激光免棱镜式全站仪的工作原理

福建省计量科学研究院始建于1960年，现隶属于福建省市场监督管理局，是福建省属社会公益型科研事业单位，是依法设置的全省最高法定计量检定机构。承担国家法定计量检测任务，同时开展计量技术研究，为促进产业创新、提升产品质量提供技术支撑。 　　日前，由中国计量院作为主导实验室的国家计量比对项目“全站仪测距精度校准能力计量比对”结果公布，福建省计量院5个测段的比对结果|En|值均小于1，比对结果满意。 　　此次比对在中国计量院昌平科研基地进行，全国共有13个省市的计量和测绘实验室参加比对。通过比对验证了福建省计量院标准长度基线场稳定可靠，人员的技术能力突出，从而可确保我省全站仪测距的准确可靠和量值统一，能够为我省桥梁、隧道、港口、码头等大型工程建设安全生产保驾护航。 　　全站仪，即全站型电子测距仪(Electronic Total Station)，是一种集光、机、电为一体的高技术测量仪器，是集水平角、垂直角、距离(斜距、平距)、高差测量功能于一体的测绘仪器系统。与光学经纬仪比较电子经纬仪将光学度盘换为光电扫描度盘，将人工光学测微读数代之以自动记录和显示读数，使测角操作简单化，且可避免读数误差的产生。 　　全广泛应用于测绘、勘测、建筑施工等领域，仪器距离测量准确与否直接关系到工程建设质量和施工运行安全。福建省计量院长度所每年为数百家企业、科研事业单位提供全站仪测距测角技术服务，依托该院的标准长度基线场着力为企业解决了长距离激光测距中存在的难点问题，同时为企业研发新产品、产品升级、技术提升提供技术咨询与测试服务。

近日，浙江省计量院圆满完成由中国计量科学研究院组织的国家计量比对项目“全站仪测距精度校准能力计量比对”，省计量院5个测段的比对结果|En|值均小于0.5，比对结果满意。全站仪，即全站型电子测距仪，是一种集光、机、电为一体的高技术测量仪器，是集水平角、垂直角、距离(斜距、平距)、高差测量功能于一体的测绘仪器系统。广泛应用于地上大型建筑和地下隧道施工等精密工程测量、变形监测领域，因此全站仪测距量值的准确可靠至关重要。此次比对在中国计量院昌平基地进行。比对期间，浙江省计量院克服沙尘暴恶劣天气，积极采取比对措施，确保比对工作井然有序、圆满完成。此次计量比对反映了省计量院计量工作水平稳定可靠、人员技术能力扎实，可确保我省全站仪测距数据准确可靠，能够为我省大型建筑、地下隧道施工以及变形监测等领域安全生产保驾护航。浙江省计量院每年为数百家企业、科研院所提供全站仪测距测角技术服务，并依托高精度测绘地理信息装备测量能力为企业解决设计、研发、生产过程中遇到的测量难题，发挥计量引领作用。

一、项目基本情况项目编号：HYHAQD2023-0188项目名称：X射线多晶粉末衍射仪、多波束测量系统、全站仪等设备采购项目预算金额：900.0000000 万元（人民币）最高限价（如有）：900.0000000 万元（人民币）采购需求：简要技术需求详见招标公告附件。预算金额及最高限价：第一包：402.04万元，第二包：75.00万元，第三包：59.00万元，第四包：135.96万元，第五包：138.00万元，第六包90.00万元。合同履行期限：合同签订后开始履行，至项目完成（质保期满）为止。项目编号：SDSHZB2023-114项目名称：中国海洋大学超净工作台、冷冻研磨机、高速冷冻离心机等设备采购项目采购方式：竞争性磋商预算金额：102.0000000 万元（人民币）采购需求：超净工作台、冷冻研磨机、高速冷冻离心机等设备采购（接受进口产品），预算金额：102万元，其他内容详见附件本项目( 不接受 )联合体投标。二、获取招标文件时间：2023年05月09日 至 2023年05月15日，每天上午8:30至12:00，下午12:00至16:30。（北京时间，法定节假日除外）地点：邮箱（panghaosheng@sdhyha.com）方式：本项目采用网上获取方式（扫码填报信息+邮箱发送资料）： （1）扫码填报信息：投标人扫描附件内二维码，选取所要参与的项目点击“我要缴费”，根据提示完善投标人信息后保存提交（经办人选择逄昊晟）。 （2）投标人电汇标书费。 （3）投标人将法人授权委托书原件和被授权人身份证原件的扫描件、标书费汇款凭证的扫描件发至邮箱（panghaosheng@sdhyha.com）。售价：￥300.0 元，本公告包含的招标文件售价总和三、对本次招标提出询问，请按以下方式联系。1.采购人信息名 称：中国海洋大学　　　　　地址：山东省青岛市崂山区松岭路238号　　　　　　　　联系方式：崔老师 0532-66781979　　　　　　2.采购代理机构信息名 称：海逸恒安项目管理有限公司　　　　　　　　　　　　地　址：山东省青岛市崂山区香岭路1号北大资源博雅3号楼22层2203室　　　　　　　　　　　　联系方式：逄昊晟 0532-85761207　　　　　　　　　　　　3.项目联系方式项目联系人：逄昊晟电　话：　　0532-85761207X射线多晶粉末衍射仪、多波束测量系统、全站仪等设备采购项目采购内容及项目要求.docx114-技术要求.pdf

在山西五台山南台西麓的树林中，千年古刹佛光寺静静矗立。作为国务院公布的第一批全国重点文物保护单位，佛光寺已列入世界遗产目录。其中，建于公元857年的佛光寺东大殿是我国现存最为完整、体量最大的唐代木结构建筑，也是研究唐代木结构建筑最为重要的“标准器”。　　据清华大学建筑设计研究院文化遗产保护研究所等编写出版的《佛光寺东大殿勘察研究报告》描述，佛光寺东大殿背靠陡崖，50年代曾由于崖体倒塌使大殿后墙局部遭到破坏，同时存在局部基础不均匀下沉和木构建糟朽、断裂等问题。　　“清华大学文化遗产保护研究所承担了佛光寺东大殿精确测绘等工作。我们希望对东大殿用三维激光扫描的精确测量方法，来确定建筑结构变形，通过对变形的量化分析，得到东大殿结构是否安全的结论。”清华大学建筑学院副院长吕舟教授说。　　20世纪30年代，梁思成、林徽因根据敦煌第61窟中的“大五台山图”发现了佛光寺东大殿，作为至今国内已知的唯一唐朝木建筑，这座珍贵的建筑对我国建筑史研究具有极重要的意义。　　自梁思成开展佛光寺调研的1937年至今70多年里，建筑历史界多次踏勘、测量东大殿。但测量手段基本以皮尺、钢尺的手工测量为主，数据取舍到0.5厘米。　　吕舟说，前人所做的测绘已取得巨大成果，但由于以往测量工具和测绘手段的限制，难以达到更高精度，误差量也难以控制，测量结果不一。在本次勘察中，使用了三维激光扫描配合全站型电子速测仪定位，全站仪可给出控制点的空间相对坐标，为扫描结果的三维空间形象提供坐标 再加上局部的手工测量，从而得到一套精确、客观的东大殿数据。如今，在古代建筑测绘领域，三维激光扫描已是一项常用的技术。　　据介绍，与传统测绘技术相比，三维激光扫描的优势在于数据全面性和准确性，可以在电脑中像做透视一样进行切片测量，从而测量无法直接测量的位置，完成实测不可能完成的工作，并尽可能测量到所有数据，再通过数理统计推断出最符合的原始设计尺寸 全站仪所获得数据精确，角度误差为秒级，测距误差为毫米级 观测速度快，采集单个点仅需几秒钟 工作距离最远可达数百米等。　　