精密离子减薄仪

近日，中国科学院精密测量科学与技术创新研究院研究员高克林、管桦实验团队与研究员史庭云理论团队，联合加拿大新不伦瑞克大学教授严宗朝、加拿大温莎大学教授G. W. F. Drake、海南大学教授钟振祥、浙江理工大学讲师戚晓秋等实验团队，在少电子原子体系——锂离子精密谱研究中取得重要进展。该研究将6Li+离子23S和23P态超精细结构劈裂的测量精度提高至10kHz水平，并精确确定了6Li原子核的电磁分布半径(Zemach半径)。这一基于原子精密光谱的工作独立于原子核模型，为揭示锂原子核结构、特别是6Li核的奇特性质以及检验相关的核结构模型提供了重要依据。该工作将进一步促进Li+离子精密光谱的实验和理论研究，推动少核子体系核结构理论与实验的开展。 　　少电子原子体系(如氢、氦原子以及类氢、类氦离子等)精密谱的实验与理论研究在检验束缚态QED理论、确定精细结构常数、获取原子核结构信息以及探索超越标准模型的新物理中颇具应用价值，是当前精密测量物理的重点方向。 　　高克林、管桦实验团队与史庭云理论团队等合作，开展类氦锂离子精密谱研究已逾十年。该团队基于电子碰撞电离方案研制了一台亚稳态Li+离子束源装置，各项性能指标(束流强度、发散角、稳定度等)均达到同类装置较高水平。该研究利用该装置产生的离子束，采用饱和荧光光谱测量方法精确确定了7Li+离子23S1和23PJ能级的精细结构和超精细结构劈裂，不确定度小于100kHz。该团队将实验与理论相结合，精确确定了7Li原子核的Zemach半径。 　　在饱和荧光光谱方法中，该研究受制于谱线的渡越时间展宽，得到的兰姆凹陷线宽达50MHz，大于谱线的自然线宽(3.7MHz)，由此得到的测量结果具有较大的统计不确定度。为了进一步提高测量精度，该工作利用三驻波场光学Ramsey技术消除谱线的渡越时间展宽，获得线宽约5MHz的Ramsey干涉条纹，统计不确定度减小至kHz量级；通过抑制量子干涉效应、一阶多普勒效应、二阶多普勒效应、Zeeman效应以及激光功率等各项系统误差，实现了10kHz精度的6Li+离子23S1和23PJ能级的超精细结构劈裂。该超精细结构劈裂的测量精度较先前结果提高5~50倍。在理论方面，该团队计算了包括高阶量子电动力学(QED)效应在内的6,7Li+离子23S和23P态超精细劈裂。该研究包含完整的mα6阶相对论和辐射修正，理论精度较先前结果有所提升，且理论与实验符合程度较好。科研人员通过比较6,7Li+离子的理论计算和实验测量值，得到6Li和7Li原子核的Zemach半径分别为2.44(2)fm和3.38(3)fm，确认了7Li的核Zemach半径比6Li的大40%这一反常现象，并发现了由6Li+的23S态超精细劈裂确定的Zemach半径与核物理方法得到的值3.71(16)fm存在显著差异，表明6Li核可能具有反常的核结构。该成果将进一步推动更多相关理论和实验的发展。 　　相关研究成果发表在《物理评论快报》(Physical Review Letters)上。研究工作得到国家自然科学基金、中国科学院战略性先导科技专项、中国科学院青年创新促进会和中国科学院稳定支持基础研究领域青年团队计划等的支持。锂离子Ramsey光谱测量

Hakuto 离子蚀刻机 20IBE-J 用于光学器件精密加工某光学器件制造商采用伯东 Hakuto 离子蚀刻机 20IBE-J 应用于光学器件精密加工, 通过蚀刻工艺提高光学器件的聚酰亚胺薄膜的表面光洁度.Hakuto 离子蚀刻机 20IBE-J 技术参数Φ4 inch X 12片基片尺寸Φ4 inch X 12片Φ5 inch X 10片Φ6 inch X 8片均匀性±5%硅片刻蚀率20 nm/min样品台直接冷却,水冷离子源Φ20cm 考夫曼离子源 Hakuto 离子刻蚀机 20IBE-J 的核心构件离子源采用的是伯东公司代理美国 考夫曼博士创立的 KRI考夫曼公司的射频离子源 RFICP220伯东 KRI 射频离子源 RFICP 220 技术参数:离子源型号RFICP 220DischargeRFICP 射频离子束流800 mA离子动能100-1200 V栅极直径20 cm Φ离子束聚焦, 平行, 散射流量10-40 sccm通气Ar, Kr, Xe, O2, N2, H2, 其他典型压力 0.5m Torr中和器LFN 2000 采用伯东 Hakuto 离子蚀刻机 20IBE-J 可以使 PV、RMS分别为1.347μm和340nm的粗糙表面, 通过蚀刻其粗糙度可降低至75nm和13nm PV、RMS分别为61nm和8nm的表面, 其粗糙度可降低至9nm和1nm. 该刻蚀工艺能有效提高光学器件聚酰亚胺薄膜的表面光洁度. 若您需要进一步的了解详细产品信息或讨论 , 请参考以下联络方式 :上海伯东 : 罗先生 台湾伯东 : 王女士T: +86-21-5046-1322 T: +886-3-567-9508 ext 161F: +86-21-5046-1490 F: +886-3-567-0049M: +86 152-0195-1076 M: +886-939-653-958ec@hakuto-vacuum.cn ec@hakuto.com.twwww.hakuto-china.cn www.hakuto-vacuum.com.tw伯东版权所有, 翻拷必究！

以下文章来源于中国物理学会期刊网 ，作者陈耕 李传锋中国物理学会期刊网.中国物理学会期刊网(www.cpsjournals.cn)是我国最权威的物理学综合信息网站，有物理期刊集群、精品报告视频、热点专题网页、海内外新闻、学术讲座，会议展览培训、人物访谈等栏目，是为物理学习和工作者提供一站式信息服务的公众平台。|作者：陈耕1,2,† 李传锋1,2,††(1 中国科学技术大学 中国科学院量子信息重点实验室)(2 中国科学技术大学 合肥国家实验室)本文选自《物理》2023年第6期01理论背景不断提升测量精度是科学研究发展的一个源动力。科学技术发展到今天，很多里程碑式的进步都得益于测量精度的提升。一个众所周知的例子是2016年引力波的成功探测[1]，验证了爱因斯坦广义引对论的预言。然而从激光干涉引力波天文台(LIGO)建成到第一次探测到引力波整整花了17年时间，这是科学家们不断改进装置以提升探测精度的结果。最近科学家们在引力波探测中使用了量子压缩的光源，进一步提升了探测精度，使得现在几乎每周都可以观测到引力波。用新的原理方法、技术手段提高测量精度，本身就是自然科学研究的一个重要方向，我们称之为精密测量研究。科学界一般使用测量的不确定度Δ随所使用的测量资源N的下降速率来刻画一个测量系统的测量能力。经典方法能达到的极限是Δ随N的0.5次方成反比下降，也就是我们所称的标准量子极限(standard quantum limit)。需要注意的是，虽然名字中带有“量子”，但是这个下降速率是经典方法能达到的极限。如果能把测量中所有的技术噪声都压制到很低，从而使量子涨落成为主要噪声，就可以达到这个极限。但是在实际测量场景中，起主导作用的经常是各种技术噪声，这时放大信号提升信噪比是一个提升最终精度的有效途径。一个典型的方法是“弱测量”方法，它可以后选择(post-selection)出移动幅度最大的一小部分探针，从而将信号放大100倍甚至1000倍以上。中国科学技术大学研究团队使用了一种改进型的偏置弱测量方法，在放大信号的同时大幅降低了探测器的光电饱和效应，相比标准弱测量方法的探测精度又提升了一个数量级[2]。但是这种弱测量方法并不能超越标准量子极限，因为它本质上是经典光的干涉效应。02量子精密测量量子精密测量是最近十年来在量子信息研究中一个蓬勃发展的领域，旨在利用量子的方法和资源实现突破标准量子极限的测量精度。如前所述，引力波探测装置使用量子压缩光之后可以实现超过标准量子极限的测量精度，这充分证明了量子精密测量的可行性和重要性。那么一个对于量子力学本身的理解和实际测量精度都很重要的问题是：量子精密测量可以提供的精度极限在哪里？实际上对于这个问题，海森伯在1927年就给出了很好的答案，也就是海森伯不确定原理。它是量子力学的一个基本原理，根据这个原理给出的最高测量精度我们称之为海森伯极限：即测量的不确度Δ与N的1次方成反比下降。因此，量子精密测量的一个重要任务是发明新的方法和量子资源来逼近这个极限。光或原子的压缩态不可能达到这个极限，因为实际实验中压缩比总是有限的。一个原理上可以达到这个极限的方法是使用多体纠缠态，比如在量子信息中常使用的N00N态，它通常具有如下的形式：这个形式的物理理解为：N个粒子同时处于0状态，或者同时处于1状态，这两种可能性之间是量子相干叠加的。显然N个没有关联的个体不可能处于这样的状态，因为它们中每个都可能处于0或1态，造成总的状态有2N种可能。这样一种量子资源原则上可以实现海森伯极限的测量精度，但是一个现实的困难是，N很大的量子态很难确定性地产生。利用光子可以实现大约10个光子的纠缠，但是产生和探测效率都极低。即便可以确定性地产生和探测10光子纠缠，一个经典的激光脉冲可能含有1010以上的光子，即便取0.5次方的反比，不确定度也比10光子纠缠达到的1/10小4个数量级。因而现阶段使用N00N态进行精密测量只是原理上演示了一种潜在的优势，并不具有实际价值。2018年，来自于中国科学技术大学的研究团队发展了一种量子化的新型弱测量方法。这种方法用光子数的混态作为探针，以单光子的量子叠加性作为量子资源，实现了对单光子克尔效应反比于N的1次方的测量精度，反比系数约为6.2[3]。该工作的最好精度相当于使用N = 100000的N00N态可以达到的效果，并优于之前最好的经典方法[4]一个数量级。不久后，该团队又通过使用单光子投影测量代替混态探针，实现了逼近海森伯极限的测量精度，反比系数进一步降低到了1.2[5]。其最好精度相当于使用N = 1000000的N00N态可以达到的效果，并优于之前最好的经典方法[4]两个数量级。虽然是在一个特定的测量任务中进行的，但是这两个工作首次实现了在实际测量任务中达到海森伯极限并优于经典方法，充分展现了量子精密测量的优势。海森伯极限被学术界广泛认为是量子力学所允许的测量极限，是否有可能超越这个极限一直是学术上备受关注和存在争议的问题。2011年，Napolitano等人的一个工作声称超越了海森伯极限[6]，对光非线性系数测量达到反比于N的1.5次方的超海森伯极限。但是这个工作后来受到了广泛的置疑甚至是批评[7—9]，因为所使用的资源为光子通过原子团产生的经典非线性，其哈密顿量里已经含有了N的平方项。在以所使用的总能量作为规范化资源定义的前提下，这个工作甚至没有超过标准量子极限。03基于量子不定因果序的精密测量近些年来，一种新的量子结构，即量子不定因果序(indefinite causal order，ICO)引起了学术界极大的研究兴趣。量子力学显然允许一个粒子处于不同状态的量子叠加，比如光子可以处于不同偏振叠加态，原子可以处于不同能级的叠加态。事实上，量子力学还允许两个演化不同的时序之间的量子叠加，这点显然不同于经典世界的因果关系。在经典世界里，如果两个事情A和B之间存在关联，那么它们之间孰因孰果是确定的。如果A发生在B之前，那必然A是因B是果；反过来的话，就是B因A果。而在量子世界里，两个事件可以处于如图1所示的两个相反时序的量子叠加上，也就是说孰因孰果这个问题是不确定的。这样的系统状态可以表示为：图1 量子不定因果序的示意图。图中的薛定谔猫处在先过左边门后过右边门和先过右边门后过左边门这两种相反时序的量子叠加态这样一种新的量子结构已经被证明在各种量子信息过程中可以提供进一步的量子增强。比如降低量子计算问题中的复杂度，提升量子通信中通过信道的互信息量。尤其让大家感觉到意外的是，2020年香港大学的一个理论工作证明[10]，量子不确定因果序可以在精密测量中突破海森伯极限，达到前所未极的反比于N的2次方的超海森伯极限。这样一个理论突破考虑了由两组连续变量进行N次独立演化产生的几何相位A的测量，比如一个变量是坐标空间的本征值x，另外一个变量是动量空间的本征值p。传统确定因果序的方法在这样一个测量问题中最好的精度极限是海森伯极限，可以由如图2(a)所示的串行测量装置达到。如果把这样两组演化制备到两个相反时序的叠加上，如图2(b)所示，就可以获得一个随着N2A增加的总体相位，也就是获得了指数加速的能力，从而对几何相位的估计可以达到反比于N2的精度，也就是超海森伯极限。图2 (a)确定性因果序方法通过分别测量x的N 步演化和p 的N步演化来估计两种演化产生的几何相位；(b)两组演化可以制备到两种相反时序的量子叠加上，两种时序如图中的蓝色和橙色线路所示；(c)实验结果(黑色方点)证明量子不定因果序方法可以达到超海森伯极限精度(红线)，并优于确定因果序方法能达到的最好精度(蓝色虚线)这样一个结果在实验实现上遇到了很大的困难，因为它同时涉及到了离散变量和连续变量体系，并且需要将这两种体系纠缠起来，也就是利用离散的量子比特状态去控制两组连续变量的演化时序。量子信息方案中的离散变量体系无法实现连续变量的演化，而连续变量体系无法把两组演化制备到两个相反时序的量子叠加上。中国科学技术大学的团队通过构造一种全新的杂化(hybrid)装置实现了这样一个量子结构[11]，用光子的偏振状态来控制光子横向模式的位置和动量的演化。他们用特制的光学元件精准实现了这两个连续变量的多步微小演化，在一个接近1 m长的马赫—曾德尔(MZ)干涉仪的两臂上分别实现了两个时序相反的演化过程。实验结果对几何相位的测量精度可以达到如图2(c)所示的超海森伯极限，并且优于任意确定因果序方案能达到的最高精度。这个实验中所使用的探针是单个光子，所以每次测量所需要的能量与N无关。在以能量为规范定义的前提下，这是目前唯一可以达到1/N2超海堡极限的实验工作。这一点和以经典非线性作为资源的工作形成了鲜明对比。同时在这样一个测量任务中，两种时序所能达到的精度已经是最优的结果，用更多的时序并不能获得更好的测量精度。这使得用光子的二维偏振就可以控制不定因果序，而不需要更高维度的离散变量。特别值得强调的是，这样一个实验在演示的范围内已经实现了相对于传统方法的绝对优势，而不仅仅是一种潜在的优势。因为这个实验中N代表的是独立演化的次数，而不是量子态的规模。如N00N态精密测量所具有的潜在优势无法变成现实优势，就是因为现阶段量子态的规模无法做大。04总结和展望一个无法避免的情况是，关于海森伯极限是否是量子力学的最终极限的争议会一直持续下去，这主要是由学术界对测量资源定义的不统一所导致的。用量子不定因果序可以实现超海森伯极限的测量精度也必然会引起学术界的广泛讨论和争议。但是如果我们搁置这些争议，从一个更加现实的角度去考量这种新方法，它确实达到了比之前任何确定因果方法都要更好的测量精度，这种优势独立于海森伯极限该如何定义这样一个深刻的问题。当然另外一个值得思考的问题是，不确定度反比于N的2次方是不是测量精度的极限？是否有方法可以达到更高的极限，比如反比关系是N的3次方，4次方……这仍然是一个未解之谜。参考文献[1] Abbott B P et al. Phys. Rev. Lett.，2016，116：061102[2] Yin P et al. Light Sci. Appl.，2021，10：103[3] Chen G et al. Nature Communications，2018，9：1[4] Matsuda N et al. Nature Photonics，2008，3：95[5] Chen G et al. Phys. Rev. Lett.，2018，121：060506[6] Napolitano M et al. Nature，2011，471：486[7] Zwierz M et al. Physical Review A，2012，85：042112[8] Berry D W et al. Phys. Rev. Lett.，2012，86：053813[9] Hall M J et al. Physical Review X，2012，2：041006[10] Zhao X et al. Phys. Rev. Lett.，2020，124：190503[11] Yin P et al. Nature Physics，2023，https://doi.org/10.1038/s41567-023-02046-y

