有高级职称的技术人员占比超过30%，拥有博士学位人员超过200人。建所六十余年来，十一所始终致力于红外技术、激光技术、光电系统集成技术和空间光电技术的研究与开发，先后承担了数千项国家重点科研项目和型号研制任务，取得了一大批具有国际先进水平或国内领先水平的科技成果。（2）核心技术领域中国电科十一所在以下领域拥有突出的技术优势：-红外探测技术：覆盖从短波红外到长波红外的全谱段红外探测器研制能力，在碲镉汞、铟镓砷、量子阱、二类超晶格等多种红外探测器材料与器件方向上均有深厚积累；-激光技术：在固体激光器、光纤激光器、气体激光器等方向拥有完整的研发体系；-光电系统集成：具备从光学设计、精密机械到电子学处理的全链条光电系统研发能力；-空间光电载荷：为多型卫星提供了高性能的空间光电有效载荷。（3）标准化工作基础中国电科十一所是ISO/TC172/SC9（光学和光子学激光和光电系统分技术委员会）的国内技术对口单位，同时也是全国光学和光子学标准化技术委员会（SAC/TC103）的委员单位。多年来，该所主持或参与制修订了多项光学和光子学领域的国家标准、国家军用标准和行业标准，在标准化理论研究、标准编写实践和国际标准跟踪转化等方面积累了丰富的经验。（4）对本标准的贡献在GB/T43847-2024的编制过程中，中国电科十一所作为核心起草单位，充分发挥了其在红外与光电技术领域长期积累的专业知识和技术经验，主要负责以下工作：-牵头组织国内相关领域专家对ISO20473:2007国际标准进行系统翻译和技术审查；-结合国内红外技术、激光技术和光电工程领域数十年的工程实践经验，对波段划分的合理性进行逐项论证；-收集整理国内主要光学研究和生产单位对光谱波段分类的使用习惯和意见建议；-起草标准征求意见稿和送审稿，组织召开专家审查会并就重大技术问题达成共识；-负责标准编制说明和意见汇总处理等配套技术文件的编写。中国电科十一所在红外探测器全谱段覆盖的技术背景，使其在光谱波段边界确定和子波段细分方案的技术论证中发挥了不可替代的专业指导作用。尤其是针对长波红外（8~14μm）与甚长波红外（14~30μm）工程界习惯划分不一致的问题，十一所专家团队结合数十年红外探测器研制经验，提出了兼顾国际标准和国内工程习惯的解决方案，获得了编制组专家的一致认可。4.2其他参与单位除中国电科十一所外，该标准的编制还得到了中国计量科学研究院、中国兵器工业集团第二〇五研究所、中国科学院上海技术物理研究所、浙江大学、北京理工大学等多家科研院所和高校的技术支持。各参与单位分别从计量测试、光学设计、红外物理、光子学应用等不同角度为标准的技术内容提供了专业支撑。五、标准实施的意义与影响5.1推动产业规范化发展GB/T43847-2024的实施将为我国光学和光子学产业的规范化发展提供重要的基础性技术支撑。统一的波段分类体系能够有效减少产业链上下游之间因术语不一致而产生的沟通成本和技术对接障碍。例如，在光学镜头的设计制造过程中，设计方和镀膜加工方需要就工作波段达成精确一致的认知，标准的实施可使"可见光波段""近红外波段"等技术术语的含义在供需双方之间形成确定性理解，从而降低技术交流和商务沟通中的歧义风险，全面保障产品规格对接的准确性和效率。5.2促进国际标准接轨通过采用国际标准ISO20473:2007，我国在该领域的技术标准与国际通行做法实现了有效衔接。这一举措有助于我国光学产品出口企业在国际市场以统一的波段语言进行产品描述和技术交流。尤其对于出口到欧盟、北美等主要光学市场的红外光学元件、激光器件和光电探测器产品而言，在技术手册、产品标牌和性能参数表中使用与国际标准一致的波段划分方式，有利于消除因分类体系差异造成的隐性贸易壁垒，切实增强我国光学产品的国际竞争力。5.3支撑科技创新与新兴产业发展光谱波段的统一划分为新兴技术领域的发展提供了重要的基础语言支撑。在以下新兴方向中，该标准将发挥积极的支撑作用：-量子技术：量子通信和量子计算中涉及多种波段的光子操控，统一的光谱波段划分有助于跨学科协作；-自动驾驶：车载激光雷达工作在近红外波段，车载红外夜视系统工作在中远红外波段，标准化定义有利于车载光电传感器系统的集成设计；-生物医学光子学：光治疗、光诊断和光成像所涉及的"光学窗口"（opticalwindow）划分需要统一的光谱波段定义；-环境遥感：多光谱和高光谱遥感载荷的波段设计需要全行业统一的波段描述体系；-半导体光刻：深紫外和极紫外光刻技术的光谱波段精确划分对于光刻胶配方、光学系统设计和工艺窗口控制均具有直接的技术指导作用。六、结论与展望GB/T43847-2024《光学和光子学光谱波段》是我国光学和光子学标准化体系建设中的一项重要基础性成果。该标准以国际标准ISO20473:2007为基准，结合我国光学与光子学领域的技术积累和