吕舟说，“通过三维激光扫描获得东大殿精确测绘数据后，东大殿一些法式制度上的规律开始清楚地呈现在我们面前，使重建或复原东大殿，消除结构变形影响的标准形态成为可能。”通过对三维激光扫描点云切片与复原的东大殿标准结构剖面相比较，就可得到东大殿准确的结构变形情况，对东大殿结构安全做出判断。这也是我国第一次把三维激光扫描应用于木结构文物建筑的结构安全评估。　　以文物保护为目的的测绘要求准确地反映文物建筑的现状，包括残损、构件错置、改动、变形的情况，手工测绘中难以准确、清晰地表现出文物建筑现状，或有可能在测绘过程中被忽略。“三维激光扫描为解决这一问题提供了可能性。”吕舟说。　　东大殿被称为我国古代建筑遗存中最为珍稀的一座，其所蕴含的设计思想、结构尺度和加工做法在非物质遗存方面具有非凡价值。因此，吕舟表示，以精密测绘入手，通过运用精密测量工具与传统测绘相结合的方法，取长补短，力求在使用目前最先进的技术条件下，得到尽可能精确而全面的测绘结果等。在该结果基础上，绘制东大殿复原理想设计图。　　“在上述工作的基础上，我们才能提出了东大殿保护工作计划以及初步的修缮建议等。”吕舟说。　　据国家“指南针计划—中国古代发明创造的价值挖掘与展示”专项，在“古代著名的遗址、墓葬、古建筑和土木工程设计、建造材料技术等方面”，“进行系统的专项调查、整理挖掘、研究展示、抢救传承”。　　文物建筑测绘国家文物局重点科研基地(天津大学)主任吴葱教授说，除三维激光扫描技术和全站仪外，他们还将多基线数字近景摄影测量系统、固定翼无人机、无人直升机等新技术应用于古建筑测量中，精确测绘了柬埔寨吴哥古迹、天坛、故宫、颐和园、山西应县木塔、辽宁义县奉国寺等20多处古建筑。

新品快讯！CytoFLUX三激光流式细胞仪棱镜泰克的CytoFLUX流式细胞仪结合了高精度的细胞分析能力与卓越的用户体验，具有稳定、可靠、易用、灵活、高分辨率等特点，能够满足现代科研与临床实验的严苛要求。此前在2023年11月份，棱镜泰克Sperm-Cyto流式精子分析仪作为全国首台套，获得四川省食品药品监督管理局批准的二类医疗器械注册证（注册证编号：川械注准20232220389）成为全国第一台以流式细胞术为原理专用于“男科”实验室精子检测仪器。（点击查看）日常新品申报入口 ↓↓↓https://www.instrument.com.cn/Members/NewProduct/NewProduct关于棱镜泰克成都棱镜泰克生物科技有限公司（简称“棱镜泰克”），是一家专注于体外诊断技术研发和临床应用的高新技术企业。公司坐落于成都经开孵化园拥有集研发、生产、销售及服务为一体的综合技术平台。由多名行业专家和中科院博士团队领衔，是一支集高端精密仪器及诊断试剂的多元化研发团队。将打造流式细胞平台上游核心原料、流式细胞仪、配套自动化处理及分析设备的完整产业链条。目前，棱镜泰克已成功转化一系列临床检测产品，涵盖了血液检测、生殖检测、药物筛选等多个专业领域。同时，公司锐意创新，砥砺前行，承接多项国家级重大设备专项科研项目，致力于开发生命科学、精准医疗领域的创新型诊断技术，构建全新细胞分析诊断新生态，成为国内领先的体外诊断产品提供商。

在中国测绘仪器发展史上，即使在最困难的时候，也从来没有闭门造车。一位测绘界老专家曾这样说。中国测绘行业在改革开放中走出国门，国产测绘仪器厂商在面对陌生的海外市场时，怎样实现突围？两系闯世界光学仪器率先走出国门，为中国测绘仪器出口立下了汗马功劳。首先建立功勋的是天津系，以赛特和欧波为代表的企业出口光学水准仪；另一只劲旅是江浙系，以苏一光为代表的企业，出口附件和棱镜为主。两系都有着悠久的产业基础，足迹遍及全世界。据知情人透露，当时仅水准仪的年出口量就达好几万台。优质的性能和良好的性价比，让外国人眼前一亮，全世界都看到了中国光学测绘仪器的品质。上世纪90年代初，天津系和江浙系相继打破零星出口的局面，成为走向世界规模化出口的先锋。十年淘金南方测绘前身是做外贸起家的。凭借外贸积累起的第一桶金，公司开始研发出口国产测绘仪器，从水准仪到全站仪、RTK出口，南方测绘追求国际化梦想的步履千回百转、历尽挫折。2003年9月，总经理马超带着3台全站仪、1台经纬仪、2台水准仪赴德参展，这是南方测绘第一次参加世界性展会，也是中国测绘仪器厂商第一次在世界舞台露面。第一次参展很折腾，摸不着门道，租了一个标准展位，马超带头发彩页。第二年春天，马超又带队参加了在美国和日本举办的专业展会，在《GIM》和《POB》两大专业杂志上发布广告。就在这年，南方测绘率先推出的中文内存全站仪在日本参展引起了轰动。凭借三场展会和两本杂志，南方测绘联系了100多个经销商。当时，很少中国人和中国企业参展。11年后，马超回忆：这批经销商奠定了南方测绘开拓海外市场的基础，直到现在他们仍然是我们最坚定的合作伙伴。要开拓海外市场，须建立稳固的根据地，马超决定在测绘仪器最发达的法兰克福、纽约等地设立办事处。但是，在同德美日三国经销商接触之后发现，收效甚微。要在完全陌生的国外市场上淘金，不仅需要勇气，更需要谋略。在经历了短暂的失利之后，马超迅速调整方向，将主要目标放在东南亚和中南美洲等发展中国家。在越南、印度设立多家分公司，市场开拓向深度挖掘，销售量迅速提升。万变不离其宗伴随着中国经济实力的增强、制造业水平的提升，国产测绘仪器整体品质得到了很大提升。这种提升，从根本上推动了国产测绘仪器出口的大规模增长。特别在2010年之后，以全站仪为例，我国出口的全站仪有十几种语言，出口结构从棱镜附件到全站仪、再到GNSS，外贸出口呈现出逐步、均衡发展的态势。2008年是一个转折，国产全站仪取得了跨越性发展。南方测绘率先将测距部分从原来的三块板集成为一块板，从红外转为激光测距，光栅升级成了绝对编码。升级后的全站仪成熟度高，为出口提供了精良武器，加之高性价比，国产全站仪成为中低端测绘仪器出口的主力。经过3年攻关，南方测绘突破国外测绘仪器厂商的技术壁垒。2009年以后，RTK性能逐渐稳定，定位精度突破厘米级。2010年，南方测绘仪器出口突破亿元大关，成功实现了技术和产品重心的转移。一个全方位、全区域，多品牌、多层次的国产测绘仪器走出去的格局形成。在下西洋的征途上，马超总结：出口需要一步步积累，是一件急不得的事。如果我们当初在策略上没有一步一步地走稳，舍不得投入、不下决心壮大规模，就走不到今天。南方测绘在出口之路上展现出来的开放、自信、包容性和应变力，是国产测绘仪器出口先行者、探索者的缩影。今天，以南方测绘、华测为代表的诸多中国测绘仪器厂商正积极响应国家测绘地理信息局的号召，抓住机遇，以自主创新、自强不息的姿态走出去，迎接全球一体化的挑战。