近期，一篇关于“超高场离子云扫描技术实现高分辨生物分子异构体分析研究”的成果发表于《自然通讯》，该研究开发的离子淌度质谱分辨率超过1万，与现有商业化产品和国际先前报道过的技术相比， 分辨率提升了一个数量级以上。该成果公开发表后便引起业内质谱专家热议，相关评论包括“概念新颖”、“第一次见这么高的淌度分辨率”、“原理创新”等。据了解，离子淌度质谱领域成熟的商业化产品的分辨率皆在1千以下，清华的这项技术为何能“一骑绝尘”达到如此高分辨率？其创新在哪？能否成为离子淌度质谱发展的突破性技术？其距离商品化还有多远的路程？在此背景下，仪器信息网特别采访了清华大学精密仪器系周晓煜副教授，就该成果提出的高分辨离子淌度质谱技术以及未来的应用前景等进行了深入的交流。周晓煜副教授在实验室生物分子结构解析是现代生物科学中至关重要的环节，生物分子的结构包含着功能和性质的关键信息，科学家们可以通过对其结构的解析，揭示作用机制、探究与疾病的关系、寻找药物靶点等。因此，生物分子结构的准确解析对于药物研发和疾病治疗等领域具有重要意义。在生物分子结构解析领域，质谱技术的发展在过去几十年里经历了巨大的进展。其中，离子迁移质谱技术/离子淌度质谱（IM-MS）独特的分辨能力可以区分质谱技术无法区分的异构体或同重素，成为了生物分子结构解析重要的技术工具。而随着对生物分子结构与功能关系研究的深入，对高效、高灵敏的分析技术的需求越来越迫切。近年来，多种离子迁移质谱分析方法被纷纷提出，例如迁移时间DTIMS(Drift time ion mobility spectrometry)、囚禁式TIMS(Trapped ion mobility spectrometry)、行波TWIMS(Travelling wave ion mobility spectrometry)以及非对称场FAIMS(Field asymmetric ion mobility spectrometry)等通过引入高压气体簇冷却技术、多级离子迁移分离手段的方法并形成商业化产品，使得IM-MS分离分辨率得到了显著提高（分离分辨率在40-1000左右）。虽然IM-MS技术已经被广泛应用于生物分子结构解析的研究中，但由于分离分辨率的限制，目前无法完全解决生物分子异构体解析的问题。因此，如何提高IM-MS的分离分辨率，成为当前离子迁移质谱研究的热点和难点问题之一。搭建高分辨离子淌度——离子阱质谱新玩法仪器信息网：当前的技术手段在生物分子异构体研究中面临哪些瓶颈？您团队开发的超高场离子云扫描技术是否解决了这些瓶颈？周晓煜：生物分子结构解析常用的方法很多，比如核磁共振、X射线晶体学、电镜、质谱、离子淌度（IM）等等。过去十年，离子淌度质谱（IM-MS）正逐渐成为生物分子结构解析的主流手段以及质谱仪器发展的主要方向。这是因为质谱方法本身具有高灵敏度和高特异性的优点，串级质谱又可以看分子离子的结构，离子淌度功能的加入更是极大加强了质谱的结构解析能力，从另一个维度——分子形状对样品离子的结构进行区分。不过，目前的离子淌度质谱方法也存在“分辨率不够”的瓶颈，因此依然有很多具有生物学意义的异构体分子无法有效区分，包括很多蛋白质构象之间的差异无法检测到。那么，我们提出的离子云扫描技术，其分辨率可达10000，有潜力解决上述难题。仪器信息网：业内对新成果的评价，“概念新颖、原理创新”，其“新”主要体现在哪里？ 您是如何想到、做到这个“新”呢？周晓煜：“新”主要体现在两点：一、离子阱是一种大家熟悉的质量分析器，这里却被我们拿来做离子淌度，实现的装置很简单，并且可以和其他质量分析器结合设计混合式质谱仪。二、主流的淌度分析都是用的低场，而我们用的是高场；同时在传统离子阱质谱分析的经典方法“共振抛出”方面作出了创新，利用胁迫振荡的原理获得了离子的结构信息，得到了很高的分辨率。过去，大多数提升离子淌度分辨率的方法主要是增加分析的路径或者时间。例如，西北太平洋国家实验室的SLIM采用多层堆叠结构，分析路径可达1094米。这是他们获得高分辨的原因，但也导致仪器的结构相对复杂。我们想走一条不一样的道路。我们团队长期从事离子阱原理和仪器研究，对离子阱有比较深刻的理解。考虑到离子阱具有无限长时间囚禁、分析离子的特性，从而可以无限增加离子淌度分析时间。同时，我们还利用强迫振荡的原理压缩离子云、抑制离子的扩散，让谱峰变的更窄。因此，在简单的离子阱结构里我们得到了很高的分辨率。 超高分辨淌度技术研发的实验装置。（左：实验室自搭分析器实验平台；右：从Mini β小仪器改装的实验平台）应用前景——为蛋白质异构体解析提供新深度仪器信息网：据了解，本研究是在一台经过改装的Mini β仪器上进行的，该仪器是一台双线性离子阱小型质谱。那么您团队开发的离子淌度+离子阱串联质谱的应用前景如何？周晓煜:我们认为这项技术有很好的应用前景。首先，我们已经在小仪器平台上证明这项技术可以达到很高的离子淌度分辨率，超出现有技术一个数量级以上，具备很强的技术优势。第二，离子阱是质谱仪器非常常用的分析器，无论学术还是产业界对它都很熟悉，奠定了广泛应用的基础。第三，离子阱，包括四极杆，很容易和其他高分辨质量分析器联用，例如和Orbitrap或TOF的联用。该技术的应用价值可以通过与经典的质谱联用型仪器范式得到证明。仪器信息网：该质谱仪器未来在哪些研究领域能够替代当前商业化的离子淌度质谱？或是否有非“我”不可的应用场景呢？周晓煜: 现在商业化仪器的离子淌度分辨率对异构体分析是不够的，甚至是远不够的。从蛋白质的构象解析可以清晰的看出来，大多数淌度技术只能把几个构象勉强分开；这样的困难对糖、脂质等异构体同样存在，而我们的方法可以实现基线分离。在这些传统技术很难做或无法做到的场景，我们的技术优势将得到充分体现。仪器信息网：您团队在该成果的基础上还有哪些规划？接下来您团队的研究重点还有哪些？本次开发的仪器技术是否有产业化发展的规划？您预计多久能成功产业化？周晓煜: 目前我们在小仪器平台证明了这项技术的可行性，未来，我们希望将离子阱和高分辨质量分析器联用，针对生物分子结构解析研究，开发相应的大仪器并解决相关的应用问题。除此之外，我们团队将持续聚焦便携式、小型化质谱仪器系统的开发，以及其在现场即时化学检验中的应用；一分钟出具报告，主要应用于临床、毒物/毒品、食品、安保等领域。另外，围绕脂质组学分析仪器方面，我们还将开展精细结构脂质组学的单细胞分析、疾病标记物筛查等相关研究。我们团队和清谱科技有很好的合作基础，双方合作开发了Mini β、Cell等多款小型化质谱仪，并还将继续合作。按技术就绪度而言，我们现在的就绪度在4以下，预期通过3-5年的时间可以达到6-8，即达到商业化仪器的水平。聚沙成塔——从1-10000的离子阱质谱开发之旅仪器信息网：请介绍下您本人质谱仪器创新研究的历程？周晓煜: 我最早接触质谱是在博士期间，当时中科院化学所的聂宗秀研究员刚回国组建研究团队，所以我在2009年3月启程来到北京，开始了质谱研究之旅。研究之初，聂老师拿了一些质谱理论的书还有他自己的研究心得给我看，特别是离子阱理论这部分，希望我能早点弄懂从而能尽早搭建颗粒质谱。因为具有物理学的背景，我看离子阱理论这部分特别有感觉，所以博士毕业后希望能够继续从事这方面的研究。当时，美国普渡大学的欧阳证老师经常回国交流，我也借机申请去他那里做博士后。欧阳老师当时的一个主要方向是离子阱小仪器，所以我就一边研究离子阱理论，一边考虑适用于小仪器的理论和应用方法开发。2015-2017年，我们普渡的质谱团队跟随欧阳老师一起回国并加入清华大学，那时我开始考虑如何利用自己的特点做一些有意思的研究。一开始，我也不知道答案。众所周知，离子阱作为质谱质量分析器已经几十年了，发展相当成熟，但我一直相信离子阱能做出一些不一样的东西。所以，自2009年以来，我做的所有工作都是围绕离子阱理论和仪器展开。直到2017年开始接触到了离子淌度技术，了解到该技术目前遇到的问题，我意识到离子阱的机会“真”的来了。一开始，我们只是把现有的低场离子淌度原理移植到我们的小仪器上，在2000年时可以实现40左右分辨率的离子淌度功能，已经接近商业大型仪器。之后又通过3年的技术研发，提出自己的高场淌度技术，我们把离子淌度的分辨率提到了10000。作为一名教师，我也希望充分利用自己的研究经历为国家、为质谱行业培养更多、更优秀的青年人才。合影（右：清华大学周晓煜副教授，左：仪器信息网万鑫）采访编辑：万鑫

作为我国集成电路装备行业的核心企业之一，华海清科股份有限公司成功推出了具有自主知识产权的十二英寸超精密晶圆减薄机Versatile-GP300，于9月27日发往某客户大生产线。这款设备能满足3D IC制造、先进封装等制程的超精密晶圆减薄工艺需求，可提供超精密磨削、抛光、后清洗等多种功能配置，具有高刚性、高精度、工艺开发灵活等优势,主要技术指标达到了国际先进水平，填补了集成电路3D IC制造及先进封装领域中超精密减薄技术的空白。Versatile-GP300采用的工艺很巧妙。团队在设计之初，创新性地将高效减薄和抛光工艺集成，既能实现超平整减薄与表面损伤控制，又兼顾高效率与综合性价比，更匹配3D IC晶圆减薄市场的迫切需求。在我国3D IC制造、先进封装等领域中，十二英寸高精度晶圆减薄机全部依赖进口。如今，华海清科的首台十二英寸超精密晶圆减薄机Versatile-GP300已完成厂内测试，出机进入客户产线验证。这是华海清科又一产品在实现国产半导体装备自主可控道路上的重要突破。“念念不忘，必有回响”。华海清科团队在自主研发道路上，始终秉承着初心，一如既往地用精益求精的态度，不断追求技术突破，不断丰富产品系列，为加速推动集成电路国产设备替代进程、更好地服务社会贡献力量。

近日，精密测量院高克林、管桦研究团队成功研制出不确定度达4.8×10-18的室温钙离子光钟，为下一步实现10-18量级的可搬运钙离子光钟打下了坚实基础。相关研究成果近期发表在国际学术期刊《物理评论应用》(Physical Review Applied)上。　　实现高精度的可搬运光钟是实现光钟应用的关键和必要条件。国际计量局于2017年提出了参考光钟重新定义秒的路线图，其中一项条件是不同光钟间的频率比值的吻合度优于5×10-18，将高精度光钟搬运到各个实验室进行频率比对是重要的方法之一。在相对论大地测量学应用方面，1×10-18的光钟不确定度对应于约1厘米的高程差，利用不确定度达到或优于10-18量级的光钟进行比对有望实现厘米级或亚厘米级的高程差测量，为高程测量提供新的方案。同时，可搬运光钟应用于新一代综合PNT体系建设中，可显著提高体系的综合性能指标。　　研究团队此前研制出一台不确定度1.3×10-17的可搬运钙离子光钟，并搬运到中国计量科学研究院的北京昌平院区，实现了10-16量级的钙离子光钟绝对频率测量。在2021年3月19日召开的第22届CCTF会议上，该团队测量的钙离子光钟绝对频率值第四次被采纳，2022年4月13日，国际计量局正式采纳钙离子光频跃迁为新增的次级秒定义参考。　　限制钙离子光钟不确定度进入10-18的主要因素为黑体辐射频移不确定度(BBR shift uncertainty)。黑体辐射频移与选择的光钟体系（原子频率跃迁的极化率差）相关，同时与环境温度的4次方成正比，对温度非常敏感——离子所处的环境温度以及温度的涨落相关。由此对温度效应的抑制，实验上可以采用的方法有两种，一是直接降低离子所处环境温度；二是减小离子所处环境的温度变化。这两种方案分别适用于实验室型光钟和对鲁棒性要求更高的可搬运光钟。团队此前通过采用液氮低温系统将离子所处的环境温度从室温（约300 K）降至液氮温度（约80 K），极大地降低了钙离子光钟的黑体辐射频移及不确定度。经过近四年努力，最终将液氮低温钙离子光钟的黑体辐射频移不确定度降低至2.7×10-18(Phys. Rev. Applied 17, 034041 (2022))。主动温度控制的室温钙离子光钟　　左：室温钙离子光钟；右：基于水冷系统的主动温度控制 此次，为实现可搬运，团队从减小离子所处环境的温度变化出发，搭建了一台全新的室温钙离子光钟，通过水冷系统对该光钟的物理系统进行主动控温，将光钟运行过程中的环境温度不确定度减小至±0.3 oC。同时采用有限元分析计算了离子阱各组件对钙离子的有效立体角，并结合真空内的测温探头和红外相机监测和评估了离子阱各组件的平均温度，最终将该室温钙离子光钟的黑体辐射频移不确定度减小至4.6×10-18。同时，通过对钙离子光钟的其余系统误差项进行细致评估，该钙离子光钟的总系统不确定度为4.8×10-18。在此基础上，团队通过进行新搭建的室温钙离子光钟和实验室已有的低温钙离子光钟的频率比对，获得的总的不确定度为7.5×10-18（统计不确定度为4.9×10-18，系统不确定度为5.7×10-18）。该结果验证了黑体辐射频移评估的可靠性。　　随着钙离子光钟不确定度指标的不断提高，同时结合钙离子光钟相对简单的特点，可研制成小型化、准连续和高可靠性的高精度可搬运光钟，并将在精密测量物理、时间基准、相对论大地测量、导航定位等方面获得广泛的应用。　　本研究得到了科技部、国家自然科学基金委和中科院长期以来的大力支持。

精密测量院郑安民研究团队近期应英国皇家化学会旗下Chemical Society Reviews 期刊的邀请，撰写了题为“Carbocation chemistry confined in zeolites: spectroscopic and theoretical characterizations”的综述论文，并被遴选为封面文章。论文从课题组围绕分子筛限域孔道中碳正离子催化的相关工作出发，系统地介绍谱学实验和理论计算在分子筛限域孔道中碳正离子化学的研究前沿与进展，阐述了分子筛限域孔道特性对碳正离子稳定性和反应性能的影响机制。烷烃、烯烃和醇等碳氢化合物的酸催化转化是重要的工业反应过程，碳正离子则是这些反应中最常见也最重要的中间体。酸性分子筛催化剂的催化效率、选择性和失活都与其中涉及的碳正离子稳定性、演化过程和寿命密切相关。因而，对于分子筛限域环境中碳正离子的深刻认识不仅有利于解释催化反应机理，还对分子筛催化剂酸性和孔道结构的设计和调控起到至关重要的作用。（a）分子筛限域孔道中芳香性碳正离子参与的甲醇转化机理；（b）分子筛限域孔道中芳香性碳正离子与骨架形成的FLP结构论文根据碳正离子的几何结构、电子结构及其稳定性出发确定了分子筛中碳正离子的类型，系统介绍了用于碳正离子表征的各种谱学实验（固体核磁共振、紫外可见光谱、红外/拉曼光谱、荧光光谱等）和理论计算方法，指出了这些方法在分子筛孔道中碳正离子结构表征和反应机理研究上的优势和局限性。论文进一步以甲醇制备烯烃和烯烃裂解反应为例，探讨了影响分子筛孔道中碳正离子稳定性的两个因素——酸性和限域效应，并从受阻的路易斯酸碱对角度讨论了分子筛中碳正离子的稳定性与反应活性之间的关系。基于对分子筛限域孔道中碳正离子化学的认识，论文总结了碳正离子在不同类型分子筛催化反应中所起到的关键作用，阐明了分子筛限域孔道与碳正离子结构匹配性对碳正离子稳定性所起到的重要作用，并指出原位谱学表征与从头算分子动力学结合方法将是确定分子筛限域孔道中碳正离子超快演化动力学行为研究的强有力研究手段。文章的第一作者是精密测量院特别研究助理/博士后陈伟。该工作得到了国家自然科学基金委与科技部的支持。 论文链接：https://doi.org/10.1039/D1CS00966D

近日，精密测量院江开军研究团队研制出基于超冷原子气体的涡旋物质波干涉仪，并观察到两自旋分量上干涉条纹的相位锁定现象，相关研究成果 6月30日发表在学术期刊《npj Quantum Information》上。 　　干涉是经典波动力学和量子力学中的基本现象，以此为基础的干涉仪可以通过测量不同路径或通道间的相位移动对物理量进行精确测量。超冷原子气体具有组分纯净、相干性好且内外态精确可控的特点，基于该体系的物质波干涉仪近年来成为精密测量和基础物理研究的重要工具。目前在超冷原子气体中实现的物质波干涉主要是通过操控物质波的平动自由度实现分束，观测具有不同线动量的物质波干涉条纹进行相位测量。而另一方面，由角动量表征的转动是体系另一个重要自由度，并且超冷量子气体中的角动量与体系的涡旋、超流等量子现象具有密切的联系。在超冷原子气体中可以基于不同的角动量态实现一类新型的涡旋物质波干涉，有望用于测量体系的外部磁场、转动、粒子间相互作用和几何相位等物理量。实现涡旋物质波干涉的前提是在超冷原子气体中可控的制备和操控涡旋态。近年来携带角动量的拉盖尔-高斯光与冷原子相互作用研究的进展，为建立涡旋物质波干涉仪奠定了基础。 　　研究团队近年来对超冷原子气体的涡旋光场调控开展了研究，掌握了利用涡旋光场驱动双光子拉曼跃迁实现超冷原子涡旋态的制备、操控与测量方法，测量了自旋-角动量耦合超冷原子气体的量子相变[Physical Review Letters 122, 110402 (2019)]。 涡旋物质波干涉仪的实验构型 　　在前期工作的基础上，研究团队利用偏置磁场在铷87原子F=1超精细能级的三个磁子能级间产生较大的二阶塞曼频移。团队利用一对具有不同角动量的拉曼光束诱导双光子跃迁，获得干涉仪的第一个分束器，干涉仪的两臂具有不同的自旋和角动量(涡旋态)；随后利用射频脉冲作为第二个分束器，在两个自旋态(对应分束器的两个输出端口)上都实现涡旋物质波的干涉。通过选择合适的拉曼光和射频脉冲的失谐量，确保原子只布居在两个磁子能级，产生无损耗的分束器。不同于线动量干涉产生的线向干涉条纹，实验上观察到角向干涉条纹。通过对干涉图样的分析，发现两自旋态上的干条纹具有反相位关系(π 相位差)，该相位关系不受两涡旋态的角动量差、拉曼光的组成和超冷原子自由膨胀时间等实验参数的影响。提出了利用涡旋物质波干涉仪测量磁场的方案，并对磁场测量的灵敏度进行了评估，指出该方案可以测量有限大小的磁场，并且测量灵敏度不受原子数波动的影响。该工作为构建基于涡旋物质波干涉的新型量子传感器提供了实验基础。 两自旋态干涉条纹相位关系的实验测量 　　相关研究成果以“相位锁定的涡旋物质波干涉仪(Phase-locking matter-wave interferometer of vortex states)”为题，发表在学术期刊《npj Quantum Information》上。精密测量院博士生孔令冉为论文第一作者，特别研究助理高天佑和研究员江开军为通讯作者。 　　该工作获得科技部重点研发计划、国家自然科学基金、中科院国际团队以及湖北省创新群体项目等的资助。

近日，精密测量院江开军研究团队研制出基于超冷原子气体的涡旋物质波干涉仪，并观察到两自旋分量上干涉条纹的相位锁定现象，相关研究成果 6月30日发表在学术期刊《npj Quantum Information》上。干涉是经典波动力学和量子力学中的基本现象，以此为基础的干涉仪可以通过测量不同路径或通道间的相位移动对物理量进行精确测量。超冷原子气体具有组分纯净、相干性好且内外态精确可控的特点，基于该体系的物质波干涉仪近年来成为精密测量和基础物理研究的重要工具。目前在超冷原子气体中实现的物质波干涉主要是通过操控物质波的平动自由度实现分束，观测具有不同线动量的物质波干涉条纹进行相位测量。而另一方面，由角动量表征的转动是体系另一个重要自由度，并且超冷量子气体中的角动量与体系的涡旋、超流等量子现象具有密切的联系。在超冷原子气体中可以基于不同的角动量态实现一类新型的涡旋物质波干涉，有望用于测量体系的外部磁场、转动、粒子间相互作用和几何相位等物理量。实现涡旋物质波干涉的前提是在超冷原子气体中可控的制备和操控涡旋态。近年来携带角动量的拉盖尔-高斯光与冷原子相互作用研究的进展，为建立涡旋物质波干涉仪奠定了基础。研究团队近年来对超冷原子气体的涡旋光场调控开展了研究，掌握了利用涡旋光场驱动双光子拉曼跃迁实现超冷原子涡旋态的制备、操控与测量方法，测量了自旋-角动量耦合超冷原子气体的量子相变[Physical Review Letters 122, 110402 (2019)]。涡旋物质波干涉仪的实验构型　　在前期工作的基础上，研究团队利用偏置磁场在铷87原子F=1超精细能级的三个磁子能级间产生较大的二阶塞曼频移。团队利用一对具有不同角动量的拉曼光束诱导双光子跃迁，获得干涉仪的第一个分束器，干涉仪的两臂具有不同的自旋和角动量（涡旋态）；随后利用射频脉冲作为第二个分束器，在两个自旋态（对应分束器的两个输出端口）上都实现涡旋物质波的干涉。通过选择合适的拉曼光和射频脉冲的失谐量，确保原子只布居在两个磁子能级，产生无损耗的分束器。不同于线动量干涉产生的线向干涉条纹，实验上观察到角向干涉条纹。通过对干涉图样的分析，发现两自旋态上的干条纹具有反相位关系（π 相位差），该相位关系不受两涡旋态的角动量差、拉曼光的组成和超冷原子自由膨胀时间等实验参数的影响。提出了利用涡旋物质波干涉仪测量磁场的方案，并对磁场测量的灵敏度进行了评估，指出该方案可以测量有限大小的磁场，并且测量灵敏度不受原子数波动的影响。该工作为构建基于涡旋物质波干涉的新型量子传感器提供了实验基础。两自旋态干涉条纹相位关系的实验测量　　相关研究成果以“相位锁定的涡旋物质波干涉仪(Phase-locking matter-wave interferometer of vortex states)”为题，发表在学术期刊《npj Quantum Information》上。精密测量院博士生孔令冉为论文第一作者，特别研究助理高天佑和研究员江开军为通讯作者。　　该工作获得科技部重点研发计划、国家自然科学基金、中科院国际团队以及湖北省创新群体项目等的资助。　　论文链接：https://www.nature.com/articles/s41534-022-00585-5