导语：激光跟踪仪作为大尺寸空间几何量精密测量仪器，由于具有较高的技术门槛，国内企业又缺乏深厚的经验积累，导致该产品长期被国外垄断。历经十余年的研发与实践，中国科学院微电子研究所和海宁集成电路与先进制造研究院共同组建的研发团队终于在激光跟踪仪的技术领域有了与国际先进技术比肩的突破性进展。本文将带您了解这个研发团队的激光跟踪仪和它在精密制造中扮演的关键性角色。说起激光跟踪仪，高端装备制造企业对它大概并不陌生，它是一种大尺寸空间几何量精密测量仪器，是大型高端装备制造的核心检测仪器，具有测量功能多（三维坐标、尺寸、形状、位置、姿态、动态运动参数等）、测量精度高、测量速度快、量程大、可现场测量等特点。检测的装备体积越大越能显示出此类产品的优越性，所以它更多出现在航空航天、汽车制造、重型机械制造、重工与船舶、能源、科研、医疗等领域等先进制造领域。激光跟踪仪是激光干涉测距技术、激光绝对测距技术、精密测角技术、光电探测技术、精密机械技术、精密跟踪技术、现代数值计算理论等各种先进技术的集大成之作，需要突破百米的测量范围、毫秒级的测量时间、微米级的测量精度以及动态实时跟踪测量等各项技术难点，技术门槛非常高，需要长期的经验积累，几乎不存在弯道超车的可能性。目前，世界范围内主要有美国FARO、美国API、瑞士Leica三家公司生产销售激光跟踪仪，我国当前尚无成熟的激光跟踪仪产品销售。因此，攻克关键技术难点实现激光跟踪仪国产化迫在眉睫。组建团队 攻关激光跟踪仪技术壁垒由于激光跟踪仪的重要性、特殊性和不可替代性，国家层面高度重视激光跟踪仪的自主研发。中国科学院微电子研究所和海宁集成电路与先进制造研究院共同组建的研发团队（以下简称该团队）一直致力于实现激光跟踪仪的国产化。该团队激光跟踪仪的研发历史已有十余年，并阶段性取得骄人成绩：（1）2011年中科院微电子研究所 (原中科院光电研究院激光跟踪仪研发团队)在国内率先开展激光跟踪仪整机研制；（2）2013年推出国内首台原理样机，初步形成具有一定规模的、专业稳定的整机开发团队，引领国内激光跟踪仪的整机与系统关键技术发展，积极追赶国际前沿；（3）2017年推出国际首台三自由度飞秒激光跟踪仪样机，从技术层面上实现了跨越式发展；（4）2021年研制成功国内第一台六自由度激光跟踪仪样机，并通过技术指标测试；（5）2021年三自由度激光跟踪仪进入到产业化阶段，立足海宁集成电路与先进制造研究院，组建了数十人的激光跟踪仪产业化团队，建立激光跟踪仪小批量生产线。该团队在激光跟踪仪领域取得了一系列具有自主知识产权的研究成果，共申报发明专利32项（已授权21项），软件著作权6项，发表研究论文60余篇。2020年激光跟踪仪成果通过了中国仪器仪表行业协会组织的成果鉴定，鉴定委员会认为：“本研究成果技术难度很大，创新性很强，取得了多项自主知识产权。整体达到国际先进水平，研制的激光跟踪仪填补国内空白，飞秒激光跟踪仪属国际首创，其中绝对测距精度、断光续接精度达到国际领先水平。”该成果荣获中国机械工业技术发明特等奖和中国计量测试学会科技进步一等奖。该团队目前主推三自由度激光跟踪仪ICAM-LT-3DOF、六自由度激光跟踪仪ICAM-LT-6DOF如图1所示。除此以外，该团队还可以根据用户的要求定制解决方案，更加贴近客户的使用需求，解决用户的“非标”问题。图1 ICAM-LT-3DOF型激光跟踪仪图2 ICAM-LT-6DOF型激光跟踪仪干货满满 技术原理深度剖析当三自由度激光跟踪仪工作时，如图2所示，激光测距系统获得靶球到仪器的精确距离r，方位编码器和俯仰编码器测角系统分别测出目标方位角A和俯仰角E，利用这三个原始测量值，就可以通过球坐标与直角坐标之间的转换关系获取空间三维直角坐标（X，Y，Z）。图3 三自由度激光跟踪仪原理图合作靶球在空间移动时，从合作靶球返回的一部分光会进入激光跟踪仪内部的位置检测器（PSD，Position Sensitive Detector），随着合作靶球的移动PSD将探测偏移值，跟踪控制系统根据这个偏移值控制方位和俯仰电机转动直到偏移值为零，从而达到跟踪的目的。测量组合参数(A，E，r) 经过坐标转换得到空间三维直角坐标（X，Y，Z）后，经过数据分析软件可以得到被测对象各种几何量参数。激光跟踪仪数据采集系统将测量数据发送至上位机以后，经上位机解析可以确定目标的三维尺寸、几何形貌等信息，并通过计算机实时显示并打印测量结果。六自由度激光跟踪仪为三自由激光跟踪仪的升级产品，如图3所示，在空间位置信息测量的基础上加入了视觉测量、光电测量和惯性测量等模块，用以获取目标空间姿态信息。首先需要建立激光跟踪仪坐标系与上述测量模块之间的转换关系，并通过视觉测量中纵向投影比不变的约束实现横滚角测量；在上述基础上，基于光束向量唯一性约束和激光准直传感原理实现方位角和俯仰角的测量，最后实现三个空间姿态角的测量；除此之外，还融入了惯性测量单元IMU的测量信息，用于动态条件下的辅助测量。图4 六自由度激光跟踪仪原理图多项技术突破 跻身国际先进该团队历经10余年的垂直深耕，在激光跟踪仪领域相继突破了高速激光干涉测距、高精度绝对测距、精密跟踪转台设计、高精度测角、动态伺服跟踪、目标快速识别锁定、多源融合姿态测量、系统误差检测与补偿等多项关键技术，在80m范围内，跟踪测量速度大于4m/s，具有良好的目标快速识别锁定能力，测量精度达到15μm+6ppm，技术性能跻身国际先进行列。优势突出 大尺寸精密测量显身手在大尺寸精密测量领域，激光跟踪仪具有测量范围大、精度高、功能多、可现场测量等优点，取代了大型固定式三坐标测量机、经纬仪、全站仪等许多传统测量设备，在设备校准、部件检测、工装制造与调试、集成装配和逆向工程等应用领域显示出极高的测量精度和效率，激光跟踪仪已成为大尺寸精密测量的主要手段，在实践中可以为为航空航天、汽车制造、重型机械制造、重工与船舶、科学研究、能源、医疗等领域等行业提供可靠的技术保障。（1）航空航天领域在航空航天制造领域，飞行器具有外形尺寸大、外部结构特殊、部件之间相互位置关系要求严格等特点，飞行器的装配通常是在各部件分别安装后再进行总体装配，在部装的某些环节和总装的整个过程中都需要进行严格的几何检测。激光跟踪仪测量的现场性和实时性以及它的高精度可以满足飞机型架和工装的定位安装、飞机外形尺寸的检测、大型零部件的检测以及飞机维修等工程测量需求。例如，测量一架大型飞机的内外形尺寸，首先要确定整架飞机的空间坐标，保证所测量的外形尺寸空间点都在同一坐标系中，可以布置足够的激光跟踪仪测站，这些测站保证了飞机上、下、左、右、前、后等整个外形都在激光跟踪仪测量范围内。其次要保证飞机处于静止状态，测量过程中不能产生移动。激光跟踪仪在每个测站测量某一个区域的飞机外形坐标点，将各个测站下的飞机外形坐标连接起来就构成整架飞机的外形尺寸坐标，对这些点进行处理可形成飞机外形的数字模型。激光跟踪仪扫描范围大，采集数据速度快，数据采集量大，精度高，大大提高了飞机测量的工作效率。（2）汽车制造领域在汽车制造领域，激光跟踪仪用于车身检测、汽车外形测量、汽车工装检具的检测与调整。通过激光跟踪仪采集汽车不同部位的点云数据，再进行拼接得到完整的汽车曲面点云数据，利用三维造型软件得到汽车三维模型。另外，汽车生产线需要以最高级别的自动化程度和准确性进行定期检测，以进行重复性和适产性测试。激光跟踪仪这种移动坐标测量设备适合工业现场使用，在检测工程中使汽车生产的停工期大幅缩短。（3）重型机械制造领域在重型机械制造业中，大尺寸部件的检测和逆向工程常采用激光跟踪仪。