中国科学技术大学中科院微观磁共振重点实验室彭新华教授、江敏副研究员等在量子精密测量和超越标准模型领域取得重要进展，利用超灵敏量子精密测量技术实现了超越标准模型的新玻色子直接搜寻，质量大于65μeV的轴子观测界限提升国际纪录至少10个数量级。相关研究成果于7月26日以“Limits on Axions and Axionlike Particles within the Axion Window Using a Spin-Based Amplifier”为题发表于国际著名学术期刊《Physical Review Letters》上[Phys. Rev. Lett. 129, 051801 (2022)]。国际知名学术网站Phys.org以“Usingquantum technology to constrain new particles”为题专文报道了该工作。粒子物理标准模型的建立是20世纪物理学取得的最重大成就之一，成功预言希格斯玻色子和W±、Z0玻色子等，极大促进了基础物理学研究。尽管已经取得了巨大的成功，标准模型仍然存在着许多疑难问题，包括强CP问题、中微子振荡、重子不对称性以及暗物质和暗能量。为解决这些难题，许多理论预言存在超越标准模型的新粒子和相互作用。两位诺贝尔奖得主Weinberg和Wilczek提出一种新玻色子——轴子（Axion），其存在可以完美的解释量子色动力学中的“强CP”问题。轴子还可以作为暗物质候选粒子，有望解答“宇宙由何组成？”这一世界性难题。世界上的大型高能实验室比如瑞士的CERN、德国的DESY、日本的KEK、韩国的IBS 等均投入大量精力搜寻轴子。在美国至少有五个正在运行的轴子搜寻实验，例如通过微波腔的ADMX、HAYSTACK 和用超导电路的DM Radio、ABRACADABRA 等。轴子质量分布范围是搜寻实验中极为关键的参数。根据以往的理论，轴子质量的可能范围跨度接近100个数量级，如果逐一搜寻，将耗费巨大的时间成本以及对探测技术要求极高，这为实验搜寻带来了极大的挑战。近期，国际上多项理论工作如高温晶格QCD、SMATH和轴子弦网络理论等研究了轴子质量分布范围，预言轴子质量有可能分布在10 μeV~1 meV，即著名的“轴子窗口”。这些工作引起了大家的广泛关注，然而由于实验技术限制，大部分实验室搜寻和天文学观测无法对轴子窗口内的轴子进行高灵敏搜寻。图1：本工作的实验（A）与轴子诱导的中子-电子耦合强度界限图（B）彭新华教授研究组将量子精密测量技术应用于轴子实验搜寻，原创提出“Sapphire” 研究计划（SpinAmplifier forParticlePHysIcsREsearch），核心是利用自旋量子放大器探测新粒子信号，为轴子研究提供了全新的“桌面式”超灵敏搜寻方法。在该工作中，研究人员制备了两个原子蒸气室，分别是惰性气体氙原子（xeon-129）和碱金属铷原子（rubidium-87），二者均通过激光泵浦技术实现接近了100%的自旋极化度。轴子可以作为力传播子（诺贝尓奖得主Wilczek于1984年理论预言），使得两团极化原子之间发生一种全新的极弱耦合作用，这等同于铷原子在氙原子上产生一个等效的磁场（如图1A所示）。轴子的质量决定了这一耦合作用的力程范围（即两个原子蒸气室的距离），因此为了搜寻特定质量范围的轴子，可以通过调节原子蒸气室之间的距离来实现。为了瞄准轴子窗口这一质量范围，需要将两个原子蒸气室之间的距离调节到厘米级别甚至更短。这对实验搜寻带来了两个巨大的挑战：（1）轴子等效磁场极其微弱，需要发展超灵敏的磁场探测技术；（2）由于两个原子蒸气室距离十分靠近，相互之间会产生经典的磁场干扰，导致轴子信号无法高灵敏识别。针对以上难题，该工作利用近期自主提出的自旋量子放大器作为轴子等效磁场的传感器[Nat. Phys. 17, 1402 (2021)；PRL 128, 233201 (2022) ]，实现了2个数量级的磁场放大，实验测量精度达到了0.1飞特斯拉（1飞特斯拉=10-15特斯拉），这意味着轴子产生的等效磁场至少比地磁场小1万亿倍。另一方面，研究人员为两个原子蒸气室专门研发了小型磁场屏蔽，将经典干扰磁场降低到0.003飞特斯拉水平，相比实验测量精度可以忽略不计。实验结果表明，在搜索范围内未发现轴子存在的证据，由此给出了轴子窗口内最强的中子-电子耦合界限，创造了新的国际最佳界限(如图1B)。审稿人高度评价该工作是“a substantial improvement in sensitivity in a theoretically interesting mass region for axions”和“a clever new implementation"。这一成果展示了量子精密测量技术在粒子物理研究领域应用的新潜力，有望突破一系列现有的实验界限，从而激发对宇宙天文学、原子分子物理学等多个基础科学的广泛兴趣。中科院微观磁共振重点实验室博士研究生王元泓和苏昊文为该文共同第一作者，江敏副研究员和彭新华教授为共同通讯作者。该研究得到了科技部、国家自然科学基金委和安徽省的资助。论文连接：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.129.051801Phys.org报道：https://phys.org/news/2022-07-quantum-technology-constrain-particles.html

p 在中国精密仪器加工制造市场，海外引进的同技术产品能卖到上百万元，而本土却没有一家享誉世界的高端科研仪器设备公司，不禁令人唏嘘。凭借创新思维和理念，来自中新天津生态城启迪之星生态城基地的双创企业天津博霆光电技术有限公司（以下简称“博霆光电”）成立半年来，实现了迅速发展，公司也期待打破这一市场空白，力做国内精密仪器市场的“开荒牛”。/pp博霆光电的创始人名叫蔡元学，博士出身的他是国内精密仪器行业的名人，而从一名高校教师到国内精密仪器市场创业新人的转变，却出乎很多人的意料。在多年的研究中，蔡元学发现，国际上的精密仪器公司都被美、德、日、英、瑞士垄断，而中国本土尚无一家享誉世界的高端科研仪器设备公司，老外们赚得盆丰钵满。为此，他毅然投入到创新创业的大潮之中，力图改变中国精密科研仪器领域在世界上的地位。/pp凭借创新思维与过硬的技术，博霆光电前期研发进展顺利，目前已经开发出多款高品质纳米压印设备、3D打印设备、分布式光纤传感器、固体激光器、高功率二氧化碳激光器、移动CT、便携式元素监测系统、高性能便携式光谱仪、调制器、探测器、调Q开关、紫外胶等光电产品与配件，并拥有独立的产品专利。/pp在实际检测传感的一系列应用中，博霆光电更是开发出多个成型系统。以便携式LIBS系统为例，该系统在核物理、食品安全等领域弥补了传统元素检测方法的不足，具有实时、快速、无损、无需制样等优点及特点。此外，由博霆光电开发的PVC膜鱼眼视觉检测系统，打破国外仪器厂家在PVC膜鱼眼检测设备上的垄断地位，填补了我国在该领域的空白；光纤传感系统则可应用于地质、建筑等行业，它基于布里渊光时域分析技术和差分脉冲对技术，可实现高精度、长距离的应变监测。/pp“成功的企业一定是靠产品与服务的完整体系铸就的，所以被细化的不单单是产品，更多的是服务的完备。”蔡元学告诉自己，博霆光电未来还将增强自身能力，积极推出各项服务，逐步实现产品与技术咨询、人工智能、三方技术人才匹配的结合，在国内精密仪器市场站稳脚跟。/p

十几年前，当数位战略科学家聚首探讨精密测量物理学科发展走向时，他们预判中国会一步步缩小和国际先进水平的差距，有一天会走在国际前沿，甚至引领发展。他们没料到的是，这一天来得如此之快，当然也没料到“卡脖子”同样来得很快。当下，世界正经历百年未有之大变局，科研环境也发生了巨大变化。所幸十几年前，在国家自然科学基金等的资助下，我国布局了一批前瞻性、引领性的基础研究。在国家自然科学基金重大研究计划——“精密测量物理”项目稳定资助下，我国不仅在精密测量领域取得了多项“世界最好”“精度最高”的成就，凝聚、培养了一支队伍，大大增强了在该领域的国际话语权和竞争力，还辐射带动了相关学科发展。“算是对我们10年‘打工’的鼓励吧。”谈及“精密测量物理”重大研究计划的研究成果对相关学科的引领带动作用，中国科学院院士，华中科技大学、中山大学教授罗俊的语调中透着实现“小目标”的轻松。实际上，这项超前布局的研究计划仅酝酿谋划就用了5年时间。此后在研10年，“聚队伍、聚智慧、聚重点、聚资源、聚突破”，项目成果全面超越预期目标。“十几年前，国家自然科学基金支持一批科研人员开展精密测量物理研究确实很有开拓性。”罗俊告诉《中国科学报》，“这项研究计划虽然圆满结题了，但精密测量永无止境，精益求精是无尽的追求。”破局，始于“香山科学会议”2008年7月，第327次香山科学会议（创立地点及会址在北京香山）破例在位于湖北省武汉市的华中科技大学召开。7位院士、50余位物理学家相聚喻家山，参加为期3天的“精密测量物理和方法”主题研讨会。“在香山科学会议之前，叶老师（中国科学院院士叶朝辉）和几位专家动念提出开展‘精密测量物理’研究，是因为我们遇到了一些问题。”罗俊回忆说，“当时我国很多学科面临怎样向前沿延伸的困境。一个严峻的现实是，我们的科研仪器基本全靠进口。别人生产的仪器卖给我们之前，实验室里该做的研究都做完了，我们一直跟在后面做，这样很难触及科学最前沿。”没有自己的仪器，跻身前沿都很难，更别说超越引领。科研仪器如此重要，但问题是，这种尖端的科研仪器谁来研制？在此背景下，叶朝辉等人提出了“精密测量物理”的概念。“我们现在对‘精密测量物理’有很多期待，赋予它很多内涵。但当时的出发点和最基本的想法就是做出一套最先进的仪器给科学家用。”罗俊说，“要挺进学科最前沿，验证物理学家的想法，进行实验研究，必须有自己的仪器设备。”香山科学会议后，叶朝辉、罗俊等人在国家自然科学基金支持下，开始推动重大研究计划立项，在数理科学部的主持下，组织双清论坛进行论证。2013年，“精密测量物理”重大研究计划获准立项。引领，辐射学科带动人才按照该重大研究计划最初的设计，研究目标分为三部分。一是精密测量工具仪器研制，以时间频率测量为代表，将光频这些和国际水平差距较大且非常基础的测量仪器“做上去”；二是在更高精度上测量物理基本常数并检验物理基本规律，这是精密测量物理的难点和重点；三是研究精密测量新体系，发展新方法和新技术，不断突破测量极限，包括突破标准量子极限等。实际上，在该重大研究计划执行的10年中，他们不仅圆满完成了三大目标，还屡屡取得突破性进展，获得多项“世界最好”“精度最高”的成就。“这项重大研究计划的特点之一是带动了整个中国精密测量物理学科的发展。”中国科学院精密测量科学与技术创新研究院研究员詹明生说，“也带动了其他一些项目，辐射和延伸到了相关领域，比如影响了中国科学院的先导科技专项，带动基于原子分子的物理研究向精密测量物理延伸。”中国科学院国家授时中心研究员张首刚认为，该重大研究计划的意义在于10年前就有了明确目标，把精密测量这项前沿基础研究和国家战略需求相结合，从而做出一系列方向性、引领性的研究工作。“通过国家自然科学基金项目牵引，这些年我国精密测量物理研究队伍不断壮大，并从基础研究向前沿基础研究推进。”张首刚说，“我们不但超额完成了该重大研究计划的各项指标，还产生了原创性的想法，取得一批‘国际首次’级的成果，并在部分领域领先国际。”“量子精密测量是精密测量物理的一个前沿方向，很多微弱信号测量，比如引力波探测、量子操控、原子分子和光物理等研究都离不开精密测量。”上海交通大学教授张卫平补充道，“这个项目将我们的学术生涯和国家战略需求完美对接起来，我觉得最大成果之一是凝聚并培养了一支队伍。”清华大学教授尤力同样认为，这是个高瞻远瞩的研究计划。“过去四五年，国际科研环境发生了巨变，出现了更多的不确定性。我们必须科学上自主、技术上独立。好在我们进行了预研，建立了这么一支队伍。”求精，追求永无止境精密测量物理对实验条件要求极高，数千米外的振动、电流波动、地球磁场，甚至空气温湿度都会影响测量精度。为避免外界扰动，30多年前，罗俊等人就将实验室建在位于喻家山的一个山洞里。在罗俊团队的引力常数测量进行到关键时期时，地方政府按规划准备在喻家山下修一条路。“修路会引发两个问题：一是山体稳定性发生变化，这些微小变化会导致实验环境不稳定；二是修路过程中及修好后，车辆经过产生的震动会影响测量精度。”了解到罗俊的担忧，华中科技大学和武汉市都非常支持实验研究。最后，武汉市调整道路规划，终止了道路修建。得益于安静的实验环境，罗俊团队测出了世界上测量精度最高的G值（引力常数）。至今，该数值仍保持着世界第一的纪录。“精密测量物理要测的通常是非常小的数值，它无限趋近于‘0’，但永远不会达到‘0’。例如，我们进行粒子、量子、多粒子纠缠等前沿研究，背景补偿（抵消环境磁场的影响）做得越好，测量结果就越准。”尤力感慨地说，“我们测一个量，总希望向小数点后再多推一位，但最终要推到什么地方、推到什么程度，没有人知道。所以精密测量物理没有止境，需要长期坚持，也需要长期支持。”“精密测量的本质是永无尽头。”罗俊说，“精密永无止境。这种无限精密、精益求精的特点造就了精密测量物理研究者不断提高精度、不断开发新技术，挑战新极限的信念。”传承，精密测量精神“我们常说十年磨一剑，从事精密测量物理研究真的需要长期积累。”华中科技大学教授胡忠坤说，“它需要10年、20年，甚至更长时间才有可能见到成效，因此研究者要耐得住寂寞，但也需要得到长期稳定的支持。”“精密测量物理有两个特点：一是高精尖，二是研究周期特别长。”山西大学教授张靖补充说。20世纪90年代初，张靖还在华中科技大学读本科，有时会到位于喻家山山洞的实验室上课。他记得当时山洞两边都是实验室，里面很安静，感觉很神秘。“精密测量物理研究不是三两个人花两三年时间就能取得成果的。罗老师选择在山洞里做实验，还带出一支队伍，一步步把精度提高再提高，确实很有魄力。”张靖说。“我们国家的科学研究已经形成了崭新的局面，上了一个历史性的新台阶。现在我们山洞的实验条件是30年前根本无法想象的，每个实验室都‘鸟枪换炮’，不知道好到哪儿去了。”罗俊说，“但当初也没觉得条件多艰苦，因为有兴趣、有追求，希望能精益求精，所以并未在意‘苦’还是‘不苦’。”“进行精密测量物理研究，总是想精益求精，把精度提高点，再提高点。”清华大学教授尤力对《中国科学报》说，“进实验室打开仪器，我们就知道北京地铁4号线列车什么时间进站、什么时间出站，地铁运转产生的磁场会严重影响原子能级……”尽管北京地铁4号线从清华大学、北京大学两所高校旁通过时采取了一系列减震措施，但轻轨列车进站减速、出站加速时电流变化产生的磁场，还是会影响1.5公里外清华大学的原子分子与光物理实验。磁场变化会引起原子能级移动，给光学测量带来不确定性，使科学家无法判断是否出现了误差。虽然研究人员已经习惯在夜深人静时做实验，但很多扰动仍无法避免。“我们做原子分子与光物理研究时，原子的磁矩就像一块小磁石，它周围的磁场扰动会让原子磁矩抖动，导致测量信号不确定。”尤力说，“环境中各种扰动、噪声、磁场等都会影响测量结果。”尤力团队曾对实验室环境进行检测，不只地铁4号线列车进出站，包括地球磁场、实验室照明电路，甚至光学实验平台上的金属器件（螺丝钉、钻头等）所带磁性都会影响测量精度。“这些磁场是‘躲不掉’的，那就想办法把它‘干掉’。”尤力说。在多次测量、分析、计算的基础上，尤力团队创造性地应用了“背景补偿”这样一个解决方案。简单地说，就是针对一些无法改变的干扰因素，比如地球磁场、实验室电流磁场等，研究人员先测出环境磁场强度，计算出平均值，然后绕制一个通电线圈，使其产生相反的磁场，用“前置反馈”的手段，将环境磁场的磁力抵消。“用‘前置反馈’补偿（抵消）背景磁场是个亮点。”中国科学院院士，华中科技大学、中山大学教授罗俊说，“虽然‘前置反馈’不是新概念，但要把它做成，需要很好地掌握背景磁场，用它解决问题简单、高效。”“我们用的物理概念并不新鲜，但它能解决实际问题。”尤力说，“我们用一块电路板就解决了问题，同很多兄弟单位分享了这项技术，能为大家做点事我很高兴。”在反馈补偿技术的“加持”下，尤力团队取得了一系列重要突破。他们突破了标准量子极限测量非经典双数态新体系，解决了双数态确定性制备难题，该体系在原子数、原子数涨落、压缩系数以及相干性等多项重要指标上远超国际同类实验。团队通过调控量子相变过程，解决了传统动力学制备方法所存在的问题，在国际上首次确定性地制备了大粒子数双数态87Rb原子玻色爱因斯坦凝聚体。目前，该实验平台能在40秒内确定性地制备约1万个粒子组成的多体纠缠态，从非纠缠的初态到双数态凝聚体的转换效率高达（96±2）%。该双数态的量子噪声的压缩度为（13.3±0.6）dB，是国际同类实验中最好的指标。双数态的相干性更是达到了接近理想值的0.99，远优于此前国际上最好的0.9。由此，实验可以表征的纠缠粒子数也是目前能确定性制备量子纠缠数目的世界纪录。这项工作大大提高了双数态在精密测量中的实用性，首次验证了量子相变可以作为制备多体量子纠缠态的有效手段，为纠缠态的制备提供了新思路。追求极限, 刷新“钙帮”世界纪录近年来，中国科学院精密测量科学与技术创新研究院研究员高克林团队研制出不确定度为 3×10-18（相当于105亿年不差1秒）、稳定度为6.3×10-18@524000s的钙离子光频标，成为第五种不确定度指标达10-18水平的光频标、第二种稳定度达10-18量级的离子光频标，并研制出目前搬运距离最远的光钟，实现精度达到10-16的钙离子光频的溯源测量。该成果被国际时间频率咨询委员会推荐为次级秒定义。“钙离子有很多优点，比如其光频跃迁是搭建高精度光频标的理想参考，可有效抑制离子特有的微运动频移。其离子的量子态制备、激光冷却及钟跃迁探测所用的激光均可用商品化的半导体激光器发射，因此极有可能实现广泛应用。”高克林说，“但是钙离子光频标也面临两个世界级难题：一是钙离子对磁场非常敏感；二是钙离子在室温下对黑体辐射效应（环境温度）敏感。”频率标准研究对外场控制（环境中各种效应，如振动、噪声、磁场和温度等）的要求非常高，国际上许多光频标研究机构已经放弃参考钙离子搭建高精度光频标。目前，国际上仅有锶原子光频标、镱原子光频标、铝离子光频标，以及镱离子光频标的不确定度达到10-18量级。“能否直面这些国际难题，将钙离子光频标推进至更高精度是我们面临的艰巨挑战。”高克林说，“在叶朝辉、罗俊院士领导的精密测量项目专家组与频标科学家王义遒、王育竹、李天初等人的关心和支持下，我们一步步解决了这些难题，将钙离子光频标推至国际第一方阵。”为进一步提高钙离子光频标的性能，研究人员通过改进钟跃迁激光性能，建立了第二台钙离子光频标并进行比对，大幅降低了电四极频移、光频移和微运动频移，实现了不确定度达5.5×10-17、稳定度达7×10-17的钙离子光频标。2018年，团队通过“魔幻射频囚禁场”抑制了微运动频移，又通过降低黑体辐射频移、改进光频标伺服软件等措施，进一步将钙离子光频标不确定度提升至2.2×10-17。2019年，通过对两台钙离子光频标长达31天的频率比对，研究人员测得稳定度达到6.3×10-18@524000s。为降低钙离子光频标黑体辐射频移的影响，团队将离子阱置于液氮低温环境中，使黑体辐射频移对温度的敏感度降低了约两个数量级。与国际上采用的液氦系统相比，液氮系统造价低廉、操作简单。但缺点是使用中液氮会蒸发，系统运行时液氮容积变化易造成离子位置移动，从而导致荧光信号损失。为解决低温系统问题，研究人员反复迭代和纠错，并采用清华大学教授尤力团队的“前置反馈”技术，大幅降低了背景磁场噪声。最终，该团队在国际上首次实现了液氮低温钙离子光频标，不确定度达到3×10-18。2020年，该团队实现钙离子光频标系统集成、可靠和高精度运行等关键技术突破，研制出一台精度24亿年偏差不到1秒的可搬运钙离子光钟，首次将钙离子光频测量精度推进到国际最高水平，并实现从武汉到北京千公里级车载搬运。“研究钙离子的人称自己为‘钙帮’。”高克林说，“在实验关键时期，大家加班轮岗的故事很多，但没人觉得辛苦，因为热爱，所以乐在其中。”在精密测量领域实现量子优势前不久，中国科学院院士、中国科学技术大学教授潘建伟，中国科学技术大学教授陆朝阳等基于“九章二号”中自主设计的受激双模量子压缩光源，结合非线性干涉仪，提出并演示了一种新方案来实现可扩展的、无条件的、鲁棒的量子精密测量优势。相关成果发表于《物理评论快报》。“实际上，该成果是在‘精密测量物理’重大研究计划前期工作的基础上衍生出的一项新成果。”陆朝阳告诉《中国科学报》。“精密测量物理”重大研究计划有几个子研究方向，其中中国科学技术大学团队的目标更具探索性质，主要是基于单光子和纠缠光子探索精密测量的新原理、新方法。在研期间，团队基于高品质单光子和多光子纠缠突破超越标准量子极限，在国际上首次同时解决了单光子源的三个关键问题，实现国际上综合性能最优秀的单光子源。“制备单光子源是这个重大研究计划中的一项代表性工作。”陆朝阳解释说，“进行量子精密测量或量子计算时，有用的是单光子源。这就像幼儿园小朋友‘排排坐’，如果有100个小朋友，每个小朋友坐一条板凳是理想状态。但自然界的光源（灯光或阳光）是热光源，它们衰减之后只有约8%是单光子（相当于一个小朋友坐一条板凳），约90%是‘空板凳’，另有2%是两个或多个光子（一条板凳上坐多个人）。在量子技术中，‘空板凳’无法用于测量，而一条板凳坐多个人会引起测量误差。因此，科学家要在实验室通过主动量子调控制造一种非经典的量子光源。”精密物理测量往往会受一些在原理上都无法避免的“散粒噪声”的影响。因此，任何测量都存在精度极限。不过，量子光源可以打破这种物理极限。中国科学技术大学团队用制备出的新光源进行测量，发现它比之前用激光光源测量的精度提高了0.6dB，而且首次实现了强度压缩。此后，该团队又研发出“九章”系列光量子计算原型机。在“九章二号”的相关研究中，团队受到激光的启发，发明了一种受激辐射放大量子光源的新方法。在调节这种新光源的位相时，他们意外发现数据对相位特别敏感。“我们当时灵机一动，想利用这个现象做量子精密测量。”陆朝阳说。抱着试试看的想法，研究人员基于“九章二号”中自主设计的受激双模量子压缩光源，结合非线性干涉仪，提出了一种新方案来达到海森堡极限。该方案同时具有可扩展性、无条件优势、对外部光子损失鲁棒等优点。在未扣除任何实验噪声的情形下，在相位测量实验中直接观察到的单光子信息量（用于衡量测量的精度），达到了目前国际最高水平。精密物理测量领域有一个共识：如果把精度向前推进一个数量级（10倍），就有可能发现新物理、新规律。这一次，中国科学技术大学团队基于量子受激光源发展出新的量子精密测量技术，将测量精度极限提高了5.8倍。“学术界将量子计算在特定问题上的能力超越经典的超级计算机的里程碑称为‘量子计算优越性’。现在，类似的，我们又首次实现了‘量子精密测量优越性’。”陆朝阳说，“这有点像立体农业中塘中养鱼、塘泥肥田，在国家的整体布局下，量子信息的基础研究不仅开花结果，还可催生肥鱼。”

p style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201706/insimg/687b10dc-d891-48a7-ae0a-61b2ffde370b.jpg" title="1496541255744_副本.jpg"//pp style="text-align: center "工作人员在环境大气超级检测站维护设备。/pp　　福州金鸡山，有双能看破雾霾的“火眼金睛”——环境大气超级监测站，它能对空气精准“体检”，查出污染原因，对症下药。/pp　　早上一睁眼，就打开手机看看实时空气质量指数，已经成为福州环境监测中心站站长陈峰的习惯。陈峰看到的空气质量指数，来自于市区各个环境监测站，其中就包括设在金鸡山的环境大气超级监测站。/pp　　strong充实环境监测“武装力量”/strong/pp　　福州污染从哪来?这不仅是群众关心的问题，也是环保部门致力攻克的难题。/pp　　陈峰介绍，从2012年颁布新环境空气质量标准起，环境监测工作就不断面临挑战。要与大气污染作战，福州市环境监测中心站就必须充实“武装力量”。/pp　　新的环境空气质量标准中，主要指标从3项增加到6项，包括PM2.5、一氧化碳和臭氧。原有环境空气自动监测站和监测仪器已经不能满足需求，推进环境监测能力建设势在必行。2012年，我市新增空气监测仪器 2013年，12个点位开始自动监测，各县(市)区开始建设空气自动监测站 2014年，各县(市)区自动监测站全面投用......“至今已有56个空气监测点位遍布全市。”陈峰告诉记者，其中就包括去年12月通过验收的环境大气超级监测站(一期)，这也是福建省首座地市级环境大气超级监测站。/pp　　strong超级站能对空气精准“体检”/strong/pp　　方正的空间里，陈列着单颗粒气溶胶质谱仪、在线离子色谱仪、激光雷达、数据集成系统平台等设备，仪器上不断闪现着反映空气状况的数据，宛如一个精密的“大脑”。“这里就是超级站。”日前，在金鸡山环境大气超级监测站，陈峰向记者介绍，与普通的空气自动监测站相比，超级站监测的指标更全面。/pp　　“超级站特别之处就在于，能对空气精准‘体检’，查出病因，对症下药。”陈峰说，超级站不仅能监测主要污染物，还可以进一步分析是什么导致污染物浓度超标，反映中心城区的空气污染状况和发展趋势。“比如分析PM2.5的构成，让我们知道是机动车尾气还是扬尘导致指数上升，然后有针对性地采取措施。”/pp　　今年初以来，我市共启动18次轻微污染天气应急响应，超级站立下大功。“上月初，我们就打了一场硬仗。”陈峰回忆，5月7日夜间，超级站监测到空气中的钙离子和镁离子比平常高出好几倍。“这是沙尘的特征指标，预测将有北霾南下，会对我市产生影响。”据此，我市第一时间发布轻微污染天气预警，并于次日上午10点启动一级响应，市直各相关部门和各区政府迅速组织“护蓝”行动：尾气检测加密，道路清扫和洒水作业增频，工地扬尘治理加大力度......到9日中午12点，福州空气质量回优。/pp　　strong二期将上马更多精密仪器/strong/pp　　目前，超级站正在进行二期建设，还将有更多先进、精密的仪器上岗。陈峰告诉记者，随着监测能力提升，福州市空气监测数据的时效性增强了，监控数据由原有的小时监控加密到5分钟监控。空气质量由每日一报变成每小时更新，让群众能够及时了解空气状况。/pp　　大气污染防治成效好不好?数据来说话。陈峰介绍，2013年，福州市城区环境空气达标率94%，全年22天超标 2016年，福州市环境空气质量达标率为98.6%，全年5天超标。城区环境空气中颗粒物(PM10)年均值从2013年的64微克/立方米降为2016年的50微克/立方米。细颗粒物(PM2.5)年均值从2013年的36微克/立方米降为2016年的27微克/立方米。/p

便携式挥发性有机物监测仪 PG-1100冷杉PG-1100系列便携式挥发性有机物监测仪，采用符合国标的氢火焰离子化检测器（FID）检测技术，产品符合《HJ1012-2018环境空气和废气 总烃、甲烷和非甲烷总烃便携式监测仪技术要求及检测方法》。可用于污染源废气有组织排放和厂区厂界无组织排放等多种应用场景，便于污染源普查、摸底排放、泄露监测、比对验收、走航巡查。PG-1100便携式挥发性有机物监测仪的特点：快速便捷快速升温，5min点火及热区就绪；15min内获得有效数据&bull 快速更换气瓶&bull 快捷数据处理，导出excel数据，现场打印报告&bull 测量结束直接关机，无需等待漫长降温过程&bull 集成度高（分析主机集成了气、电，无需外接） 环境空气VOC组分在线监测（臭氧前体物PAMS，117多种VOC组分） 冷杉 环境空气VOC组分在线监测系统（臭氧前体物PAMS，117多种VOC组分），采用在线预浓缩系统与气相色谱仪方案，多种除水方式可选，结合冷杉精密仪器定制化 Radium 云系统软件进行数据处理和上传，实现环境空气中臭氧前体物的连续监测。本系统灵敏度高、运行成本低、适用于复杂的采样环境，对挥发性有机物有较优异的检出限。环境空气VOC组分在线监测系统的特点:检测能力强&bull 皮克级的 FID 检出限，检出能力强&bull 单表一次进样可分析 57 种以上目标物&bull 配备 Deans Switch 组件，成熟的实验室技术方案&bull 先进的水汽管理，适用于复杂环境下的连续监测 工业化设计&bull 机柜式一体化设计，节约空间&bull 全自动采样设计，可实现 7× 24 连续监测&bull 符合《2018年重点地区环境空气挥发性有机物监测方案》、《2019年地级及以上城市环境空气挥发性有机物监测方案》等要求 在展会现场，冷杉精密仪器总经理宋新接受环保在线记者采访，就冷杉公司的发展、新产品新技术、项目案例以及未来战略规划等做了详细的诠释。 时间如白驹过隙间溜走，为期三天的展会已圆满落幕。在展会期间，冷杉展台接待参展观众逾千人，与多家企业达成合作意向。冷杉团队始终以真诚热情的态度接待前来参观咨询的的每一位观众，并为其进行产品介绍，操作演示，针对技术特点，国家政策背景以及合作模式等方面的疑问进行一一解答，展现冷杉团队的精神面貌和专业实力。

第67届中国国际医疗器械博览会/第14届中国国际医疗器械设计与制造技术展览会（医博会）将于4月17至20日在深圳召开，IDEX Health & Science将为您带来新款精密流体部件。在本次医博会中将推出高通量脱气系统，工作流量高达1升/分钟，该产品与配套仪器寿命周期同步，可预防气泡形成并提高各种流体系统和仪器的分配精度。IDEX Health & Science秉承国际先进的高精密流体技术和本地化的支持，服务于多种临床诊断分析仪，例如全自动生化分析仪、全自动免疫分析仪、全自动血液分析仪、全自动尿液分析仪、全自动血凝分析仪、全自动微生物检测仪、分子生物分析仪、细胞和组织分析仪、全自动血糖分析仪等等。更多相关产品，请现场咨询：深圳会展中心，2号馆美国展团J28展位。

2023年9月6日至8日，第二十届北京分析测试学术报告会暨展览会（简称BCEIA）在北京中国国际展览中心（顺义馆）成功举办。　　皖仪科技董事长臧牧、副总裁黄文平、副总裁臧辉、先进技术研究院院长张鑫、分析仪器事业部总经理程小卫、生命科学业务部总经理薛滔、市场与品牌中心总经理陈艳凤莅临现场，携手中国科学院江桂斌院士、中国科学院张玉奎院士、中国计量科学研究院高运华研究员等重磅嘉宾莅临新品媒体发布会，为新产品揭幕。　　BCEIA上首发展出三款新品分别是大气VOCs多组分动态监测系统、三重四极杆液质联用仪和数字PCR分析系统，均聚焦于高端质谱和生命科学领域，推动国内科学仪器行业技术发展。　　皖仪科技的综合实力和科研技术也吸引了众多媒体的关注。新品媒体发布会前后，多家媒体分批赶赴展台参观采访，深入报道了皖仪科技在精密科学仪器上的技术沉淀结果与未来发展方向。　　皖仪科技董事长臧牧在接受分析测试百科网记者的采访中说道：“分析仪器是高端仪器制造行业的基础，长期以来，一直受到国外技术的“卡脖子”。实现技术突破，打破国外技术垄断，是皖仪科技谋求未来长期有效发展的使命和必然要求。我们始终坚持研发创新和产品领先的战略，以实现‘国产替代’为初心，坚持‘客户导向、以人为本、诚实正直、严谨开放’的核心价值观。皖仪人不是做仪器，而是通过仪器为客户创造价值，解决客户痛点，踏踏实实地做中国科学仪器行业自主化进程的推动者。”　　黄文平先生在接受实验与分析网采访中表示：“我们希望通过展示四大事业部的综合实力，向市场传达我们在多元化领域的深厚专业知识和技术能力。为我们的各项业务开拓更广阔的市场。其次，我们正努力强化各个事业部的独立性和专业性，以更好地满足不同领域客户的需求。同时，我们也重视事业部之间的协同效应，通过合作创新，实现资源的最大化利用，提高公司整体的竞争力，更好地适应市场的变化和需求。”　　程小卫先生分享道：“同其他国产厂商相比，皖仪科技分析仪器产品定位高端，对标进口。LC3600超高效液相色谱仪，是国内第一家商品化的UPLC；IC6600多功能离子色谱仪，也是国内第一家商品化的多功能双系统离子色谱。我们先从高端产品开始研发，真正理解产品的底层技术，再向下延伸产品，形成产品矩阵。可靠与好用也是关键，从硬件到软件再到应用，全维度的产品可靠性满足客户在使用上的便捷与周全。同时，我们的应用解决方案团队对售前、售中和售后同步负责；对客户需求、市场热点、培训体系同步把控；形成从理解客户需求到满足客户需求的一站式服务体系。　　陈艳凤女士说：“皖仪科技致力于研发和制造高质量、高性能的科学仪器。我们坚持质量上上，价格中上、服务至上的经营理念；理解每个用户的需求都是独特的，提供个性化的解决方案，通过做仪器到帮助客户解决痛点，与客户协同共进；我们注重与客户的合作和沟通，建立“更可靠 共长远”的客户关系。持续关注客户的需求变化和反馈，以不断进化迭代的生命力，铸就更可靠的企业品牌，构建更为坚实共进的伙伴关系。”　　张鑫先生在接受仪器信息网采访中提到：“公司会持续不断地加强研发投入。在产品线方面，皖仪科技在未来会进一步加强工业与环境、工业检漏、分析仪器三大领域的新产品开发力度。不断开拓产品全新的应用场景，紧跟科技前沿，占领全新应用赛道。开展应用基础研究和重大核心技术攻关，解决精密科学仪器产业共性难题，研制一批光谱、色谱、质谱等高端仪器；未来不断开拓生命科学和医疗领域，比如分子诊断、微创手术和血液透析等方向。”　　为期三天的盛会中，众多业内专家、合作伙伴、用户及国际来宾踏足皖仪科技展台，参观、咨询、洽谈。我们认真倾听每位的需求为他们提供定制化的产品解决方案，贯彻着皖仪人从“做仪器”到“通过仪器为客户创造价值，解决客户痛点”的底蕴转变。　　二十岁的皖仪科技正值蓬勃年华，我们胸怀初心，是各行各业科研及分析测试用户路上更可靠的伙伴，奔向长远未来的同行者；我们夯实发展路径，追求卓越，客户至上；我们汇科学仪器之精密，融生命科学于未来！

11月17日，中国科大中科院微观磁共振重点实验室彭新华研究组和德国亥姆霍兹研究所Dmitry Budker教授合作，利用本团队近期发展的量子精密测量技术，实现了对一类超越标准模型的新相互作用的超灵敏检验，实验界限比先前的国际最好水平提升至少2个数量级。相关研究成果以“Search for exotic spin-dependent interactions with a spin-based amplifier”为题在线发表于国际知名学术期刊《Science Advances》上[Sci. Adv. 7, eabi9535 (2021)]。研究粒子及其相互作用是基础科学的核心，而标准模型则是目前公认最成功的理论。在其框架内，电磁相互作用由光子传递，弱相互作用由W及Z玻色子传递。然而，标准模型依旧无法解释当前宇宙天文学的一些重要观测事实，譬如暗物质和暗能量。因此物理学家普遍认为存在超越标准模型的新粒子，譬如弱相互作用大质量粒子（Weakly Interacting Massive Particle， WIMP）、轴子（axion）、暗光子（dark photon）等。这些新粒子可以作为传播子，传递标准模型粒子之间的新相互作用。诺贝尔物理学奖得主Wilczek在1984年提出轴子可以作为传播子诱导出新的自旋相互作用，并在2004年进一步提出自旋体系可以用来搜寻这种新自旋相互作用。随后，在2006年物理学家Dobrescu 和 Mocioiu 考虑传播子为一般玻色子的情形，引入15种新奇自旋相互作用，这为新粒子及其新相互作用的实验搜寻提供了更广阔的研究思路。一旦这些新粒子及新相互作用被实验发现，必将是诺贝尔奖级别的工作。但因新自旋相互作用的效应十分微弱，目前实验搜寻极具挑战性，亟需探索新方法来提升实验灵敏度。图1 检验新相互作用的实验装置和相应的磁探测灵敏度。针对以上难题，彭新华研究组利用近期发展的量子自旋放大器技术[Nat. Phys. 2021]，实现了对待测磁信号2个数量级的放大（如图1所示），并进一步用于一类速度依赖的新相互作用的实验检验。物理学家Dobrescu等人预测，存在一种超越标准模型的自旋为1的Z’玻色子，在运动的质量源与核自旋之间传递新相互作用，其作用强度正比于质量源的相对速度及质量大小。因此，本研究采用一块高密度BGO晶体，并将其高速转动，从而诱导出BGO晶体和自旋放大器中氙核自旋的相互作用。更近一步研究发现，这种新相互作用等效于在原子核上产生一个交流震荡磁场，因此可以将新相互作用的测量转化为磁场测量。量子自旋放大器技术能够以超低噪声水平放大待测磁场，因此可以大大提高新相互作用的搜寻灵敏度。针对可能的技术噪声的干扰，研究人员巧妙地利用新相互作用速度依赖的特性，对震动和经典磁场等干扰信号进行的有效排除。本工作的实验结果表明，在搜寻范围未发现新粒子存在的证据，并由此给出一类新波色子与原子核耦合界限，其优于以前国际最佳界限至少2个数量级[如图2(a)和(b)所示]。图2 新奇相互作用实验界限（a）提升至少4个数量级。（b）提升至少2个数量级。审稿人对这一工作高度评价“I therefore recommend publication of this work for its scientific impact, application of a new experimental method in this field, and strong potential for future improvements.（考虑到这个工作在新奇相互作用探索领域应用了一种新的实验技术和未来广泛的应用前景，我因此极力推荐发表工作）”。这一成果展示了量子精密测量技术与基础物理检验的有机结合，说明利用核自旋量子放大器来研究各种超越标准模型的新物理具有独特优势，有望激发宇宙天文学、粒子物理学和原子分子物理学等多个基础科学的广泛兴趣。彭新华研究组长期瞄准量子精密测量领域，利用量子精密测量技术来解决世界前沿科学问题。包括于2018年自主研发出超灵敏原子磁力计，并且利用该技术实现了无需磁场的新型核磁共振技术，“零磁场核磁共振” [Sci. Adv. 4(6), eaar6327 (2018)]；于2019年至2020年发展新型原子磁力仪技术[Adv. Quantum Technol. 3, 2000078 (2020)，Phys. Rev. Applied 11, 024005 (2019)]，达到了国际领先水平的磁场探测灵敏度；通过进一步研究，于2021年实现了新型的自旋微波激射器，在低频段创造了国际最佳的磁探测灵敏度[Sci. Adv. 7(8), eabe0719 (2021)]。之后，彭新华研究组将已发展的平台型量子精密测量技术用于寻找新粒子，取得了一系列对推动学科领域发展有实质性贡献的研究成果。包括于2021年利用新型量子自旋放大器搜寻暗物质候选粒子，首次突破国际公认最强的宇宙天文学界限[Nat.Phys. (2021)，DOI：10.1038/s41567-021-01392-z]。中国科学院微观磁共振重点实验室博士研究生苏昊文和王元泓为该文共同第一作者，彭新华教授和江敏副研究员为共同通讯作者。该研究得到了科技部、国家自然科学基金委和安徽省的资助。论文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abi9535量子自旋放大技术论文链接：https://www.nature.com/articles/s41567-021-01392-z

位于华盛顿汉福德的激光干涉引力波观测台内景　　法媒称，令科学家们第一次得以窥见引力波“真容”的机器，是有史以来最先进的、用于探测宇宙中最轻微振动的探测仪。　　据法新社2月11日报道，置于美国地下的这两台探测仪，名为激光干涉仪引力波观测台(LIGO)。其中一台位于华盛顿的汉福德，另一台位于约3000公里外的路易斯安那州的利文斯顿。　　报道称，观测台的建设工作始于1999年，并在2001年到2007年间开展了观测工作。之后，这两个观测台经历了一次重大升级，令其功能增强了10倍。　　2015年9月，升级后的高级LIGO探测仪首次开始全面运转。当月14日，路易斯安那州的探测仪首先捕捉到了一个来自13亿年前南部天空的引力波信号。　　报道称，这种波是一种对于太空中的波动的测量方式，即拉伸时空结构的大规模质量体的运动所产生的影响——这是一种将时间和空间视为一个单一的、交织的连续统一体的方式。　　7.1毫秒后，华盛顿的探测仪也捕捉到了相同的信号，这使得科学家们能够证实这一发现真实不虚。　　报道称，这些超精密工具通过利用单个长约4千米的大型激光干涉仪工作。这些干涉仪都被埋在地下，令其能够得出最精确的测量结果。　　这种L型仪器根据激光物理学和空间物理学原理追踪引力波。它们不像望远镜那样依赖天空中的光线。它们感知太空中的振动，这种优势令它们可以揭示黑洞的特性。　　麻省理工学院的高级LIGO项目负责人戴维休梅克说：“当一个引力波通过太空传播的时候，它便会拉伸时空。”　　报道称，简言之，引力波探测仪“就是一台将太空中的波动转变为电子信号的大型仪器”。