在零部件生产中，该系统可以快速精确地检验每个成品零部件的尺寸是否与设计尺寸一致，同时将零部件物理模型迅速数字化，得到的数字化文件可以用各种方法处理从而得出测量结果。在工件模具生产中，激光跟踪仪对工件模型进行扫描测量后建立数据模型，由数据模型生成可被加工中心识别的加工程序，从而加工出模具。三维管片和模具测量系统也是激光跟踪仪的典型工程应用之一，通过跟踪测量成品管片各个表面上的空间点坐标，经过坐标系转换和纠正将表面数据点拟合成平面或曲面，检验管片的尺寸与设计尺寸的偏差，便可判断成品的质量是否合格。与传统的检测方法相比，激光跟踪仪测量速度快，能在短时间内采集大量空间数据点信息，同时可以直接处理数据，给出成果报表，不仅工作效率高，而且大大节省了人力物力。（4）重工与船舶领域在造船工业领域中，激光跟踪仪常用于舰船外形尺寸检测、重要部件安装检测与逆向工程等。例如，船舶制造公司对于甲板都有着极高的要求，每一个拼接块的连接点都必须恰好能够和另外一片拼接块严丝合缝对接，且甲板外侧的外观必须与船体形状严格吻合，如此才能体现船舶的质量和性能。激光跟踪仪能够实时地对长度以及横向曲率进行测量，代替笨重的模板进行现场装配与检测，可使生产时间节约60%-70%，大大提高了船舶的生产效率。（5）能源领域在能源领域，激光跟踪仪常用于大型零部件的高精度加工、尺寸检测和辅助维护。例如，水力发电站中，新的涡轮发电机投入工作之前，必须获得精确的涡轮机转子形状，以便后续的勘测；当进行水力发电站的检测时，需要对在役涡轮机转子开展数字化测量，从而确定涡轮转子的磨损情况。在风力发电站中，对大型风电轮毂叶片外形尺寸进行高精度测量是保证风电轮叶片正常工作的关键。激光跟踪仪能够完成定轴轴径、同轴度、轮毂连接孔位置度的高精度测量，并且仪器轻便灵活、精度高、测量范围大、能够现场测量，已成为风电行业的必然选择。（6）科研领域在科研领域中，激光跟踪仪在粒子加速器的定期检测与调整、重要核心部件安装检测以及机器人制造校准中发挥了重要作用。例如，机器人在工厂机械安装、马达驱动安装、夹具重组等整个生产周期过程中必须保持规定的精度，才能称为高性能工业机器人。机器人设计尺寸与实际生产尺寸的偏差往往较大，主要是由于机械公差和部件安装误差所引起的。在校准机器人的实际应用中，一般有两个工作测量组，一组负责装配机器人，一组则负责检测校准安装部件，激光跟踪仪安置在这两个测量组之间。操作人员通过计算机控制定位，激光跟踪仪可以监测两个工作小组的测量工作。在一组操作人员利用激光跟踪仪检测机器人配件的同时，另一组工作人员负责装配经过检测的工件，装配后再利用激光跟踪仪进行校准。这样，大幅提高了机器人生产安装的工作效率，也节省了人力物力。（7）医疗领域在医疗领域中，质子医疗机在治疗时最重要的是需要准确定位患者体内癌细胞位置，通过控制治疗床移动，将患者需要治疗的部位送到有效的治疗区域内，才能够进行准确有效的治疗。因此医疗机在安装调试时，要求系统能够控制机械臂，将末端工装精确地移动到理论位置。这对测量方案提出了更高标准的要求：能够准确调整病灶中心的位置，X、Y、Z方向偏差要求小于0.1 mm；能够调整连接法兰的姿态精度，RX、RY、RZ要求小于0.1°，同时检测、分析效率要尽可能高。在质子医疗机安装调试过程中，激光跟踪仪可以提供简单便捷的应用方案。首先通过测量固定在墙体上的定位点，建立离子源坐标系，在软件中将机器坐标系定位到离子源坐标系统；通过坐标转换得出病灶中心与工装上定位孔的坐标关系，解算出定位孔的坐标。其次，将反射球放置在定位孔上，通过监视窗口功能查看当前位置偏差，实时调整工装，使偏差逐渐缩小至公差要求。该团队研发的激光跟踪仪已在卫星天线变形与位姿测量技术、飞机大型部件装配测量技术、船舶分段对接测量技术、高能加速器准直调节测量技术、工业机器人现场校准技术等领域开展了一系列应用研究，并取得了良好的社会效益。制造业中的智能装备、复杂结构制造、高精密制造和装配的兴起，对于测量系统提出了精度更高、智能化程度更高、适应性更强的要求。激光跟踪仪作为最先进的三坐标及姿态精密测量仪器之一，将为工程技术及科学研究大尺寸精密测量提供有效的解决方案。由于激光跟踪仪应用范围广、测量效率高、测量精度高，该仪器在高端制造领域扮演的角色越来越重要。激光跟踪仪的国产化，对于我国的制造业，尤其是高端制造领域，具有十分重大的意义。借势而起 稳扎稳打培育市场目前，国家政策一直在主张推进仪器的国产化，实现国产仪器与进口仪器的同台竞争。中国仪器仪表行业协会与中国和平利用军工技术协会在此方面做了大量的工作，这对国产激光跟踪仪的市场化推进是极大的政策性优势。在国防军工行业，激光跟踪仪的应用主要在导弹的测量、潜艇的测量、战斗机的装配、军舰的测量、天线的装配及外形检测，大型结构件测量检测等。由于进口的高端激光跟踪仪含有摄像头装置，这对我国国防军工行业造成了安全隐患。另外，由于进口激光跟踪仪不对我国展示源代码，不排除进口激光跟踪仪含有潜在的功能，这对我国部分商业秘密也带来了风险。如此种种安全隐患更是急需国产激光跟踪仪技术的开发与产品的应用。这是提供给国内企业的机会更是挑战。该团队也将借助他们国际领先的技术优势、可靠的数据链优势，以及强有力的价格优势和维修服务优势，不遗余力的为客户提供高质量的定制化产品和服务。结束语随着中国先进制造业和高端装备的飞速发展，以激光跟踪仪为代表的高精度、数字化、智能化的精密检测设备已经成为这些领域企业占领行业制高点的制胜法宝。一方面，激光跟踪仪在先进制造和高端装备领域的关键作用日益凸显，成为制造行业的核心仪器，国内对激光跟踪仪的需求量激增，国产化呼声高涨；另一方面，近年来西方对我国的技术限制和打压，使激光跟踪仪的采购和售后具有一定的不确定性，这将影响我国高端装备的发展，所以国家对激光跟踪仪等关键核心仪器的国产化大力支持。显而易见，未来激光跟踪仪的产业化具有极为光明的市场前景。

激光跟踪仪技术及应用周维虎1，周培松2，石俊凯11. 中国科学院微电子研究所2. 海宁集成电路与先进制造研究院一、引言激光跟踪仪是一种大尺寸空间几何量精密测量仪器，具有测量功能多（三维坐标、尺寸、形状、位置、姿态、动态运动参数等）、测量精度高、测量速度快、量程大、可现场测量等特点，是大型高端装备制造的核心检测仪器。目前，国际上主要有瑞士Leica、美国API和美国FARO三家公司生产销售激光跟踪仪。其中Leica公司凭借自身百年光学仪器制造优势，全球市场占有率最高，目前该公司主推产品型号为AT960，该仪器最大测量距离为80m，空间坐标测量精度为15μm+6μm/m，数据输出速率为1000点/秒；API公司激光跟踪仪小型灵巧，安装和校准快捷，移动方便，便于携带，目前主推产品为Radian系列，其中Radian Pro最大测量距离可达80m，三维坐标测量精度为为10μm+5μm/m；FARO公司财力雄厚，研发投入高，销售网络强大，目前主推产品为Vantage系列，其中VantageS6最大工作范围为80m，角度测量精度为为20μm+5μm/m，数据输出速率为1000点/秒。