瑞士巴塞尔大学物理学家开发出一种新的制冷技术，用超冷原子气体作制冷剂，把一种膜振动冷却到绝对零度以上1摄氏度之内。这一技术可用于给量子机械系统制冷，有望让量子物理实验系统变得更大，并带来新的精密检测设备。相关论文发表在最近的《自然· 纳米技术》杂志上。　　超冷原子气体是目前最冷的物质之一，是用激光束把原子陷落到一个真空室内，使它们运动得越来越慢，由此温度达到绝对零度以上不足百万分之一摄氏度。在这种温度下，原子服从量子物理法则：它们就像一个个小波包那样来回运动，能同时处在多个位置并互相叠加。目前已有许多技术利用了这些特征，如原子钟及其他精密检测仪器。　　在新研究中，巴塞尔大学物理系教授菲利普· 图特莱恩领导的研究小组就是用这种超冷气体作为制冷剂，把一块1毫米见方的振动膜冷却到绝对零度以上不足1摄氏度。据物理学家组织网近日报道，该膜是一块50纳米厚的氮化硅膜，上下振动就像一面小鼓的鼓皮。这种机械振动是永远不会完全静止的，它表现了一种热振动，取决于膜的温度。　　由于原子极微小，迄今造出的最大原子云也只有几十亿个超冷原子组成，比一粒沙子包含的粒子数还少，所以原子云制冷的力量极为有限。　　&ldquo 这里的诀窍是，希望膜以何种模式振动，就把原子的全部制冷力量都集中到这种振动模式上。&rdquo 研究小组成员安德里亚· 乔克尔说，原子和膜之间的相互作用由激光束引起，&ldquo 激光对膜和原子产生了压力，膜的振动改变了光对原子的压力，反之亦然。&rdquo 激光能跨越几米远的距离传递制冷效应，所以原子云无需直接与膜接触。这种连接作用还可以通过两面镜子组成的光学共振器放大，膜在两面镜子之间，就像三明治。在本实验中，虽然薄膜包含的原子数是原子云的10亿倍，研究人员还是观察到了很强的制冷效应。　　以往科学家只是理论上提出，可以用光来连接超冷原子和机械振荡。本研究是世界上首次在实验中实现了这一系统，并用它来给振荡物体制冷。研究人员指出，如果进一步改进该技术，还可能把膜振动制冷到量子力学基态。　　对研究人员来说，用原子冷却膜只是第一步。图特莱恩说：&ldquo 与光致作用相结合，能很好地控制原子的量子性质，这为量子膜控开辟了新的可能。&rdquo 人们有可能用相对宏观的机械系统来做量子物理实验，以前所未有的精确度检测膜振动，反过来开发出针对微小力和质量的新型传感。

近日，中国船舶集团七〇四所自主研制的超精密行星滚柱丝杠导程误差动态测量仪取得成功。经计量技术机构验证，其技术指标达到国际先进水平，七〇四所在科技自立自强的道路上，又迈出了坚实一步！超精密行星滚柱丝杠导程误差动态测量仪面临技术难题 行星滚柱丝杠是船舶、大型电站、冶金行业等领域高端装备的核心功能部件，随着所内行星滚柱丝杠产品不断推广应用，对其产品性能提出了更高的要求。 导程误差动态测量仪用于检测行星滚柱丝杠的导程误差，而行星滚柱丝杠的导程精度又直接影响丝杠螺母的直线移动位置的重复精度。 然而，国内鲜有导程误差动态测量仪，大多使用静态轮廓仪测量数据替代，难以准确描述螺纹全螺线的导程误差，且高精度轮廓仪长期依赖进口。自主研制成功 因此，为了满足行星滚柱丝杠的生产需要，针对国内导程误差动态测量仪定位精度低、自动化程度不足等难题，七〇四所自主设计并成功研制了超精密导程误差动态测量仪。 该导程误差动态仪采用空气静压导轨，是一台超精密多参数的复合动态测试仪器。技术团队在研发过程中攻克了精密气浮移动平台设计技术、精密主轴驱动技术、高同步性数据采集、浮动自适应测头设计等多项关键技术，并不断的优化设计与精密制造装配，最终获得了仪器的研发成功。 该导程误差动态测量仪导程为3000mm，测量精度优于±2μm，达到了国际先进水平。 超精密导程误差测量仪的成功研制不仅为七〇四所行星滚柱丝杠产品提供了可靠、有效的检测手段，提升了行星滚柱丝杠产品的市场竞争力，进一步推动了该产品的产业化发展，还可以作为新一代电驱化、智能化装备的核心传动部件的高精度测量设备，为其他相关企事业单位提供测量服务，进一步助力海洋强国建设。

仪器信息网讯 2021年4月21-23日，由中国仪器仪表行业协会、中国仪器仪表学会、仪器信息网联合主办，中国仪器仪表学会分析仪器分会、南京市产品质量监督检验院、我要测网、江苏省分析测试协会、无锡量子感知研究所、城铁惠山站区管理委员会协办的2021第十五届中国科学仪器发展年会（ACCSI2021）在无锡成功举办。大会吸引科学仪器及检验检测等行业约1400位高端人士参会。近年来，“第二次量子革命”被提出，不同于“第一次量子革命”对量子现象的理解和直接利用，对微观量子世界进行被动观察和解释，“第二次量子革命”通过掌控量子效应、定制量子系统，扎根于纯粹量子效应的量子技术，以实现对量子状态进行人工制备和主动调控。量子科学很可能是21世纪促进人类文明进步的最重要基础科学。今年3月12日，在发布的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》中首次将量子信息列到了科技前沿领域攻关的第二位，明确指出要求实现量子精密测量技术突破。面对量子科技的发展新契机，4月23日上午，第十五届中国科学仪器发展年会（ACCSI2021）召开了量子精密测量产业化发展论坛，邀请领域内的专家学者等，共同研讨量子精密测量技术及其产业化应用，以期推动量子精密测量产业化进程。（文后附视频回放链接）会议现场中国石油大学（北京）人工智能学院院长肖立志 致辞会议开始后，由中国石油大学（北京）人工智能学院院长肖立志教授致辞。致辞结束后，6位演讲嘉宾分别从不同的角度分享了自己在量子领域的相关工作，并与现场观众进行了热烈的交流讨论。现场观众提问交流报告人：国仪量子联合创始人、CEO 贺羽报告题目：国仪量子：引领量子精密测量技术产业化国仪量子秉承着“为国造仪”的理念，成立以来一直致力于量子精密测量技术赋能各行各业。报告中，贺羽介绍了量子精密测量的基本原理以及在医疗健康(例如冠心病诊断、单个癌变细胞检测、脑磁图研究)、科研检测(例如解析单分子结构、引力波探测、寻找新粒子)、能源开发(例如油气探测、探矿、电力)和工业发展(例如高精度原子钟、脑机交互、芯片电流成像)等领域的应用。国仪量子以量子精密测量技术为核心技术，为科研机构、企事业单位等提供高端装置平台、核心器件、核心技术解决方案等产品和服务。报告人：国仪量子测控事业部总经理 吴亚报告题目：量子测控系列新品在量子精密测量领域的应用量子精密测量的研究离不开测控电子学产品的支持，量子态的控制与读出都依赖高精度、高灵敏度的测控系统。针对于此，吴亚在报告介绍了一系列针对量子精密测量领域的测控解决方案，以NV色心量子精密测量应用方向为基础，介绍了量子测控产品的实际应用方法。报告人：国仪石油技术（无锡）有限公司系统工程师 孙哲报告题目：量子精密测量在地球物理探测中的应用量子精密测量是量子信息科学的重要分支之一，该种测量技术具有远超经典极限的探测精度和灵敏度。在精度方面，顺磁共振技术能够对物质中未成对的电子进行精确探测并进行定性和定量分析，具有纳米尺度的空间分辨率；在灵敏度方面，原子磁力探测技术能够探测到强度低至fT级别的弱磁场信号。报告中，孙哲表示，采用顺磁共振技术对页岩等非常规储层的岩心或岩屑进行探测时，能够精确测量其内部顺磁性离子，进而可得到其表面弛豫率等重要信息，对研究其内部孔隙结构和润湿性等方面具有重要意义。采用原子磁力计作为井下和地面通信的接收机时能够有效提升信息的传输速率、稳定性和距离，大幅度提升油气的勘探开发效率，该技术在旋转导向系统控制、生产井流量阀控制以及随钻测井信息传输等方面具有广阔的应用前景。报告人：中国科学技术大学教授 廖昭亮报告题目：新型电子信息功能材料的原子构筑和性能调控发展新材料、新结构和新原理器件已成为在后摩尔时代主要的研究方向之一，它有望突破经典半导体器件的极限，进一步推动电子信息工业的蓬勃发展。这其中一个重要的思路就是利用外延制备技术原子级构筑新型电子功能材料。通过材料的外延组合调控，人工设计制备异质结、超晶格和二维材料等人工材料，从而探索发现革命性的新材料。廖昭亮在报告中重点介绍了其团队在这一领域的一些工作，包括用于材料外延制备的激光分子束外延系统的研制，以及基于激光分子束外延系统在制备多功能耦合复杂氧化物异质结体系方面取得的一些进展。主要包括磁性材料的界面设计、电子相变的连续调控，并结合同步辐射表征方法、理论计算、高分辨微区晶体表征等先进的手段探讨界面新奇现象的物理机制。报告人：国仪量子高级应用工程师 代映秋报告题目： 基于量子精密测量的科学仪器——从系综到单自旋电子顺磁共振波谱技术是一种研究含有未成对电子物质的结构、动力学以及空间分布的谱学方法，能够提供原位和无损的电子自旋、轨道和原子核等微观尺度的信息。代映秋在报告中以顺磁共振的仪器开发和应用为主线，介绍X波段顺磁共振波谱仪的关键技术，以及基于金刚石NV色心的单自旋磁共振谱仪的实现和应用。视频回放内容嘉宾国仪量子：引领量子精密测量技术产业化国仪量子 联合创始人、CEO贺羽量子测控系列新品在量子精密测量领域的应用国仪量子 测控事业部总经理吴亚量子精密测量在地球物理探测中的应用国仪石油技术（无锡）有限公司 系统工程师孙哲新型电子信息功能材料的原子构筑和性能调控中国科学技术大学 教授廖昭亮基于量子精密测量的科学仪器——从系综到单自旋国仪量子 高级应用工程师代映秋

兽药残留检测仪精密程度是多少，兽药残留检测仪的精密程度主要体现在其检测性能和技术特点上。以下是基于参考文章的信息，对兽药残留检测仪精密程度的详细分析：高灵敏度：兽药残留检测仪具有高灵敏度，可以检测出较低的药物残留浓度。这种高灵敏度确保了即使在低浓度下，也能准确地检测出兽药残留。快速检测能力：仪器具有快速检测的能力，可以在短时间内对大量样本进行检测。这提高了检测效率，有助于快速响应食品安全问题。广泛的药物检测范围：兽药残留检测仪可以检测多种药物残留，包括抗生素、瘦肉精、病害肉等。这种广泛的检测范围确保了全面的食品安全检测。具体技术特点：仪器采用高精度光学传感器，如扫描式高精度光学传感器，确保检测的准确性。使用进口特制LED光源，具有良好的波长准确度和重复性，全面提高检测结果的准确性。自动化程度高，具有自动诊断系统故障、波长校准等功能，减少人为误差。仪器设计考虑到了使用寿命，采用LED光源和自动开关节能设计，使用寿命可达10年。数据记录和报告：兽药残留检测仪具有自动硬盘存储测量数据的功能，内置微型热敏打印机，可实时打印检测结果。检测报告可打印样品名称、含量、是否合格、检测日期、检测单位等信息，便于公示和追溯。网络连接和数据处理：仪器内置以太网卡接口，可实现无线传输数据，无线上网，收发邮件等。配备RS-232接口和USB口，可通过计算机进行数据处理、统计分析以及结果上传。综上所述，兽药残留检测仪的精密程度体现在其高灵敏度、快速检测能力、广泛的药物检测范围以及具体的技术特点上。这些特点共同确保了仪器在食品安全检测中的准确性和可靠性。

p　　近日，仪器信息网在网络上发现一篇文章，说的是高端技术的主要厂商分布，涉及电子显微镜、衍射光栅刻划机等高端精密仪器。现在分享给大家，不知大家如何看?/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/1c7164d8-0a6f-49ed-92eb-0d68343a71d0.jpg" title="1_副本.jpg" alt="1_副本.jpg"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(255, 0, 0) "strong半导体加工设备/strong/span/pp　　基本被日本，美国霸占。/pp　　目前蚀刻设备精度最高的是日立。比如东丽，帝人的炭纤维，超高精密仪器，数控机床，光栅刻画机(这个最牛的也是日立，刻画精度达到10000g/mm )，光刻机(ASML)等等，这些是美日严格限制出口的。/pp　　一个块CPU要制造出来，需要N多设备和材料。全球前十大半导体设备生产商中，有美国企业4家，日本企业5家。/pp style="text-align: center "strongspan style="color: rgb(255, 0, 0) "半导体材料/span/strong/pp　　生产半导体芯片需要19种必须的材料，缺一不可，且大多数材料具备极高的技术壁垒，因此半导体材料企业在半导体行业中占据着至关重要的地位。/pp　　而日本企业在硅晶圆、合成半导体晶圆、光罩、光刻胶、药业、靶材料、保护涂膜、引线架、陶瓷板、塑料板、 TAB、 COF、焊线、封装材料等14中重要材料方面均占有50%及以上的份额，日本半导体材料行业在全球范围内长期保持着绝对优势。全球70%的半导体硅材料，都是由日本信越化学提供。/pp style="text-align: center "strongspan style="color: rgb(255, 0, 0) "超高精度机床/span/strong/pp　　超高精度机床和材料学并为工业之母：日本，德国，瑞士的天下，其中日本更是领先世界一大截。/pp　　世界最高精度机床主轴来自日本精工。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/28221328-876e-4125-8209-74214d737f70.jpg" title="2_副本.jpg" alt="2_副本.jpg"//pp　　美国F22猛禽战机就用日本机床：SNK(新日本工机)的5轴龙镗铣。/pp　　yamazaki mazak(日本山崎马扎克)被瑞典皇家科学院评出的世界最佳公司、英国本地最佳工厂兼出口成就奖、美国制造工程师学会惠特尼生产力奖获得者、美军US.ARMY岩岛兵工厂联合制造技术中心的机床供应商及机械师培训方、波音集团的最佳机床设备供应商等等。mazak最拿手的环节，当属machining center(加工中心)。/pp　　全球超精密加工领域中精度最高的母机，来自于日本捷太科特Jtket的AHN15-3D自由曲面金刚石加工机，此设备主要用来对各种光学镜头和蓝光镜片模具进行超精密车削及研磨。这台机子仅从加工精度上讲比三台军工神器(美国LLNL的LODTM和DTM-3， 英国CUPE的OAGM2500)还要高出近8倍。/pp　　全球70%的精密机床都搭载着由日本Metrol研制的世界最高精度的微米级全自动对刀仪。/pp　　全球唯一一台突破纳米级加工精度的慢走丝电火花加工机，来自日本sodick(沙迪克)，sodick将电火花式加工与水刀式加工结合成功开发出世界首台混合动力线切割放电加工机。/pp　　在任何尖端工业机械上都不可缺的传动部件，日本HDS的高精密、大扭矩、轻量化、回力小的谐波减速机在全球拥有4成以上份额，NASA、空客、蔡司外科手术镜等都是靠它来传递反馈设备的停走、动力转向、精度定位。/pp　　日本amada在2000年推出的畅销欧洲的astro-540 interpro机型基础上开发出了世界首台将激光溶接-成型-攻丝-折弯4项钣金制造工序集成于一体的复合钣金加工机LASBEND-AJ。/pp　　双主轴双刀塔车床的代表者——okuma(大隈株式会社)。okuma最令人称赞的是这家公司是全球机床界中唯一的“全能型制造商”，几十年来一直坚持从核心部件(驱动器、编码器、马达、主轴等)到数控操作系统到终端，全部由自社设计开发完成，真正实现了软硬兼备。/pp　　德国权威机械技术杂志maschinemarket将最佳革新技术奖连续授与okuma的Machining Navi自动加工导航技术和多层狭缝永久磁铁磁阻电机prex motor。/pp　　日本松浦机械几乎霸占了欧洲高端发动机加工，历来都是超跑法拉利，布加迪威航的客户。/pp　　中国高精尖科研设备铜材主要提供商，国家重点扶持机构中铝洛铜向日本生田产机购买一整条伸铜双面铣面切削生产线 世界几乎所有汽车品牌上的铜材的加工过程都要利用生田产机的设备完成。/pp style="text-align: center "strongspan style="color: rgb(255, 0, 0) "工业机器人/span/strong/pp　　工业机器人是未来50年的全球大力发展的产业。目前工业机器人的技术基本掌握在日本手中。/pp　　机器人四大家族：日本发那科，安川电机，瑞典ABB，德国库卡。其中发那科是全球工业机器人销售记录保持者、利润保持者、技术领导者。德国库卡最弱，其核心技术基本外购，目前被美的收购。/pp　　工业机器人有三大核心技术其实也就是三大核心零部件的关键技术：控制器(控制技术)，减速机，机器人专用伺服电机及其控制技术。/pp　　一线厂家包括：发那科(Fanuc 日本)、安川(Yaskawa 日本)、ABB(瑞士)、库卡(KUKA 德国)。二线厂商包括Comau(意大利)、OTC(Daihen旗下 日本)、川崎(Kawasaki 日本)、那智不二越(Nachi-Fujikoshi 日本)、松下(Panasonic 日本)等等。/pp style="text-align: center "strongspan style="color: rgb(255, 0, 0) "顶尖精密仪器/span/strong/pp　　美日德基本垄断，其中美国10家，日本6家，德国4家，英国2家 。/pp　　美日都是诺贝尔奖大国，日本从2000年开始基本每年一个诺贝尔奖，其中之一就是离不开其高端仪器的制造，使用。/pp　　举几个例子。日本SATAKE长期致力于发展人类三大粮食作物之一的稻米方面机械设备，旗下囊括的粮食食品设备、实验检测设备、关联环境机械设备等方面市占率均为第一位。全球主要稻米粮食国家政府与企业均与SATAKE有合作，包括中国、美国、东南亚、南美等地区。/pp　　由日立为加拿大维多利亚大学定制打造的世界最强大的科研显微镜已于去年正式投入使用。/pp　　目前全球高端电子显微镜主要有两大品牌：日本的JEOL和美国的FEI。全球唯一陶一台原子纳米级全息电镜也已经被日本开发成功——来自日立。/pp　　医疗硬件的最高峰之一，全球仅有的6台投入使用的重粒子癌放疗设备有5套在日本，1套在德国，目前选择不开刀而接受重粒子线放疗的患者中有80%是在日本进行的。/pp　　医疗科技硬件两大最高峰的另一个——质子束放疗加速器，由日立与北海道大学发明，整套设备售价2亿dollar+，全球装机量不超15台。/pp　　世界首台带立体定向功能的适形调强放疗设备并用于胰腺癌治疗——三菱重工。/pp　　世界首个不依靠科研反应堆，成功商业化为医院专用的硼中子捕捉疗法(BNCT)设备——住友重机械-京都大学。BNCT是不需上手术台的癌治疗手段之一，日本产学界合作。/pp　　世界最速兼唯一有能力探测外银河系高能量的全天候天文仪器——maxi(全天候X射线监视装置)。搭载了由jaxa和riken共同开发的世界最广视野狭缝监视摄像机(12固态+2气态)，放置于国际空间站日本实验舱kibo号外平台。/pp　　世界首支行星观测用(极紫外分光)太空望远镜——日本Sprint-A Sprint-A。/pp　　jeol利用最新独自研发的12极子球面像差校正器，成功推出最高加速电压达300kv的新一代冷场发射球差校正透射电镜——jem-arm300f，巩固了自己在电子显微镜界的世界领先地位。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/949eed00-b22f-43df-8a8f-dc5e0c2fd37c.jpg" title="3_副本.jpg" alt="3_副本.jpg"//pp　　世界最高波束亮度、强度生成能力的能量回收光源光阴极直流电子枪—日本pearl。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/524841bf-dcbc-457b-9e03-c4e554e1ca59.jpg" title="4_副本.jpg" alt="4_副本.jpg"//pp　　日立的质子束癌症放疗设备已经在全世界医院癌症科NO.1的美国MD安德森进行了2400+实例，此外美总统御用医院梅奥诊所，美国国家癌症研究所NCI唯一指定的儿童综合癌症治疗兼研究机构St.Jude Children' s Research Hospital，欧洲最大规模肿瘤科的德国海德堡大学医院都在利用日立的质子束放疗设备。/pp style="text-align: center "strongspan style="color: rgb(0, 112, 192) "全球碳纤维排行/span/strong/ppstrongspan style="color: rgb(0, 112, 192) "/span/strong/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/0f5d0469-3886-4eae-a20f-973b75717ace.jpg" title="5_副本.jpg" alt="5_副本.jpg"//pp　　碳纤维在高端军事，工业，生活，汽车，飞机等等都离不开。碳纤维技术基本被日本东丽，东邦，三菱丽阳垄断，目前中国T800还不能完美量产，东丽目前已经在玩T1100G了。/pp　　波音，空客是东丽的常客。/pp　　继碳纤维之后， 源自日本的新材料SIC纤维将又一次推动世界技术革新，新一代飞机的发动机核心零部件将采用日本开发的新材料。/pp　　从飞机身的CFRP(碳纤维增强树脂基复合材料)采用比率来看，欧洲空中客车和美国波音的最新中大型飞机已经超过50%。在CFRP领域，日本企业的市场份额达到约7成。/pp　　通用电气GE将和日本石川岛播磨重工，宇部兴产联合开发，以高压气体推动飞机前进的涡轮机的风扇叶片等4种零部件，从以往的镍合金改为SiC材料。/pp style="text-align: center "strongspan style="color: rgb(255, 0, 0) "光学/span/strong/pp　　世界先进光学玻璃制造商有日本保谷光学Hoya，日本小原光学Ohara，日本住田光学Sumita，德国肖特光学Schott。/pp　　其中日本住田光学Sumita保有精密模压而成的光学玻璃的，世界最高折射率，世界最低成形熔点，世界最多品种数量记录。日本住田光学的光学玻璃无论在制造工艺，还是在产品种类上全面领先其他同行。/pp　　光学领域最重要母机之一的大型衍射光栅刻划机，全球只有3-4个国家有能力造，日立保有最高刻划精度10000g/mm，直接影响光学领域的研究。/pp　　世界第一行星探测能力的日本斯巴鲁subaru昴星为世界最大单一主镜片光学红外天文望远镜，在目前发现的距地球最遥远的10颗星系中有9个是科学家利用它发现的，其中包括最远的那颗，并在2012年打破了新银河的最远观测记录。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/d3d23986-1a43-4825-b00f-04bbe30bfb9c.jpg" title="6_副本.jpg" alt="6_副本.jpg"//pp　　经吉尼斯世界纪录认定的世界最精密光学天象仪——来自日本五藤光学。当今世界上最先进的光学天象仪能准确投影1亿4千万颗恒星，并且五藤光学和柯尼卡美能达加起来在此领域已握有全球7成左右份额。/pp style="text-align: center "strongspan style="color: rgb(255, 0, 0) "发电用燃气机轮/span/strong/pp　　三菱重工，日立，西门子的天下。世界最高热效率发电用燃气轮机就来自日本三菱重工的M701J，同时也是世界最大功率的发电用燃气轮机。/pp　　世界最大双轴燃气轮机为日立H80，简单循环功率110mw+，联合循环功率154mw+。/pp style="text-align: center "strongspan style="color: rgb(255, 0, 0) "脱销催化装置/span/strong/ppstrongspan style="color: rgb(255, 0, 0) "/span/strong/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/7f743c41-013e-45d8-b410-7da252d2e93e.jpg" title="7_副本.jpg" alt="7_副本.jpg"//pp　　发电机的心脏，目前该领域被日立垄断。每一套脱硝催化装置的体积都相当于一座多层住宅，中国各个电厂都是其客户。/pp style="text-align: center "strongspan style="color: rgb(255, 0, 0) "垃圾焚烧设备/span/strong/ppstrongspan style="color: rgb(255, 0, 0) "/span/strong/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/39c4d5df-f78b-4e57-93ee-f977996edc51.jpg" title="8_副本.jpg" alt="8_副本.jpg"//pp　　强大处理能力的垃圾焚烧设备是城市化推进中不可缺少的环保设备，日立造船引领此领域，其客户遍布全球，中国安装了26件。/pp style="text-align: center "strongspan style="color: rgb(255, 0, 0) "石化领域最关键的一种母机/span/strong/pp style="text-align: center "strongspan style="color: rgb(255, 0, 0) "——PP PE大型挤压造粒机/span/strong/pp　　拥有完全自主设计兼制造能力的全球就3家(日本2家，德国1家)。其中日本制钢所的无齿轮泵式可以做到100th(87万t年)的世界最高水准，神户制钢则拥有全球最高占有率 ，PP/PE挤压造粒机是化工厂必备的设备，中国的那两桶油都是日企的客户。/pp style="text-align: center "strongspan style="color: rgb(255, 0, 0) "工业水泵/span/strong/ppstrongspan style="color: rgb(255, 0, 0) "/span/strong/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/13f270dd-51cf-4815-84a8-bf1d98dadfc5.jpg" title="9_副本.jpg" alt="9_副本.jpg"//pp　　由日本ebara(荏原制作所)设计建造的世界最高单体扬程最大流量，也是最耐操的工业水泵被用于山西引黄工程 。/pp style="text-align: center "strongspan style="color: rgb(255, 0, 0) "企业级扫描仪/span/strong/pp　　日本富士通的天下。全球商业智能文档影像解决方案一哥，表单印刷-识别-电子化合体技术的发明者——富士通pfu。/pp　　富士通pfu利用自己世界最高市场份额的商用扫描仪和独立开发的光学字符识别软件(ocr)，帮助中国国家统计局高效准确的完成了世界最大规模人口普查 。/pp style="text-align: center "strongspan style="color: rgb(255, 0, 0) "血液诊断设备/span/strong/pp　　国家食品药品监督管理局指定北京市医疗器械检验，所将全球血液诊断设备制造商老大——日本希森美康的血细胞分析仪做为国家标准，以此来审查检测全国所有血细胞计数设备的质量和日常精确度管理的提升。/pp style="text-align: center "span style="color: rgb(255, 0, 0) "strong全球氧化锌避雷器/strong/span/pp　　领先企业——东芝三菱电机产业系统株式会社(tmeic)向中国首条由境外引入兼目前世界上线路最长的天然气输送项目——西气东输二线工程提供全部高压变频器与高速电机。东芝三菱电机产业系统株式会社同时保有世界最大容量的电压源型变频器与高速电机。/pp style="text-align: center "strongspan style="color: rgb(255, 0, 0) "光伏逆变器/span/strong/pp　　日立与东方电气集团在华的合资公司东方日立，向中国乃至全球最大规模水力光伏互补光伏发电站提供上百台高出力高转换率的光伏逆变器。光伏逆变器是将太阳能电池所发出的直流电逆变为交流电，并承担系统保护作用的光伏电站关键设备之一。/pp style="text-align: center "strongspan style="color: rgb(255, 0, 0) "HFC-23分解回收装置/span/strong/pp　　日本月岛环境工程与旭硝子、大金工业根据《京都议定书》中，清洁发展机制项目(CDM)研发的，世界最先进的有效破坏率超过99.99%的HFC-23分解回收装置，占距了全球销毁HFC-23气体所需设备的3成以上份额，我国发改委是其客户。/pp　　HFC-23别称氟利昂23，是当今全球气候变暖的元凶，属极难销毁型，必须控制它流入空气中。/pp style="text-align: center "strongspan style="color: rgb(255, 0, 0) "海水淡化，废水利用/span/strong/pp　　在海水淡化、废水再利用、超纯水制备中被广泛使用的反渗透膜等膜工业领域，以日东电工、东丽、帝人、旭化成为首的日本化工企业可以说是掌握着相当的话语权。/pp　　旭化成的microza水处理技术被应用到北京五环最需要净水的比赛项目中。/pp style="text-align: center "strongspan style="color: rgb(255, 0, 0) "加氢反应器/span/strong/pp　　加氢反应器是大型化工厂的必备，在唯数不多有能力建造加氢反应器的国家中，日本神钢与日钢的热壁加氢反应器常年保持在全球第1，2位(最大外径、重量、温度、壁厚)，神钢也是唯一在设计 核心材料、组装的整条制造过程中具备完全自主能力的厂商。/pp style="text-align: center "strongspan style="color: rgb(255, 0, 0) "粉体加工机/span/strong/pp　　任何糖果，药物等大规模生产不可缺少的粉体加工机。/pp style="text-align: center "strongspan style="color: rgb(255, 0, 0) "核心卷绕设备皮带张紧机/span/strong/ppstrongspan style="color: rgb(255, 0, 0) "/span/strong/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/94dbf245-af77-4e4a-b4d7-f52a479fb154.jpg" title="10_副本.jpg" alt="10_副本.jpg"//pp　　在所有板材加工领域(钢板、汽车、家电、建筑)都必要用到的给与板材张力的核心卷绕设备皮带张紧机，全球9成以上份额被日本JDC的RB21和Beltbridle两种型号霸占。/pp style="text-align: center "strongspan style="color: rgb(255, 0, 0) "焦炭生成器/span/strong/ppstrongspan style="color: rgb(255, 0, 0) "/span/strong/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/5c28a0c5-0f5f-4e1d-a58d-306d494d4f9a.jpg" title="11_副本.jpg" alt="11_副本.jpg"//pp　　住友重机械作为老牌化工母机制造商，掌控着冶金制铁，基础原料焦炭的焦炭生成器大部分市场，中国、美英、中东大型石油公司都是其客户。/pp style="text-align: center "strongspan style="color: rgb(255, 0, 0) "动力总成精密测试设备/span/strong/pp　　不管是天上飞的海里游的还是地上跑的，只要是移动型的机械物体就需要发功，而发功的前提是测功——日本Horiba(堀场制作所)在引擎传动制动底盘排放等全套动力总成精密测试设备领域具有压倒性领导力，在汽车，坦克，飞机等领域都有不可或缺的作用。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/c0e85135-4440-4812-a234-aa6e6f0e1721.jpg" title="12_副本.jpg" alt="12_副本.jpg"//pp style="text-align: center "strongspan style="color: rgb(255, 0, 0) "特殊类钢材/span/strong/pp　　世界最大特殊类钢材制造商——日本daido steel出品的引擎用传动轴和船舶柴油引擎用开关阀分别占到了全球3成、6成份额，特别在传动轴市场是当之无愧的NO.1，历来波音空客旗下主力客机引擎之首选。/pp style="text-align: center "strongspan style="color: rgb(255, 0, 0) "全成型电脑横机/span/strong/pp　　来自日本和歌山市的岛精机制作所，是世界最快速全成型电脑横机记录保持者，同时还握有此领域全球6成份额，电脑横机与工业缝纫机并称为纺织业界的两大母机。/pp　　岛精机出品的电脑横机在崇尚高端时装的欧洲人眼里被称为针织机械界的“劳斯莱斯”，董事长岛正博先生被授与意大利国家级荣誉勋章。/pp style="text-align: center "strongspan style="color: rgb(255, 0, 0) "热转化处理领域/span/strong/pp　　世界最大处理能力、最高耐压的工业冷却板式热交换器——日阪制作所，份额方面与瑞典阿法拉伐并列第一，另外日阪制作所利用热转换技术首创于全球的高温高压灭菌系统，已被广泛应用在生产医疗输液器械、中草药制剂、家常菜食材、调味料、啤酒、软包装饮料等领域的杀菌工序环节中，市场占有率7成。/pp style="text-align: center "strongspan style="color: rgb(255, 0, 0) "证件制造设备/span/strong/pp　　中国公民的2代身份证印刷设备经日本富士施乐设备之手。/pp　　世界最大证件母机制造商日本unomatic，多年来向各国政府机关交付了电子护照制造、数距编码、护照发行管理、激光式护照印刷机、钞票剪裁机等各种自动化系统，包括面向中国出货的存折制造设备。/pp style="text-align: center "strongspan style="color: rgb(255, 0, 0) "液压式伺服冲压机/span/strong/pp　　川崎重工旗下附属企业川崎油工，先后向中国第一大客车底盘生产商——安徽江淮汽车公司提供中国最大的(5000t/6000t)液压式伺服冲压机。/pp style="text-align: center "strongspan style="color: rgb(255, 0, 0) "电波暗室/span/strong/ppstrongspan style="color: rgb(255, 0, 0) "/span/strong/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/ef06ac44-ff81-4393-baa8-3cd70836673a.jpg" title="13_副本.jpg" alt="13_副本.jpg"//pp　　电磁学的顶峰，各种机械 电子成品只要身上存在半导体零件就需要进行电磁波环境测试，测量电磁兼容最重要的设备就是电波暗室，全球最大规模电波暗室制造商是日本TDK。/pp style="text-align: center "strongspan style="color: rgb(255, 0, 0) "高端光缆/span/strong/pp　　nict与住友电工、横滨国立大学、optoquest株式会社共同开发出36光芯兼每条光芯都可以3种模式传递信息的世界最强性能多功能光纤，成功开辟了利用单根光纤进行10pbps级超大容量传输的可能性 。/pp style="text-align: center "strongspan style="color: rgb(255, 0, 0) "SDN-软件定义网络/span/strong/pp　　当下最新兴前沿的IT技术——software defined network(SDN-软件定义网络)，在加强底层选择度与系统集成性并提升对网络和资源访问控制精细度的低成本平台下，让运营商或企业机构以更灵活的可编程化实现不同业务特性适配，使网络的流量控制和转发依赖于硬件设备的传统模式架构发生跟本性改变。/pp　　SDN的最初概念由stanford大学研究组提出，目前以nec为首的日本IT企业在研发应用化阶段处于绝对的全球领跑位置。/pp style="text-align: center "strongspan style="color: rgb(255, 0, 0) "物联网安全解决方案/span/strong/ppstrongspan style="color: rgb(255, 0, 0) "/span/strong/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/68227948-640d-4f07-8b8c-5669d6dd5f60.jpg" title="14_副本.jpg" alt="14_副本.jpg"//pp　　是今后物联网发展的重点。三菱电机与立命馆大学利用大规模集成电路在作动时产生的独特微细个体差异，创造出目前最先进的IoT(物联网)安全防护解决方案——lsi指纹id。/pp style="text-align: center "strongspan style="color: rgb(255, 0, 0) "化妆品产业/span/strong/pp　　这东西需要精细化工，医疗，生物方面的科研积累，还需要营销，设计。/pp　　目前世界上化妆品产业份额基本被法国，美国，日本，德国占领。由于韩流文化的风靡，韩国爱茉莉也发展为世界化妆品集团中的一员。/pp　　化妆品产业超级赚钱，就拿欧莱雅来说， 2016年欧莱雅在全球销售总额为258.4亿欧元(约合1892亿人民币)，营业利润为45.47亿欧元(约合333亿人民币)。/pp　　在设计、营销方面做得最好的是法国，日本技术实力最强，以资深堂，花王，kose等为代表 而美国则是二者都有。/pp　　日本资深堂是世界唯一23次获得IFSCC最优秀奖的化妆品厂家，且遥遥领先其他国际化妆品公司。/pp style="text-align: center "strongspan style="color: rgb(255, 0, 0) "乐器行业/span/strong/ppstrongspan style="color: rgb(255, 0, 0) "/span/strong/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/a420fdb2-95dc-44ef-8d4f-faa7d2bf8a34.jpg" title="15_副本.jpg" alt="15_副本.jpg"//pp　　乐器行业是日本，德国的天下。世界乐器界的绝对王者——雅马哈。/pp　　雅马哈钢琴是世界顶尖钢琴家们的选择，也被众多的学校和音乐学院所推崇。日本雅马哈在乐器界的地位非常高，在中高端领域都是全球霸主。看更多加微信：zhanglin1866 市场份额方面，除了吉他较低外，其余都有相当的存在感(按照金额计)，雅马哈占股全球乐器市场的23%，名副其实的压倒性优势。/pp style="text-align: center "strongspan style="color: rgb(255, 0, 0) "电池/span/strong/pp　　未来是电动车，氢动力，混合动力汽车的世界，其最重要的东西是电池，目前由日韩垄断。/pp　　但在上游电池材料供应中，日本住友化学，东丽， 昭和电工，三菱化学在纯电动汽车EV上游产业链有压倒性的优势。东丽，住友化学为松下，LG供货。/pp style="text-align: center "strongspan style="color: rgb(255, 0, 0) "海底电缆/span/strong/pp　　目前日本住友电工在此领域的技术为世界第一，由其开发的全球最轻海底输电电缆已经向英国和比利时的海底电缆供货，长度约130公里，价格为300亿日元，并在菲尼宾，东亚，印度尼西亚有广阔的前景。/pp style="text-align: center "strongspan style="color: rgb(255, 0, 0) "cpu/gpu异构式超算系统/span/strong/pp　　cpu/gpu异构式超算系统的提倡者兼此平台程序软件的先驱开发者、超级计算机界最高峰学术赏sidney fernbach award的新科得主——东京工业大学全球科学信息计算中心prof.satoshi matsuoka。/pp　　目前全球几乎所有高性能超算系统都是此架构的支持者，matsuoka博士也因此获得了象征超级计算机领域个人最高荣誉的sidney fernbach award。/pp style="text-align: center "strongspan style="color: rgb(255, 0, 0) "光纤传输/span/strong/pp　　nict kddi研究所和古河电工在太平洋横断光纤传输实验中，结合三方软硬技术，成功实现全球首次使单根光纤的容量距离积达到1Exabps 级别，打破了ntt先前保持的世界纪录。/pp style="text-align: center "strongspan style="color: rgb(255, 0, 0) "量子计算/span/strong/pp　　东京大学在世界首次采用III族氮化物普及材料(GaN-氮化镓)作为量子点单光子源成功生成可于常温下操作的单一光子，迈出了量子计算的第一步。/pp style="text-align: center "strongspan style="color: rgb(255, 0, 0) "量子通信/span/strong/pp　　东京大学prof.akira furusawa联合ntt先端设备技术研究所，突破性地解决了进行量子隐态传输时承载在光子上的量子位信号因光学系统内元件配置制约导致的运算扩展瓶颈。Furusawa博士的下个课题将向制造出超高速量子计算机和超大容量量子通信的目标迈进。/pp style="text-align: center "strongspan style="color: rgb(255, 0, 0) "激光光量子计算机的电路板/span/strong/pp　　日本和澳大利亚的研究人员已经在可扩展性的用激光光量子计算机的电路板取得了突破性的进展。东京大学和澳大利亚国立大学已经看到最多数量的量子系统汇集在一个单一的组件跳转从14到10000。/pp style="text-align: center "strongspan style="color: rgb(255, 0, 0) "矢量超级计算机/span/strong/pp　　NEC宣布已开发完成最新型SX系列矢量超级计算机——SX-ACE。这台采用sun架构的矢量超算虽然其总体运算能力(130TFLOPS)排不进世界前5，但却具备世界第一的单核性能(64GFLOPS)和世界第一的单核内存带宽(64GB/s)，并利用独到的工业设计实现紧凑化与低耗能。/pp style="text-align: center "strongspan style="color: rgb(255, 0, 0) "电脑多头秤/span/strong/pp　　电脑多头秤的发明者、世界最大计量包装解决方案提供商——日本ishida(石田)在如今全球电脑多头组合秤量机市场占有7成份额。像联合利华、达能这类具备巨量产能的跨国食品企业是ishida的忠实支持者。/pp style="text-align: center "strongspan style="color: rgb(255, 0, 0) "三维图形转换软件/span/strong/pp　　小企业有大实力——由来自静冈县滨松市不足70名员工的elysium开发的三维图形转换软件，自本世纪初开始为各非盈利型机构、跨国公司如NASA 波音、达索、IBM、autodesk、西门子、戴姆勒、宝马、福特等的主要项目提供支持。/pp　　elysium的高精确高保真度3D数距转换软件多年来一直贯穿波音、雷诺F1车队的整个研发周期。/pp style="text-align: center "strongspan style="color: rgb(255, 0, 0) "复合材料热压烧结炉/span/strong/pp　　川崎重工为应对波音b787-9 b787-10增产和今后更大777x系列机型而最新设计打造的世界最大复合材料热压烧结炉(直径9m 长30m 重920t)已正式在名古屋第一工场投入使用。/pp style="text-align: center "strongspan style="color: rgb(255, 0, 0) "太阳帆飞船等/span/strong/pp　　世界首个成功展开并成功实现光子加速推进技术的太阳帆飞船(太阳辐射加速星际风筝)朝金星进发——日本宇宙航空研究开发机构IKAROS。/pp　　世界最高精度与第2臂展的引力波望远镜——日本LCGT(kagra) (激光干折计超过3km的实物只有美国的2台)。/pp　　世界最短波长的X射线自由电子激光(XFEL)研究设备——日本理化学研究所的SACLA。/pp　　世界最高密度超冷中子源生成设施——日本KEK 阪大RCNP 加拿大TRIUMF研究所共同建造。/pp　　日本光产业创成大学院大学prof.yoneyoshi kitagawa联合hamamatsu(滨松光子株式会社)与大阪大学，世界首次成功使高速离子作为惯性约束核聚变加热介质的愿望变为现实。/pp　　日本光产业创成大学院大学prof.yoneyoshi kitagawa领导的研究小组在世界首次实现了激光核聚变所用核燃料的连续投入，并成功拍下由激光引起的连续聚变反应过程，向实用化发电再推进一步。/pp　　另一种可燃冰——天然气水合物(NGH)，三井造船在全球首次成功完成一整套“陆上天然气水合物运送流程”的研究，并建造出世界首艘NGH专用运输船。以三井造船为首的日企在本领域不仅具备有形资产，无形资产也是遥遥领先。/pp　　无线电话发射机的发明者，世界3大IT通信测试测量设备制造商之一——建社近120年的anritsu。/pp style="text-align: center "strongspan style="color: rgb(255, 0, 0) "冈野工业/span/strong/pp　　冈野工业，是员工仅6人，注册资本金不足1000万的绝对微型家庭作坊。/pp　　但是，其在民用领域拥有移动设备用锂电池不锈钢外壳的几乎100%份额 在军工领域是美国隐型战机和NASA御用的炭素精加工技术提供者，美国国防省激光反射器用抛物面天线指定供应商 在医疗领域利用自己世界第一的冲压技术成功帮助terumo将世界最细的针尖只有0.02mm的胰岛素注射针问世，从此使糖尿患者打针不再疼痛(今年1月已在中国上市)。/pp style="text-align: center "strongspan style="color: rgb(255, 0, 0) "轮转印刷/span/strong/pp　　三菱重工与德国曼罗兰、高堡都有过向报社提供运转速度每小时90000cph(18万份/小时)的报纸用轮转胶印机的记录，不过在轮转印刷领域他们只能并列第2，岂今为止世界上最高速的倍幅报纸轮转胶印印刷机由日本TKS(东京机械)在07年开发，印刷能力达到了每小时100000cph(20万份/小时)。/pp style="text-align: center "strongspan style="color: rgb(255, 0, 0) "结语/span/strong/pp　　一个国家的稀土消耗量可以判断一个国家的工业水平，任何高，精，尖的材料，原件，设备都离不开稀有金属。/pp　　日本目前是世界第一大稀土消耗国，其稀土冶金水平世界第一。目前的美日都在大力发展物联网、工业机器人、大数据云计算、新能源，这些都是今后世界发展的重点，从尖端专利申请我们就可以看出，美日现在到底在干嘛。/pp　　大数据分析的专利目前基本被美国IBM、微软、日本日立、NTT、富士通垄断。美日在抢占物联网的技术、专利。目前近半日企都开始应用物联网技术。工业机器人一直都是日本的天下，也是今后第四次工业革命的重点。/ppbr//p