自1997年开始，国内天津大学、清华大学、中国科学院光电研究院等科研院所先后对激光跟踪测量技术及设备进行了相关研究，其中天津大学最先对单站式结构跟踪仪坐标测量系统进行了研究，并开展了测量功能实验，为激光跟踪仪的后续开发奠定了基础；清华大学对组合式多自由度跟踪测量系统进行了研究，基于三组跟踪测量系统构建空间位置姿态测量系统；中国科学院光电研究院团队（该团队于2018年划转至中科院微电子研究所）自2009年开始研究激光跟踪仪，在中科院装备项目、国家重大仪器设备开发专项、国家重点研发计划、装备发展部、国防科工局等项目的支持下，经过10余年研发和技术积累，实现了激光跟踪仪的自主研制，打破了国外技术封锁和垄断。当前，激光跟踪仪技术正向高精度、小型化、多功能、智能化等方向发展。激光跟踪仪是机器人校准的理想仪器，可以配合机器人实现高精度智能制造。高端激光跟踪仪含有大范围超清摄像头，用于测量过程断光后靶标的自动寻找和测量续接。除此之外，激光跟踪仪结合不同的测量靶标还可以实现隐藏点测量、工件局部形貌高密度扫描测量以及六自由度测量。随着激光跟踪仪在航空航天、舰船、核工业等大型装备制造中的重要性日益凸显，国内用户对仪器国产化的要求越来越高，随着中美贸易战的加剧和发达国家对我国高技术产品的打压，激光跟踪仪国产化替代势在必行。二、激光跟踪仪测量原理激光跟踪仪基于球坐标测量系进行测量，主要用于大尺寸坐标测量以及大型构件尺寸及形位误差测量，亦可对运动部件进行动态跟踪测量。2.1三自由度激光跟踪仪如图2.1所示，当激光跟踪仪工作时，激光测距系统获得靶球到仪器的精确距离r，方位编码器和俯仰编码器测角系统分别测出目标方位角A和俯仰角E，利用这三个原始测量值，就可以通过球坐标与直角坐标之间的转换关系获取空间三维直角坐标（X，Y，Z）。图2.1 三自由度激光跟踪仪原理图合作靶球在空间移动时，从合作靶球返回的一部分光会进入激光跟踪仪内部的位置检测器（PSD，Position Sensitive Detector），随着合作靶球的移动PSD将探测偏移值，跟踪控制系统根据这个偏移值控制方位和俯仰电机转动直到偏移值为零，从而达到跟踪的目的。测量组合参数(A，E，r) 经过坐标转换得到空间三维直角坐标（X，Y，Z）后，经过数据分析软件可以得到被测对象各种几何量参数。激光跟踪仪数据采集系统将测量数据发送至上位机以后，经上位机解析可以确定目标的三维尺寸、几何形貌等信息，并通过计算机实时显示并打印测量结果。2.2 六自由度激光跟踪仪图2.2 六自由度激光跟踪仪原理图六自由度激光跟踪仪为三自由激光跟踪仪的升级产品，在空间位置信息测量的基础上加入了视觉测量、光电测量和惯性测量等模块，用以获取目标空间姿态信息。首先需要建立激光跟踪仪坐标系与上述测量模块之间的转换关系，并通过视觉测量中纵向投影比不变的约束实现横滚角测量；在上述基础上，基于光束向量唯一性约束和激光准直传感原理实现方位角和俯仰角的测量，最后实现三个空间姿态角的测量；除此之外，还融入了惯性测量单元IMU的测量信息，用于动态条件下的辅助测量。三、激光跟踪仪产业和市场分析随着我国制造业产业升级和科技领域的迅猛发展，高端制造、精密制造、智能化制造成为我国未来工业和科技领域的主流方向，激光跟踪仪等精密测量仪器具有巨大的应用前景。在大尺寸精密测量领域，激光跟踪仪具有测量范围大、精度高、功能多、可现场测量等优点，取代了大型固定式三坐标测量机、经纬仪、全站仪等许多传统测量设备，在设备校准、部件检测、工装制造与调试、集成装配和逆向工程等应用领域显示出极高的测量精度和效率，激光跟踪仪已成为大尺寸精密测量的主要手段，激光跟踪仪应用领域主要包括航空航天、汽车制造、重型机械制造、重工与船舶、能源、科研、医疗等领域。根据国外市场研究机构，2017年全球激光跟踪仪市场规模为2.595亿美元，2020年全球激光跟踪仪市场规模为3.438亿美元，预计2023年有望达到5.216亿美元，2028年有望达到8.364亿美元，市场主要驱动力来自质量控制和检验、对准、逆向工程和跨行业校准的需求。按应用细分，质量控制和检验占据最大的市场份额。这是因为激光跟踪仪被越来越多地用于监控和测量跨行业的质量，如汽车、航空航天和国防。为确保客户的要求和规格，质量控制和检验是汽车、航空航天和国防工业的重要参数。为了做到这一点，这些行业主要依靠激光跟踪仪来检查和监测元器件、组装件和成品质量。激光跟踪仪在建筑产品测量、过程优化和通过快速精确测量提供解决方案方面具有精确度高和易便携等不可替代的优势。按行业细分，汽车、航空航天和国防有望引领整个激光跟踪仪市场。在航空航天和国防行业中，激光跟踪仪用于三维测量、逆向工程、武器系统、轴与导轨对准、雷达罩剖面图、飞行器传动装置，以及许多其他测量产品和服务。在航空航天行业中，激光跟踪仪最常应用于夹具部件检查和机翼部件装配。在汽车行业中，激光跟踪仪被用于自动化生产线校准、铰接线和车身部件对准、大型面板和装配主体面板测量、逆向工程、部件验证表面测量、工业机器人调整、变形和动态测量、质量控制和检验等。按地区细分，欧洲占据激光跟踪仪市场的最大份额。为了满足生产过程中的质量和安全要求，欧洲的原始设备制造商（OEMs）早已经开始使用激光跟踪仪。在汽车行业中，激光跟踪仪也得到了多种应用，例如质量检查、对准和校准。因此，日益增长的汽车行业对激光跟踪仪需求也在逐渐增加。德国、英国和法国有望成为欧洲激光跟踪仪市场的三大贡献国。亚太地区市场预计将获得最高的复合年增长率，该地区市场增长的关键驱动因素是市场参与者对新技术的日益关注和采用，这一地区已成为全球投资的焦点和业务拓展的机会。四、国产激光跟踪仪新成果及应用国内开展激光跟踪仪研发主要有中国科学院微电子研究所周维虎团队、深圳中图仪器公司、海宁集成电路与先进制造研究院等，近年来在国家和地方相关部门的支持下仪器研发取得了快速发展，主要体现在以下方面：1）与绝对测距技术相融合，提高仪器的测量精度和测量方便性。激光跟踪仪都是基于球坐标的测量系统，在没有绝对测距之前，没有测量信息冗余，测量过程中任意一个参数丢失，都直接影响测量数据的准确性。新一代激光跟踪仪都增加了激光绝对测距功能，这使得激光跟踪仪的测量信息有了冗余，保证了测量的精确性，在测量过程中丢失部分信息依然可以完成测量工作；同时，由于被挡光时不需要重回基准点复位，这也提高了使用方便性和测量效率。2）与视觉测量系统相结合，实现六自由度测量功能。激光跟踪仪与视觉测量系统相结合不仅能精确定位目标的三维位置，而且还能通过配合特定的靶镜对目标的空间三维姿态进行检测。不仅如此，视觉测量系统还可以识别目标靶镜，保证光路中断后可以通过视觉方式重建测量光路，且无需用户介入。3）测量靶镜多样化。针对三自由度、六自由度等测量需求需要提供不同的测量靶标，另外，仪器还配有隐藏点靶标、扫描测头等附件，使仪器具有隐藏点测量功能和局部区域扫描功能，不仅使仪器测量复杂结构的能力大大提高，还拓展了系统的通用性。4）自我诊断功能。精密测量要求仪器在各种测量环境下保证稳定的工作状态，所以仪器在测量中对自身状态的检测和诊断显得特别重要，自我诊断能在系统工作时实时显示系统的状态，排除微振、升温、光强不足等因素带来的影响。5）飞秒激光频率梳测距技术。