5月5日，根据上海证券交易所科创板上市委员会2022年第35次审议会议情况公告，沈阳富创精密设备股份有限公司首发顺利过会！富创精密专注于金属材料零部件精密制造技术，掌握了可满足严苛标准的精密机械制造、表面处理特种工艺、焊接、组装、检测等多种制造工艺，主要产品应用于半导体设备领域，覆盖集成电路制造中刻蚀、薄膜沉积、光刻及涂胶显影、化学机械抛光、离子注入等核心环节设备，部分产品已应用于7纳米制程的前道设备中。除半导体设备外，富创精密产品也应用于制造显示面板、光伏产品的泛半导体设备及其他领域。招股说明书显示，富创精密是全球为数不多的能够量产应用于7纳米工艺制程半导体设备的精密零部件制造商，已进入客户A、东京电子、HITACHI High-Tech和ASMI等全球半导体设备龙头厂商供应链体系，同时，产品已进入包括北方华创、屹唐股份、中微公司、拓荆科技、华海清科、芯源微、中科信装备、凯世通等主流国产半导体设备厂商。据披露，富创精密本次拟募集资金16亿元，扣除发行费用后，将投资于集成电路装备零部件全工艺智能制造生产基地和补充流动资金。其中，集成电路装备零部件全工艺智能制造生产基地项目计划总投资10亿元，新建精密机械制造、焊接、表面处理特种工艺、钣金、管路、组装生产线，并搭建智能信息化管理平台，打造具备核心技术能力的集成电路装备零部件全工艺智能制造生产基地。富创精密表示，未来公司将专注于半导体设备精密零部件的研发和制造，在现有产品的基础上逐步实现半导体设备精密零部件的国产化，助力国内半导体设备企业实现关键设备的自主可控。

2022年2月17日，正值开年复工热火朝天之际，各政府单位也积极开展国家面对“碳中和”大目标的相关工作。宁波海尔欣光电科技有限公司喜迎宁波市计量测试协会暨宁波市计量测试研究院理事长、正高级工程师阮勇等一行人莅临我司考察，交流指导针对温室气体的精密计量工作。 图 海尔欣CEO王胤（右一）与宁波计量院理事长阮勇（右二）合影 阮勇理事长此次到访，和我们进行了亲切交流，对于海尔欣光电现有的高精度温室气体、污染气体测量仪器进行了解后提出珍贵意见，并结合浙江省“碳达峰”、“碳中和”总目标，对于接下来海尔欣公司的主要方向做出指导并合影留念。他明确指出：“碳中和的关键是要将低碳、环保、科技三要素紧密结合起来，抓紧落实本阶段碳中和工作任务，制造符合国内的高性价比国产仪器。” 目前，我国应用于环境监测和科学研究的温室气体测量仪器多数仰赖进口，要实现此类高端分析仪器的国产化，针对温室气体测量的完整计量标准势在必行。宁波海尔欣光电和宁波计量研究院近几年来通过密切合作，从工业用的便携式氨气测量到大气环境中的水汽监测，均收获了高质量的研发成果。宁波海尔欣光电自2014年成立以来，采用国际先进的TDLAS技术，自主研发再创新了多种温室气体、污染气体的浓度和涡动通量观测设备，包含水汽、氨气、甲烷、氧化亚氮等。有鉴于当前国内对于温室气体的计量标准仍存在进步的空间，我们期待与计量院密切的交流合作，能够携手改变目前国内相关仪器设备绝大多数需要进口的局面。

中国科学技术大学中国科学院微观磁共振重点实验室彭新华教授、江敏副研究员等在量子精密测量和检验超越标准模型领域取得重要进展，利用自主研制的量子自旋放大技术实现了对一类超越标准模型的宇称破缺相互作用的超灵敏检验，实验结果提升国际纪录至少5个数量级，弥补了现有天文学观测的空白。相关研究成果于1月6日以“Search for exotic parity-violation interactions with quantum spin amplifiers”为题在线发表于国际学术期刊《Science Advances》上[Sci. Adv. 9, eade0353 (2023)]。粒子物理标准模型是20世纪物理学建立的最伟大的模型之一。然而，尽管标准模型取得了巨大的成功，但许多物理现象如暗物质、暗能量、中微子振荡、正反物质不对称性等无法被很好解释。为此，许多理论预言了可能存在超越标准模型的新轻玻色子，如轴子、暗光子、Z玻色子等，其可以作为暗物质的候选粒子，补充现有的标准模型理论。这些新粒子的能量可能跨度几十个量级的范围。对于低能区的新粒子 (远小于1eV)，更加凸显出粒子的波动性，它们的德布罗意波长甚至要比现在的大型对撞机还要大，因此不适于使用粒子对撞器与加速器等高能装置进行研究。量子传感器如原子磁力仪、原子钟弥补了高能装置对这类超轻暗物质候选粒子的探测空白，但因这些新粒子与标准模型内粒子的相互作用十分微弱，亟需一种高灵敏度的量子传感器对标准模型外的新物理进行研究。图1 检验新相互作用的实验装置和相应的磁探测灵敏度。彭新华教授研究组利用近期发展的量子自旋放大器技术(图1A)[Nat. Phys. 17, 1402–1407 (2021)]，实现了对待测磁信号2个数量级的放大(图1B)，并将其应用于超越标准模型的新粒子与新相互作用的搜寻，在国际上提出了“蓝宝石”研究计划，英文缩写SAHPPHIRE(SpinAmplifier for Particle PHysIcs REsearch)。该计划的首批实验约束了一种由Z玻色子诱导的自旋相互作用，如图1C所示，此类奇异相互作用是宇称不守恒的，其强度正比于自旋源内的电子自旋数量。因此本实验采用了两个原子气体室，一个利用惰性气体氙原子作为自旋传感器，一个利用碱金属铷原子作为自旋源。自旋源内的碱金属原子通过激光泵浦实现约1014的电子极化自旋数量，并由泵浦光间断极化，从而产生一个交流的震荡奇异场作用于量子自旋传感器上，并被进一步放大和探测。相较于其他应用于新物理搜寻的共振技术，量子自旋放大器中的铷原子充当嵌入式磁强计，实现了惰性气体氙原子的连续极化和原位测量。相比之下，原位测量提供的一个显著优势是由于大费米接触放大因子而增强核共振信号。此外，由于氙核自旋通过与极化铷原子的自旋交换碰撞而连续极化，自旋放大器可实现对奇异场的连续搜索。由于这些独特的优点，自旋放大器更适用于奇异相互作用的超灵敏连续波检测。正因如此，本实验对电子与中子之间的宇称破缺奇异相互作用的约束较国际前沿实验界限提高了5个数量级(如图2A)，且对中子与质子之间的奇异相互作用进行了首次探索(如图2B)。不仅如此，SAPPHIRE计划仍有很大的性能提升空间，研究人员提出利用K-3He自旋放大器与固体自旋源，有望将对此类奇异相互作用的实验约束界限进一步提升8个量级。图2 新奇相互作用实验界限。审稿人对这一工作有高度评价：“The result is a clearly a major improvement for the field”（该领域的一个重大提升），“What is particularly remarkable about these results is that they have established strong new constraints, which have improved prior bounds by several orders of magnitude, in a region of parameter space wher there are little or no constraints from astrophysics ”（该实验最引人注目的是在一个几乎没有天体物理学约束的参数空间区域建立了强有力的新约束，将先前的约束提高了多个数量级）。这一成果展示了SAPPHIRE计划下量子精密测量技术与粒子物理学研究的有机结合，有望激发宇宙天文学、粒子物理学和原子分子物理学等多个基础科学的广泛兴趣。中国科学院微观磁共振重点实验室博士研究生王元泓和黄颖为该文共同第一作者，彭新华教授和江敏副研究员为该文共同通讯作者。该研究得到了科技部、国家自然科学基金委和安徽省的资助。

2021/11/1311月13日，浙江杭州国际人才交流与项目合作大会 临安区精密仪器及应用产业国际人才峰会在杭州青山湖科技城举行。杭州市委人才办、杭州城西科创产业集聚区管委会、杭州市人社局相关负责人，以及谱育科技为代表的精密仪器厂商、高层次人才、金融机构代表等共100多名嘉宾共赴峰会。谱育科技作为国内高端科学仪器创新与产业化龙头企业，积极投入人才集聚及队伍建设，本次参会与市、区领导及海内外院士专家共商未来精密仪器及应用产业合作发展，共同加速打造“硬科技”产业人才“蓄水池”。临安区委副书记、区长杨国正致辞表示，举办本次峰会，旨在推动精密仪器领域的人才交流与项目合作，打造产业人才集聚高地，聚焦精密仪器、关键核心零部件等产业链，加快建设“硬科技”产业社区。庄松林院士中国工程院院士、上海理工大学光学与电子信息工程学院院长 庄松林 作题为《科技人才点亮精密仪器行业最强的“光”》主旨演讲。张玉奎院士中国科学院院士、中科院大连化物所研究员张玉奎以视频连线的方式作《离子迁移谱研究进展》主旨演讲。谱育科技孵化项目高分辨磁质谱仪产业化、X射线荧光整机及关键核心零部件产业化两个高层次人才精密仪器项目签约落户青山湖科技城。为进一步营造全国高端仪器产业创新氛围，集聚全球仪器创制及应用人才，打造科学仪器“双创”高地，峰会现场还举行了先进精密仪器创制与应用创新大赛启动仪式，该大赛面向先进精密仪器整机、核心零部件、标准品与试剂耗材、高端专用监测系统、检测技术方法创新五位一体领域。聚焦先进精密仪器产业为深入推进中国先进精密仪器产业发展，着力突破“卡脖子”技术，谱育科技携手青山湖科技城合力共建了先进精密仪器共性技术研发与工程化创新服务平台。平台主要针对国内先进精密仪器产业缺少共性技术支撑、缺乏工程化中试加速的问题，通过技术攻关、设备购置与能力建设，打通创新链、带动产业链，打造高水平、全链条共性技术研发及工程化创新服务平台。投入使用后，平台将逐步对外开放以下服务仪器整机及零部件共性技术研发及工程化创新服务行业专用高端仪器系统集成开发及工程化创新服务高端检测技术与应用方法研究以及项目孵化加速服务面向未来，谱育科技将充分发挥以质谱、色谱、光谱、样品前处理、理化分析等高端科学仪器为核心的技术平台优势，全面融合青山湖科技城优良的“硬科技”产业生态，形成支撑仪器整机、核心零配件、耗材试剂、系统集成、技术服务五位一体的全产业链生态，合力打造“面向世界、引领未来、服务全国、带动全省”的先进精密仪器全产业链共性技术研发与工程化创新策源地，助力打造具备全球竞争力的中国“仪器谷”。

由聚光科技旗下谱育科技牵头设立的浙江省质谱仪器创新中心（浙江青科质谱仪器创新有限公司）已于近日完成注册，正式进入建设运营阶段。该中心联合高校、研究所和质谱产业链上下游企业，针对高端质谱关键共性技术开展协同创新，并打造创新企业孵化基地。中心目标至2024年孵化培育创新性企业5家以上，带动产业规模10亿元。谱育科技是聚光科技于2015年自孵化成立的子公司，已完成近二十项国家重大科技专项研发和国家及行业标准制定工作，积累二十余项新型技术平台。在持续加大自主研发投入的同时，公司通过产业投资、协同研发、项目孵化等方式，加速产业布局，打造精密分析仪器行业“链主型”企业。省级制造业创新中心天眼查资料显示，浙江省质谱仪器创新中心（浙江青科质谱仪器创新有限公司）成立于2022年4月21日，由谱育科技直接及间接持股51.85%，浙江盛域医疗技术有限公司、浙江棱镜智能有限公司等公司参股。公开资料显示，该中心于2021年12月8日入选浙江省制造业创新中心拟创建名单。据《浙江省制造业创新中心建设提升实施方案（2021-2025年）》（下称《方案》），制造业创新中心是由企业、科研院所、高校等各类创新主体自愿组合，以独立法人形式创立的新型创新载体。创新中心的主要目标是聚焦制造业重点领域关键共性技术，打通研发供给、转移扩散和首次商业化全链条。质谱、光谱、色谱分析仪器领域是《方案》列举的15个重点发展领域之一。谱育科技作为在质谱领域具备显著发展优势与竞争优势的企业，牵头设立了浙江省质谱仪器创新中心。据质谱创新中心官网介绍，中心将面向工业过程分析、环境监测、应急安全等领域的质谱仪器需求，致力于实现高端质谱仪器关键零部件、核心主机及专用分析系统共性技术的突破，并通过“政、产、学、研、用、资”协同创新机制，实现创新成果商业化进程的快速推进。据了解，质谱仪相对传统分析仪器具备高灵敏度、高特异性、高效率等优势，在制药、食品、科研、环保、医疗、半导体等领域有较为广泛的应用。我国质谱仪市场规模约150亿元，而国产化率仅约10%，核心零部件“卡脖子”问题突出。民生证券分析称，质谱产业链上游本土化，可大幅降低国产质谱仪零部件采购成本，有效提升下游市场国产化率；国产质谱市场增长，则推进上游零部件研发生产投入，形成质谱产业发展的正向循环。质谱创新中心表示，公司目标在2024年建成人员规模达100人的团队，形成共性技术成果10项以上，申请专利20项以上，牵头或参与制定国家或行业标准5项，孵化培育创新性企业5家以上，带动产业规模10亿元，力争在杭州形成具有国际影响力的质谱仪器创新策源地。打造精密仪器产业集群据了解，谱育科技自2015年成立以来，先后积累了二十余项新型技术平台，在高端质谱技术质量分析器领域掌握了离子阱、四极杆、三重四极杆、飞行时间等质谱技术。公司是国内唯一一家拥有三重四极杆技术自主知识产权的企业，并在此基础上迭代升级，推出了质谱流式细胞仪、12寸晶元杂质成分检测专用质谱仪器等产品。此外，公司先后量产了国内首台商用便携式气相色谱质谱联用仪（GC-MS）、首台可车载电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）等产品，性能指标均达到国际同类先进水平。资料显示，谱育科技在“协同创新、产业集群”的发展模式上早有布局。2020年底，谱育科技与青山湖科技城共同搭建“一平台两中心”--先进精密仪器共性技术研发及工程化创新服务平台、质谱仪器创新中心、工程师协同创新中心，旨在形成仪器整机、核心零部件、试剂耗材、技术服务、高端专用仪器与系统五位一体的产业集群。2021年，谱育科技作为精密仪器产业的“链主型”企业，与青山湖科技园合作成立了2亿元规模的产业投资基金，用于扶持谱育科技招引上下游企业，入驻青山湖科技城。目前，聚光科技旗下已有谱聚医疗、谱康医学、艾思睿等7个项目签约落地青山湖科技城，产业产品应用覆盖了环境监测、生命科学、食品安全、医疗检测等十多个领域。其中，谱聚医疗联合复旦大学附属中山医院、北京大学人民医院、浙江大学医学院附属邵逸夫医院、山东齐鲁医院、山东大学、浙江省医疗器械检测研究院等单位，在临床质谱领域进行了多项 “产学研用”一站式产业化合作。公司目前已实现质谱分析检测系统的国产化，离子源、离子传输系统、电控模块、碰撞反应池等质谱核心部件均为自主研发。谱育科技表示，这些项目的落地、孵化和产业化，将积极提升我国精密仪器在质谱、色谱、光谱等技术领域的自动化、智能化、国产化水平，告别长期依赖进口的“卡脖子”局面。

本文作者：清华大学张书练教授1. 激光干涉仪的发展史做衣量身、体检量高都由尺子完成，这些日常的尺子的刻度是毫米。机械零件加工和检验都要用尺子，在机械制造企业，卡尺、千分尺随处可见，其精确度是0.1 μm，1 μm。1887年迈克尔逊（Michelson）和莫雷（Morley）研究以太[1]是否存在，使用了光。他们以光波长作尺子刻度测量了水平面和垂直面的光速之差，第一次否定了以太的存在。他们利用的是光的干涉现象，这就是光学干涉仪的诞生。注[1]：根据古代和中世纪科学，以太被称为第五元素，是填充地球球体上方宇宙区域的物质。以太的概念在一些理论中被用来解释一些自然现象，例如光和重力的传播。19世纪末，物理学家假设以太渗透到整个空间，以太是光在真空中传播的介质，但是在迈克尔逊-莫利实验中没有发现这种介质存在的证据，这个结果被解释为没有光以太存在。1961年研究人员发明了氦氖激光器，开始用氦氖激光器作为迈克尔逊干涉仪的光源，从而诞生了激光干涉仪。图1是迈克尔逊干涉仪简图。迈克尔逊干涉仪是普通物理的基本实验之一。但今天在科学研究和工业中应用的激光干涉仪出于迈克尔逊，但性能远远胜于迈克尔逊。图1 迈克尔逊干涉仪简图基本上，激光干涉仪都使用氦氖激光器的632.8 nm波长的光，橙红灿烂的光束射向远方，发散角可以小到0.1 mrad，光束截面的光斑均匀。氦氖激光器还可输出绿光、黄光、红外光，但只有632.8 nm波长的光适合作激光干涉仪的光源。其它类型的激光器，如半导体（LD）、固体激光器等的相干等性能都远不及氦氖激光器，研究人员多有尝试，但都没有成功。激光干涉仪有很多应用，但本质都是测量中学课本讲的“位移”，诸多应用都是“位移”的延伸和转化。激光干涉仪有两个主流类型：单频激光干涉仪和双频激光干涉仪。单频干涉仪能做的双频激光干涉仪都能做，但双频干涉仪能做的单频干涉仪不见得能做。由于历史、技术和商业原因，两种干涉仪都有着广泛应用。但在光刻机上，双频激光干涉仪独占市场。单频干涉仪不需要对市场上的氦氖激光器进行改造，直接可用。但双频激光干涉仪用的激光器需要附加技术使其产生双频（两个频率）。历史上，双频激光干涉仪测量位移的速度不及单频激光干涉仪，自发明了双折射-塞曼双频激光器，双频激光干涉仪的测量速度也达到每秒几米，与单频激光器看齐了。按产生双频的方法，双频激光干涉仪分为塞曼双频激光（国外）干涉仪和双折射-塞曼双频激光（国内）干涉仪。现在干涉仪的指标：最小可感知1 nm（十亿分之1 m），可以测量百米长的零件，且测量70 m长的导轨误差仅为几微米。2. 测量位移的干涉仪和测量表面的干涉仪？有几个概念的定义比较混乱（特别是有些研究发展趋势的报告），需要注意。一是“激光测距”和“激光测位移”没有界定，资料往往鹿马不分。二是不少资料所说“激光干涉仪”实际上包含两种不同的仪器，一种是测量面型（元件表面）的激光干涉仪，一种是测量位移（长度）的激光干涉仪。如海关的统计和一些年度报告往往混在一起。激光测距机发出的激光束是一个持续时间纳秒的光脉冲，利用光脉冲达到目标和返回的时间之半乘以光速得到距离，完全和光的干涉无关。尽管激光波面干涉仪和测量位移（长度）的干涉仪都是利用光干涉现象，但仪器的设计、光路结构、探测方式、应用场合几乎没有共同之处。激光波面干涉仪能够测量光学元件表面的形貌，光束直径要覆盖被测零件，在整个零件表面形成系列干涉条纹，根据测量条纹的亮度（也即相位）算出表面的形貌，其光束口径、零件直径可达百毫米；另一种则是测量位移（长度）干涉仪，光干涉发生在直径几毫米光路上，表现为只有光电探测器（眼睛）正对着射来的光线才能“看”到光强度的波动，由波动的整次数和（不足半波长的）小数算出被测件的位移。 3. 双频激光干涉仪的原理和构成当图1的可动反射镜有位移时，光电探测器光敏面会感受到的光强度正弦变化，动镜移动半个波长，光强变化一个周期。光电探测器将光强变化转化为电信号。如探测到电信号变化了一个周期，我们就知道动镜移动了半个波长。计出总周期数测得动镜的位移。 （1）式中：λ为激光波长，N 为电脉冲总数。今天的激光干涉仪使用632.8 nm波长的激光束，半波长即316.4 nm。动镜安装在被测目标上与目标一起位移，如光刻机的机台，机床的动板上。为了提高分辨力，半波长的正弦信号被细分，变成1 nm甚至0.1 nm的电脉冲，可逆计数器计算出总脉冲数，再由计算机计算出位移量S。也常用下式表示动镜的位移， （2）其中∆f为目标运动速度为V时的多普勒频移。式（1）和（2）是等价的，可以互相推导推出来，仅是表方式的不同。图2是今天的双频激光干涉仪框图。它由7个部分构成。图2 双频激光干涉仪原理框图（1） 双频氦氖激光器氦氖激光器上有磁体。磁体为筒形，激光器上加的是纵向磁场，称为纵向塞曼双频激光器。四分之一波长（λ/4）片把激光器输出的左旋和右旋光变成偏振态互相垂直的线偏振光。前文所说的双折射-塞曼双频激光器则是在激光器内置入双折射元件（图内未画出），并加图2所示的磁条。双折射元件使激光器形成双频，横向磁场消除两个频率之间的耦合。双折射-塞曼双频激光干涉仪不需使用四分之一波长片。双频激光器是双频激光干涉仪的核心，很大程度上，它的性能决定激光干涉仪的性能，要求波长（频率）精度高，功率大，寿命长，双频间隔（频差）大且稳定，偏振状态稳定，两频率之间不偏振耦合。这一问题的解决是作者较突出的贡献之一。（2） 频率稳定单元它的作用是保证波长（频率）这把尺子的精确性，达到10-8甚至10-9，即4.74×1014的激光频率长期的变化仅1 MHz左右。（3） 扩束准直器实际上是一个倒装的望远镜，防止光束发散。要求激光出射80 m，光束光斑直径仍然在10 mm之内。（4） 测量干涉光路测量干涉光路包括：从分光镜向右直到可动反射镜（实际是个角锥棱镜），向下到光电探测器2。可动反射镜装在被测目标上（如光刻机工作台上的反射镜），目标的移动产生激光束的频移Δf，Δf和目标速度成正比，积分就是目标走过的距离（位移或长度）。积分由信号处理单元完成。（5） 参考光路参考光路由分光镜-偏振片-光电探测器1实现，参考光路中没有任何元件移动，它测得的位移是“假位移”真噪声。噪声来自环境的扰动。信号处理单元从干涉光路的位移中扣除这一噪声。（6） 温度和空气折射率补偿单元干涉仪测量的目标位移可能长达百米，空气折射率（及改变）和长度的乘积成为激光干涉仪的最主要误差来源之一。用传感器测出温度、气压、湿度，信号处理单元计算出空气折射率引入的假位移，并从结果中扣除。（7）信号处理单元光电探测器1和2，分别把信号f1-(f2±∆f)和f1-f2的光束转化为电信号，±∆f是可动反射镜位移时因多普勒效应产生的附加频率，正负号表示位移的方向。电信号经放大器、整形器后进入减法器相减，输出成为仅含有±Δf的电脉冲信号。经可逆计数器计数后，由电子计算机进行当量换算即可得出可动反射镜的位移量。环境温度，气压，湿度引入的折射率变化（假位移）送入计算机计算，扣除他们的影响。最后显示。相当多的应用要求计算机和应用系统通讯，实现对加工过程的闭环控制。4. 激光干涉仪的应用一般说来，激光干涉仪的主要用途是测量目标的运动状态，即目标的线性位移大小、旋转角度（滚转、俯仰和偏摆）、直线度、垂直度、两个目标在运动的平行性（度）、平面度等。无论光刻机的机台，还是数控机床的导轨（包括激光加工机床），不论是飞行物，还是静止物的热膨胀、变形，一旦需要高精度，都要用激光干涉仪测量，得到目标的运动状态。运动状态用由多个参数给出。以光刻机两维运动中的一个方向运动时为例，位移（走过的长度）、机台位移过程中的偏 转（ 角 ）、俯仰 （ 角 ）和滚转（角）都需要测出。很多类型的设备需要测量，如各类机床、三坐标测量机、机器人、3D打印设备、自动化设备、线性位移平台、精密机械设备、精密检测仪器等领域的线性测量。图3（a）（b）（c）（d）（e）是几个应用的例子。美国LIGO激光干涉仪实验室宣称首次直接测量到了引力波(2016)，使用的仪器是激光干涉仪，单程臂长4 km。见图4。图3 激光干涉仪几个应用的例子来源：(a)(b)(c)由北京镭测科技有限公司提供，(d)(e)来自深圳市中图仪器股份有限公司网页图4 LIGO激光干涉仪来源：https://www.ligo.caltech.edu/image/ligo20150731c 5. 双频激光干涉仪发展存在的问题（1）国内外单频和双频激光干涉仪的进展及问题多年来，国内外在单频和双频激光干涉仪方面进步不大，特例是双折射-塞曼双频激光器的发明。由于从国外购买的激光器不能产生大间隔的双频光，原有国内双频激光干涉仪的供应商基本停产。以前作为基础研究的双折射-塞曼双频激光器被推到前台。双频激光器是干涉仪的核心技术，走在了世界前端，也解决了国内无源的重大难题。北京镭测科技有限公司的开发、纠错，终于使双折射-塞曼双频激光干涉仪实现产品化，进入先进制造全行业，特别是光刻机。北京镭测科技有限公司双折射-塞曼双频激光器达到指标：频率间隔可在1 ~ 30 MHz之间选择，功率可达1 mW。 频率差与激光功率之间没有相互影响，没有塞曼效应的双频激光器高功率和大频率差不能兼得的缺点。尽管取得进展，但氦氖激光器的制造工艺等是个系统性技术问题，需要全面改善。特别是，国外双频激光干涉仪的几家企业的激光器都是自产自用，不对外销售，因此，我们必须自己解决问题。（2）业界往往忽略干涉仪的非线性误差很长时期以来，业界认为单频干涉仪没有非线性误差。德国联邦物理技术研究院(PTB) 经严格测试发现，单频干涉仪也存在几纳米的非线性误差，甚至大于10 nm。塞曼效应的双频干涉仪也有非线性误差，也是无法消除。对此干涉仪测量误差，大多使用者是不知情的。到目前，中国计量科学院的测试得出，北京镭测科技生产的双频激光干涉仪的非线性误差在1 nm以下。建议把中国计量科学院的仪器批准为国家标准，并和德国、美国计量院作比对。非线性误差发生在半个波长的位移内，即使量程很小也照样存在。图5 中国计量科学研究院：镭测LH3000双频激光干涉仪在进行测长比对6. 双频激光干涉仪的未来挑战本文作者从事研究双折射-塞曼双频激光器起步到成批生产双折射-塞曼双频激光干涉仪，历经近40年，建议加强以下研究。（1）高测速制造业的发展很快，精密数控机床运动速度已达几m/s，有特殊应用提出达到10 m/s的要求。目前单频激光的测量速度还没有超过5 m/s。双折射-塞曼双频激光干涉仪的测速也处于这一水平，但其频率差的实验已经达到几十MHz，有待信号处理技术的跟进发展，实现10 m/s以上的测量速度。（2）皮米干涉仪市场上的干涉仪基本都标称分辨力1 nm，也有0.1 nm的广告。需要发展皮米分辨力的激光干涉仪以满足对原子、病毒尺度上的观测要求。（3）溯源前文已经提到，小于半波长的位移是把正弦波动信号电子细分得到标称的1 nm，和真实的1 nm相差多少？没有人知道，所以需要建立纳米、皮米的标准。作者曾做过初步努力，达到10 nm的纯光学信号，还需做长期艰苦的研究。（4）提高氦氖激光器寿命在未来很长一段时间，氦氖激光器仍然是激光干涉仪最好的光源，但其漏气的特点导致其使用寿命有限，替换寿命终结的氦氖激光器导致光刻机停机，会带来巨大经济损失。因此，延长氦氖激光器寿命十分有必要。没有测量就没有科学技术，没有精密测量就没有当今的先进制造，为此作者最近出版了题名《不创新我何用，不应用我何为：你所没有见过的激光精密测量仪器》的书籍，书的主标题似是铭志抒怀，而实际内容是一本地道的学术专著，书籍内容为作者的课题组近40年做出的创新成果总结。作者简介张书练，清华大学教授，博导。曾任清华大学精密测试技术及仪器国家重点实验室主任，清华大学光学工程研究所所长，主要研究方向为激光技术与精密测量，致力于激光器特性的研究和把这些特性应用于精密测量，是国内外正交偏振激光精密测量领域的的主要创始人。

6月10日，精密测试技术及仪器国家重点实验室（天津大学）发布2022年度开放课题申请通知。申请时间为2022年06月11日～06月30日，资助金额不超过8万元人民币，资助期限不超过3年，课题起始时间为2022年09月01日。一、申请指南与条件本次申请在重点实验室研究方向内自主立题进行申请，可重点聚焦下述研究范围，同时，需提出本实验室固定研究人员做联系人。1、极限测量理论与技术 （1）微纳测试新方法 针对微电子、光电子等先进制造领域的发展需求，研究高分辨力、多尺度的 扫描探针/光学显微测试新方法，在极限空间分辨力和超快测量等方面取得突破； 研究基于新型材料的传感器件特性表征与测量方法；研究分子水平生物过程的测 量方法，为生命科学研究提供更为先进的研究手段；研究重大工程实践中的微纳 测量问题，发展现场复杂环境下的精密测量方法与技术。 （2）新型三维传感及测量技术 新型三维传感及测量技术在超精密加工、智能制造、生物医学、材料科学等 领域具有重要的研究价值和现实意义，开放课题聚焦以光谱色散扫描、衍射光学 投影、二维超表面、近场光学为核心的新型微结构三维测量技术： ① 低反射率微结构三维测量技术； ② 基于衍射光学线激光扫描测量技术； ③ 超表面微纳光学系统技术； ④ 近场光学探针超分辨成像技术。 （3）半导体缺陷测试技术研究方向 以第三代和第四代半导体晶圆/片、芯片、器件等国家战略性材料产业的重 大检测需求以及国际学术前沿为背景，开展半导体缺陷形成与调控机理测试研 究，为国家制备高质量半导体与工程应用提供技术支持。征集下列范围内研究课 题： ① 面向金刚石、氧化镓、氮化铝等第四代半导体缺陷形成与调控测试研究； ② 面向 4H-SiC、GaN 等第三代半导体缺陷形成与调控测试研究； ③ 基于半导体晶片离子、中子、质子、电子等辐照缺陷的形成与退火调控 测试研究。2、微纳制造与微传感器 （1）光学自由曲面制造与评价新方法 以空间遥感、全景成像、虚拟现实、短焦投影等重点领域内的大视场光学系 统需求为背景，重点研究光学自由曲面应用于大视场高像质光学系统制造的关键 技术，研究具有可加工性的连续自由曲面空间表达和数学实现方法，研究多参数 控制下面型设计及像差优化理论，研究自由曲面面形和装配误差对光学性能的影响规律，完善自由曲面光学系统设计理论。研究纳米切削机理，研究刀具伺服技 术在加工自由曲面时的误差模型、误差补偿方法和关键技术，进一步发展自由曲 面加工方法。 面向复杂光学自由曲面表面形貌高精度自动化快速测量需求，突破测量精度 与测量动态范围的制衡，研究全维度、全频段测量评价新方法。研究跨尺度多物 理量综合测量原理，解决极限测量空间限制测量难题；研制高端智能化测量仪器 装置，实现真正意义上任意未知光学自由曲面高精度全自动测量。研究核心高精 度标定及复原新算法，构建系统误差智能补偿数学模型，制定应用端为基础的科 学评价策略，完善光学自由曲面测量理论体系。 （2）原子及近原子尺度制造新方法 针对在下一代核心器件与高端传感器的巨大潜在驱动下制造精度再一次提 升并接近材料极限的趋势，提前布局亚纳米至原子精度、原子及近原子尺度制造 新方法、新技术的探索研究。采用特殊波段的电磁辐照以及电化学等方法，研究 材料在亚纳米至原子尺度下的增减机理与加工极限，构建过程模拟、可控性与工艺优化、加工质量评价等关键技术体系；研究原子及近原子尺度制造与纳米精度 制造的工艺衔接、表面状态演化等跨尺度问题。 3、精密测量与制造智能 （1）声学无损检测研究 声学无损检测研究面向航空航天、石油石化、能源电力、深海远洋等重大行 业需求为背景，重点研究基于包括常规超声、电磁超声、合成孔径超声等超声检 测技术，基于超声导波检测技术，光纤光学传感等无损检测技术，海底自主航行 智能球及海洋声学检测技术。开放课题选题定位于新型检测技术的基础理论早期研究与探索： ① 海洋环境监测的多参数传感器研发与应用； ② 基于压电材料的面阵声发射传感器研制。 （2）海洋磁场检测技术与磁流体动力学研究 海洋磁场检测技术以海洋资源探测、海洋环境保护以及军事海洋学等重点领 域内的磁场精密测量需求为背景，重点研究基于激光技术的磁场测量新原理、新 型激光磁场探测处理技术及新型激光海洋磁场精密测量装置。 磁流体动力学研究方向以航空、航天及航海等重点领域内的高精度传感需求 为背景，重点研究基于磁流体动力学的惯性传感新原理、新型磁流体动力学惯性 传感技术及器件、新型磁流体动力学高精度姿态测量装置、液态金属的灌装和密 封、与内外电极的浸润性调节和新型高密度液态金属材料的研制。 （3）激光与光电测试技术 以先进制造、航空航天、能源交通等重点领域内的精密测量需求为背景，重 点研究基于激光与光电传感新原理、新型光电探测处理技术及器件，具有重要学 术价值和重大工程应用前景的几何量测量新方法、新技术、新系统。开放课题选 题与设置定位于基础原理探索和创新技术的早期研究与验证，为后续技术研发与 工程应用提供源头动力。征集下列范围内研究课题： ① 面向先进制造的高精度几何量测量新原理、方法与技术；② 高动态条件下多自由度几何量测量新原理、方法与技术；③ 面向现场非可控环境精密测量的精度控制与误差修正方法与技术； （4）高性能声/光子晶体微腔与传感技术 针对航空航天、先进制造、智能装备等重点领域对高精度传感的需求，重点 研究基于声/光子晶体的高精度传感新原理、新型声光耦合技术与传感器件；研 究基于能带拓扑的高性能声/光子晶体微腔设计方法，新型声光传感器件特性表 征与测量方法。开放课题定位于基础理论探索和前瞻性创新技术的早期研究，为后续技术研发与工程应用提供源头动力。 （5）水下传感网络时间同步技术 以水下多节点分布式探测、识别与跟踪领域内的时钟参数精密测量需求为背 景，重点研究水下传感网络中高精度的时钟参数估计方法和低能耗的时间同步方案设计，力图改善水下传感网络的协同工作性能。开放课题选题定位于基础理论 和方法的早期研究与探索： ① 面向水下蜂窝网络的高精度的时钟参数估计方法； ② 面向节点随机部署水下传感网络的时间同步方案；③ 节点时间同步与被动目标定位的联合方案设计。 4、生物与环境检测技术及仪器 征集下列范围内研究课题： （1）海洋生物电生理检测技术及仪器 以鱼类等海洋经济物种为研究对象，探究听觉行为等国际学术前沿问题，研 究涉及脑电传感器、放大器、滤波器等方面的脑电检测技术及仪器，开放课题选 题定位于基础理论和方法的早期研究与探索： ① 基于听觉诱发电位响应的传感技术； ② 脑电电位放大器及信号增强方法； ③ 脑电电位滤波器件设计与构建。 （2）生物信息检测技术及仪器 围绕精准诊断、智慧医疗和食品安全等关系国民生命健康的重大检测需求， 以世界科技前沿和经济主战场为背景，研究基于微流体、纳流体和柔性传感器的 生物信息检测仪器及设备，推动现代检测技术与重大疾病诊断和慢病监测技术的 融合创新，开放课题选题定位于基础理论和方法的早期研究与探索： ① 基于纳米颗粒耦合的高灵敏度电化学传感技术； ② 基于喷墨打印的柔性传感器制造技术；③ 基于功能化微针的慢性病无创监测技术；④ 生物传感器的表面结构化修饰及信号增强方法； ⑤ 基于纳米光子的高灵敏度生物传感器； ⑥ 基于纳米孔道的高灵敏生物检测技术。此外，本次申请优先考虑与精密测试技术及仪器国家重点实验室有实质性合作研究的申请人或申请单位，并提供证明材料（如合作发表的高水平论文、项目、专利等）；本校教职工和学生不能申请。二、申请材料经专家评审和实验室学术委员会批准的课题，可获得实验室开放基金资助。申请人需提交的材料有：电子申请书（WORD 或 PDF 格式）和纸质原件一式三份，申请书原件需签名，申请者所在单位需同意并加盖公章（国内申请单位划拨经费时会涉及到财务部门，因此需要法人级别的申请单位盖章；国外可只签名）；电子版文件统一命名为“所属研究方向-单位-姓名”（所属研究方向详见申请书简表）。在申请受理截止时间06月30日前将相关证明材料及电子版申请书发送到指定的邮箱；纸质申请书原件（三份）最迟07月15日前邮寄到重点实验室。三、开放课题的经费使用及日常管理根据天津大学经费管理办法，获得资助的开放课题经费分期拨款到国内承担单位，经费应严格按照科技部、财政部《国家重点实验室专项经费管理办法》相关财务规定使用。凡申请拨款的课题负责人均需事先提供当次拨款金额发票，并在课题中期检查和结题时，提供经费使用情况说明并加盖有效的单位财务公章。重点实验室将通过开放课题进一步加强与课题承担单位的合作与交流，课题申请除相关研究内容外，需说明与重点实验室的合作或交流方式。为方便开放课题联络、运行和管理，所有申请课题都需指定精仪国家重点实验室固定研究人员作为联系人。同时，拟利用重点实验室条件进行开放课题研究的，请通过联系人协调，实验室将尽力解决好研究人员的相关工作条件。请申请者仔细阅读《精密测试技术及仪器国家重点实验室开放课题管理办法》，并严格按照管理办法的规定进行申请，凡不符合规定的将不予受理。四、联系方式联 系 人：王明方通信地址：天津市南开区卫津路 92 号天津大学17号楼东配楼精仪国家重点实验室邮政编码：300072联系电话：022-27406643传 真：022-27404778电子邮箱：pilab@tju.edu.cn附件1：精密测试技术及仪器国家重点实验室开放课题申请书.docx附件2：精密测试技术及仪器国家重点实验室开放课题管理办法.pdf精密测试技术及仪器国家重点实验室2022年06月10日