飞秒激光频率梳绝对测距技术能够实现大量程、高精度和快速测量三者的完美统一，是激光测距领域的重大突破，有望为大型零部件外形测量、大型设备装配对接，尤其是未来空间任务提供新的技术支撑，在激光跟踪测距、高精度激光雷达测距、卫星编队位置测量、导航星间链路测距、深空探测、引力波测距等领域具有广阔的应用前景。6）组网协同测量技术。针对大型复杂设备装配测量中被测目标尺寸较大或者存在遮挡，单测站难以完成测量任务的难题，通过激光跟踪仪多次设站或者利用多台跟踪仪组网可实现对于大型复杂装备的测量。组网测量技术基于空间多公共点约束，建立激光跟踪仪多测站平差模型，利用平差的权重、约束条件等进行多测站空间位置和姿态的解算，同时求解出所有被测点的三维坐标，得到空间被测物体关键尺寸和特征信息的最优解。7）功能强大的测量软件。激光跟踪仪软件是测量系统的重要组成部分之一，系统软件通过TCP/IP通讯与硬件进行实时数据交互，对硬件上传的数据进行处理和分析，并控制硬件系统执行相应的测量等控制指令。软件系统为用户操作提供人机交互接口，通过数据库管理可实现用户对测量数据的编辑和输入输出等操作，在此基础上通过三维显示操作可面向用户实现测量数据和拟合数据的直观显示和交互操作。为了进一步提升系统测量精度，激光跟踪仪软件系统利用误差补偿算法对激光跟踪仪测距、测角和几何误差进行实时修正，结合激光跟踪仪硬件系统实现大型复杂工件或设备的高精度测量。近年来由中国科学院微电子研究所和海宁集成电路与先进制造研究院共同组建的研发团队（以下简称该团队）致力于实现激光跟踪仪国产化。该团队在激光跟踪仪领域取得了一系列具有自主知识产权的研究成果，共申报发明专利45项（已授权32项），软件著作权5项，发表研究论文130余篇。 2020年激光跟踪仪成果通过了中国仪器仪表行业协会组织的成果鉴定，鉴定委员会认为：“本研究成果技术难度很大，创新性很强，取得了多项自主知识产权。整体达到国际先进水平，研制的激光跟踪仪填补国内空白，飞秒激光跟踪仪属国际首创，其中绝对测距精度、断光续接精度达到国际领先水平。”该成果于2020年分别荣获中国机械工业技术发明特等奖、中国计量测试学会科技进步一等奖。该团队目前主推三自由度激光跟踪仪ICAM-LT-3DOF、六自由度激光跟踪仪ICAM-LT-6DOF如图4.1所示。图4.1(a) ICAM-LT-3DOF型激光跟踪仪图4.1(b) ICAM-LT-6DOF型激光跟踪仪ICAM-LT-3DOF型激光跟踪仪与ICAM-LT-6DOF型激光跟踪仪的主要技术指标如表4.1和表4.2所示。表4.1 ICAM-LT-3DOF型激光跟踪仪主要技术指标指标参数最大测量范围（半径）80m空间坐标测量精度15μm+6μm/m水平角测量范围±320°垂直角测量范围-45°~+60°数据采集速度1000 点/秒跟踪速度＞4m/s表4.2 ICAM-LT-6DOF型激光跟踪仪主要技术指标指标参数空间坐标测量范围（半径）80m空间坐标测量精度15μm+6μm/m姿态测量范围（半径）25m姿态测量精度≤0.05°水平角测量范围±320°垂直角测量范围±145°角度测量误差≤1’’数据采集速度1000 点/秒跟踪速度＞4m/s截至目前，该团队研制的国产激光跟踪仪已在航天五院514所、航空304所、武船公司、中科院高能所、中科院国家空间科学中心、航天科工集团三院三十一所等多个科研院所和企业进行了应用。1）航天领域应用图4.2 激光跟踪仪在航天五院514所应用激光跟踪仪在航天五院514所进行了如下应用：① 紧缩场结构测试：完成紧缩场实验室结构测量，测得最大反射面尺寸10m×15m，最大测量距离35m，最高公差1mm；② 卫星壳体焊接工装结构测量：完成典型零件测量，测得工件尺寸1.5m-3m，测量距离：10m，最高公差0.2mm。在上述测量工作中，使用激光跟踪仪突破了传统测距在测程、精度和测量速度方面难以协调的瓶颈，提高了卫星和空间有效载荷的制造及组装精度。2）航空领域应用图4.3 激光跟踪仪在航空304所应用激光跟踪仪在航空304所进行了如下应用：① 航空工装测试：坐标不确定度达0.05mm，满足航空制造对精度溯源要求；② 飞机水平飞控部件姿态测量：位置传感器测量精度在线校准精度达0.018mm。在上述测量工作中，使用激光跟踪仪主要解决了两个问题：① 解决了大尺寸航空工装测量问题，提供了可供溯源的依据和测量基准，为数字化制造提供了可靠的计量保证；② 解决了飞机水平飞控部件姿态测量问题，实现了飞机部件姿态高精度高效率数字化测量，为航空制造安全提供了保障。3）船舶领域应用图4.4 激光跟踪仪在武船公司应用在船舶领域中，激光跟踪仪在武船公司进行了如下应用：① 与API激光跟踪仪测试数据进行比对，验证本激光跟踪仪的准确性、可靠性、稳定性、可操作性等综合性能；② 对船台建造过程中的分段结构外形尺寸、装配尺寸、位置偏差等进行了测量，突破了大尺寸测量仪器三维坐标测量方法关键技术。根据应用结果，在船舶领域应用激光跟踪仪，建立了相应的应用方法/规程，可逐步推广到船舶建造其他阶段，为船舶建造精度控制提供新的方向。4）大科学装置应用在大科学装置方面，激光跟踪仪在中科院高能所进行了如下应用：① 对北京正负电子对撞机储存环部分设备进行了准直调整，调整精度达0.1mm；② 在中国散裂中子源建设过程中，对隧道控制网进行测量，相对点位测量精度0.08mm，绝对点位测量精度0.05mm。图4.5 激光跟踪仪在中科院高能所应用在上述测量测试工作中，使用激光跟踪仪主要解决了两个问题：① 利用标准杆进行空间测量，大跨度搭接测量控制网，提高了控制网测量精度和效率；② 采用边长法进行高精度设备标定，彻底消除了测角误差的影响，提升了大科学装置安装精度。此外，该团队研发的激光跟踪仪还广泛应用于机器人磨削、航天钻孔及铣削、机器人校准等场景中，如图4.6所示。图4.6 激光跟踪仪在机器人场景的应用机器人磨削（左），航天钻孔及铣削（中），机器人校准（右）随着现代工业技术的迅猛发展，高端制造业对设备尺寸及空间位置精度要求越来越严苛，激光跟踪仪作为最先进的三坐标精密测量仪器之一，将为工程技术及科学研究大尺寸精密测量提供有效的解决方案。（点击图片查看专题）

p　　作为一种常规的分析仪器，光谱仪的应用涵盖了大多数科学和许多工业学科。随着应用需求的提升，仪器的小型化或者微型化一直吸引大家的眼球。但是，目前大部分光谱仪的工作原理仍和牛顿的实验相似，需要用到棱镜或光栅之类的分光元件。这种光谱仪体积庞大已无法满足日益发展的光谱应用技术的需求。而减小分光和探测元件的尺寸将导致光谱仪的光谱分辨率、灵敏度及动态检测范围显著下降，因此光谱仪的微型化是目前科技界面临的重大技术挑战。br//pp　　日前，英国剑桥大学的科研团队与来自中国、英国以及芬兰的研究机构合作，成功克服了这个技术难题，开发出了尺寸仅几十微米的光谱仪,其大小仅为市面上最小光谱仪的千分之一，主要由一根比人类头发千分之一还细的半导体纳米线组成。该研究工作于9月6日发表在世界顶级杂志《Science》上。/pp　　该工作由来自中国、英国和芬兰的多个研究组合作完成：上海理工大学的谷付星副教授，浙江大学的童利民教授、杨青教授和王攀教授，南京大学的王肖沐教授，上海交通大学的蔡伟伟教授，北京大学的戴伦教授，以及芬兰Aalto大学的孙志培教授。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 500px height: 485px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201909/uepic/2fce7c98-2bff-4ad2-821b-4acc161b0ef2.jpg" title="微信图片_20190906102844.png" alt="微信图片_20190906102844.png" width="500" height="485" border="0" vspace="0"//pp　　科研人员用一种带隙渐变的特殊纳米线替代了传统光谱仪中的分光和探测元件，采用和制作电脑芯片类似的工艺在这种纳米线上加工出了光探测器阵列，巧妙地利用各个探测器对不同颜色光具有不同响应的特性，通过逆问题的求解，从响应函数方程组中重构出所需要测量的光谱信息。/pp　　据介绍，该微型光谱仪与广泛使用的手机摄像系统具有良好的兼容性，可设计成紧凑式光谱仪模块使手机具备光谱探测能力，把强大的光谱分析技术从实验室搬到手掌上，方便在生活中测量食物、皮肤的光谱信息，从而判断食品安全以及身体健康程度，使得光谱检测技术有望走进大众日常生活中。/pp　　由于尺寸极，该微型光谱仪还可以对单个细胞进行扫描光谱成像。不同与以往的细胞成像技术，该光谱成像可以让图像中的每个像素包含丰富的光谱信息，从而可以分析细胞每个部分的化学变化。通过后续的开发这种微型光谱仪将有望可以通过注射植入到人体，用于实时监测人体健康状况，为癌症等疾病检测提供一种新的方法。/pp　　据悉，剑桥的研究团队已经在申请这个微型光谱仪的专利。他们希望在这种光谱仪的基础上开发出一系列覆盖紫外到红外的微型光谱仪，用大概五年左右的时间使微光谱仪广泛应用到科研、生产以及生活中。/ppspan style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "　　第一作者：杨宗银博士，Tom Albrow-Owen；通讯作者：Tawfique Hasan/span/ppspan style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "　　文章链接：https://science.sciencemag.org/content/365/6457/1017/span/p

采购项目名称：河北省国土资源厅地质勘查找矿装备建设项目　　采购项目标书编号：0823-134001YGF051　　采购人名称：河北省国土资源厅　　采购人地址：石家庄市红旗大街80号　　采购人联系方式：0311-66771385　　采购代理机构全称：河北中机咨询有限公司　　采购代理机构地址：石家庄市中山东路195号燕春花园酒店19楼　　采购代理机构联系方式：0311-86063928　　采购数量：　　01包 监测站：1台　　02包 全站仪：3套 免棱镜全站仪：4台 免棱镜全站仪：2套 全站仪式陀螺仪：2套 GPS:7台 瞬变电磁仪：1套　　03包 全谱直读等离子体发射光谱仪：1台 电感耦合等离子体质谱仪：1套 电感耦合等离子体质谱仪：1套 电感耦合等离子体质谱仪：1套 综合差热分析仪：1台 微波消解仪：1套　　04包 电子探针显微分析仪：1台 智能偏反光显微镜：1套 偏反两用显微镜：1套　　项目实施地点：河北省　　供货时间：按合同要求　　合同履行期：01包：合同签订后半年 02包：合同签订后4个月内 03包：签订合同后6个月 04包：合同签订后6个月　　招标公告日期：2013年8月16日　　定标日期： 2013年9月6日　　开标、评标地点：石家庄市中山东路195号燕春花园酒店19楼会议室　　中标供应商名称：　　01包：青岛国科海洋环境工程技术有限公司　　02包：河北省地矿物资总公司　　03包：河北省地矿物资总公司　　04包：石家庄托普极星商贸有限公司　　中标供应商地址：　　01包：青岛市崂山区香港东路23号30号楼　　02包：石家庄市中山西路891号　　03包：石家庄市中山西路891号　　04包：石家庄市红旗大街28号　　中标金额：　　01包： 149.8万元人民币　　02包： 470万元人民币　　03包：535万元人民币　　04包：504.3万元人民币　　评标委员会成员名单： 邓平、王俊霞、田凤琴、范玉龙、郑德志　　项目联系人：郑德志　　联系方式：0311-86219117　　传真电话：0311-86219087　　采购代理机构受理质疑电话：0311-86063928

日前举办的第7届测绘仪器设备展览会上有许多新奇的“玩意儿”，国内外厂家“同台竞技”，各家都拿出自己的顶尖产品来展示。大到GPS测量车，小到配套产品乃至校正水准用的小气泡，产业链上的产品可谓应有尽有，且附件类产品都是由我国产品占主导。　　自主创新 丰富品种　　在光电测量仪器蓬勃发展的今天，除了种类繁多的传统光学仪器和迅猛发展的电子仪器外，还包括激光经纬仪、激光水准仪、激光全站仪等光电测量仪器。　　测绘仪器的应用越来越广泛。以高铁轨道测量为例，高速铁路对轨道平顺度要求非常高，对钢轨之间的缝隙、轨道铺设的水平度等都有着严格的标定。因此，在高速铁轨铺设完后，就要用高速轨道测量仪来检验和把关。随着我国高铁建设进程的加快，高铁轨道测量仪也发挥着重要作用。　　在展会上记者了解到，近年来，我国测绘仪器产业成熟度越来越高，逐渐打破了测绘仪器长期被国外公司垄断的局面。　　据专家介绍，以前，我国的测量仪器设备都是以进口为主。1995年，以南方测绘为代表的自主品牌生产出了我国第一台电子全站仪，由此打开了国产测量仪器追赶世界先进水平的序幕。10多年来，国产自主品牌依托价格优势、灵活的市场营销手段及本土优势，逐渐从低端电子测绘产品向中端市场渗透。南方全站仪产量从2003年的3000台增长到目前的10万台，一举成为世界产量最大。起步较晚的苏一光全站仪，也从1000台发展到年产销量达6000台以上。　　从传统光学到电子再到激光，我国水准仪、经纬仪、全站仪等测绘仪器得到迅猛发展，目前已经成为世界测绘仪器的生产基地，测绘仪器实现了国产化。据中国仪器仪表行业协会测绘仪器分会秘书长梁卫鸣介绍，我国生产的中低端测绘仪器在国际上占有90%的市场份额，每年出口量达50万台。从红外到激光，已经实现了全系列产品的生产。　　服务为先 做大做强　　随着测绘仪器市场的不断扩大，自主品牌之间、自主品牌与进口品牌之间的竞争加剧，也使产品价格有了大幅下降。　　竞争在所难免，如何赢得更大的市场?“国内自主品牌的同一水平产品，其性能相差不多，因此，要赢得市场青睐，除增强产品自身品质外，还要靠服务和产品细节优势占领市场。”中海达和华测公司的技术人员都这样对记者表示。　　梁卫鸣则认为，“要做强，就要创新，实现从低端向高端迈进。而且，我国的测绘行业要做强的话，不是一家两家就可以完成的，必须多家一起上，共同发展，才能使整个产业都强大起来。”　　如今，根据国家发展战略和测绘发展的新思路，我国测绘业正面临着难得的发展机遇和重大挑战。梁卫呜介绍说，目前，以高技术为特征的现代化测绘技术装备正在逐步取代传统测绘仪器，成为测绘仪器发展的主流。因此，测绘仪器国产自主品牌要在竞争中发展、壮大，就要谋求产品的技术创新，走差异化之路。同时，实施走出去战略，积极拓展海外市场，最终实现测绘仪器由大国到强国的跨越。　　挑战与机遇并存　　在经济全球化趋势下，我国测绘仪器企业已经不可避免地加入到国际竞争的行列。激烈的国际竞争，在给我国民族工业带来冲击的同时，也带来了巨大的发展机遇。　　我们看到，世界著名测绘仪器制造厂商已把我国作为一个重要市场，纷纷来设厂。他们利用低廉的制造成本，以技术优势抢占市场。　　在二十世纪，我国的测量仪器设备是以进口为主、国产为辅。特别是在电子技术和电脑芯片技术快速发展的推动下，迅速发展出以电子全站仪为代表的新型测量仪器。而我国在最初的15年，由于电子技术和芯片技术的发展滞后，只能以进口方式得到最新的测量技术。　　我们也应看到，国际测绘技术从传统技术向信息化技术转变的速度越来越快，特别是精度越来越高的激光雷达、三维扫描、多功能测量系统、航摄小飞机，以及功能越来越强、实用性越来越好的后处理软件开发和应用。这些先进测绘技术正在加速取代传统的测量方式，给依靠生产和销售传统测量仪器为主的企业带来危机感。　　挑战面前有机遇。正当国外测绘仪器大行其道之时，国内自主品牌可以借势发力，在家门口近距离地接触、吸收和运用国际资本、先进技能等，使我国测绘仪器从研制到生产，从销售到服务都得到了成长壮大。事实也证明，我国自主开发的测绘仪器已打破了进口测绘仪器独占市场的局面，实现了中低端测绘仪器国产化。　　国内测绘仪器市场已逐渐与国际市场接轨，形成了你中有我、我中有你的格局。因此说，竞争可以推动产业发展，推动测绘仪器的进步，抓住机遇，夯实功夫，积极作为，就能实现跨越。

目前我国精密仪器的销售模式一般是厂家—代理商(分公司直营)—用户这样固定的模式。在如今互联网电商大行其道的时代，一些厂家看到了电商的发展前景，希望通过电商来提高销量。然而精密仪器行业发展究竟应当靠拢电商还是继续依托实体销售，还是要听听客户的声音。 下面小编就以国产测绘仪器这样一种精密仪器为例，来调查下仪器客户们究竟是支持电商购买还是支持实体销售，或直接代理商发货呢？　　来听听用户们都怎么说?　　用户1：我买全站仪还是喜欢在实体店买，因为这样有安全感，只有亲耳听到店家的售后承诺，我才放心。　　用户2：电商上买测绘仪器?除非是我很信任的商家，我才有可能采取这种交易方式。不然仪器出了问题，网络商家不给我售后服务怎么办?国产测绘仪器本来质量不稳定，仪器有问题怎么和卖家扯?倒不如在店里按规则打交道，有问题就要对我负责，一切按规章制度办。　　用户3：肯定喜欢到实体店去买，可以真实的操作和触摸到仪器。　　用户4：我喜欢到淘宝找一些有实力的卖家，如果运气好，遇到牛逼的卖家(大家都懂)给的价格便宜不少。售后其实也有保障，就看你找对人没有。有些卖家本身就是有关系的人，仪器低价抛出来，比实体店便宜不少。毕竟对我们这种私人测量单位来说，能省一点是一点。我也不需要培训，仪器操作再复杂我捣腾几下就ok了。　　用户5：网上买仪器?不太现实吧。我一般买就买一套，全站仪+脚架棱镜，我不可能为了省点钱单买机身的，网上的能卖脚架和棱镜给我吗?　　用户6：还是实体交易好，可以和老板或业务员谈点东西。(你们都懂的)　　用户7：我喜欢去大公司的实体店买，专业，还可以看到漂亮的销售mm。我最讨厌去那种小的夫妻店，一问三不知，技术不精不说，价格也不是很优惠且水份大。　　用户8：我看京东上卖全站仪的那两家都没什么成交的，估计不靠谱。我也会去实体店买，感觉有保障些。　　用户9：网上买水准仪、手持测距仪可以，像全站仪、RTK还是到实体店买吧。不定因素太多，万一出了问题售后找谁?我总不能把有问题的仪器再寄回去吧，就近原则的保修就给不了，不方便。　　用户10：网络销售测绘仪器? 怕物流太慢，不如我去实体店即买即得，还能检查机子有没有问题。　　用户11：我最多只是查一下淘宝的价格，然后拿去给代理商杀价。我从来不会去淘宝买。　　综上分析，90%的用户对测绘仪器互联网销售都不看好，主要原因是担心售后跟不上，不能即时拿到货，对这个行业的产品和厂家、商家缺乏信任。可以说在如今互联网电商大潮的发展下，测绘仪器市场并没有受到多大的影响，实体店的生意依然无可取代。 究其原因主要有几点：第一，测绘仪器是精密仪器，有实体店销售可以让用户就近解决调试和售后问题。第二，国产测绘仪器相对不稳定因素多，维修售后等问题必须通过实体店来完成。第三，测绘仪器操作需要有一定的测量基础，需要对客户进行培训。以上因素决定了测绘仪器销售是一个不轻松的过程，不像手机数码产品可以轻松快捷地进行交易。 兼听则明，偏信则暗。在听完客户的心声之后我们再来听听仪器销售的另一方代表——经销商们怎么说?　　代理商1：网络销售怎么比得上实体店销售?至少客户在我这里看得见摸得着仪器。国产测绘仪器都是在店里面谈成生意，你敬我一尺我让你一丈，在网上怎么谈?现在用户有一个不好的习惯，总感觉再低的报价都要还一下价才舒服，我们早已适应了。　　代理商2：现在走互联网的费用不低，光天猫就不便宜，更不用说入驻京东。我们一般代理商玩不转，不如好好开垦着自己的一亩三分地。有开天猫的钱我不如多进几台货或结款几台仪器。　　代理商3：已经有在做淘宝了。串货?管他呢，对方能发现再说。有生意干嘛不做，如果他都不能发现他的区域被我做了，那只能怪他本身区域工作不过深，销售很一般。其实我不指望网上卖多少，主要是聚人气，或者设定价格而已。　　代理商4：我在网上开店可以，你们厂家就不能。你做了，客户资源都被你拿了，我怎么混?　　厂家直属分公司体系1：肯定要做，这是未来的趋势，以后慢慢通过网络把各个用户信息建立起来并进行跟踪维护。全国各地的维修点活动起来，就能保证售后问题了。　　代理商5：我做互联网的意义不大，我的地盘那么小，维护好现有客户就不错了。　　代理商6：销售的新思路?可以利用微信朋友圈进行销售，毕竟朋友圈是一个建立在互信基础上的圈子。这个可以用在销售测绘仪器方面，还挺管用的。　　代理商7：新思路没有太多。主要是产品同质化太严重，没有一款独特新颖的产品，不管有什么模式都是假的。互联网时代的用户不会那么傻，买东西都很理性，都会做大量调查。作为商家如果没有绝对的优势，还是老老实实做好传统销售。　　代理商8：这是大势所趋，迟早的事。现在可以好好准备，但是不要抱太大希望会有显著效果。　　代理商9：我有开淘宝，不过我是挂其他品牌的产品，我故意报低价，扰乱他的市场!　　代理商10: 淘宝我有做，有时候往外面串货扩大一下销量。怕被查?等有举报了再说吧。现在行情那么差，能卖一台算一台，谁查你?　　综上分析，90%的代理商还是在按部就班的经营实体店生意，并没涉及互联网。即使涉及的代理商估计也只是随便挂挂产品与价格，并不指望网上成交能有多少。同时他们也害怕互联网交易带来很多不必要的麻烦，比如售后成本。 然而随着技术和服务的不断发展，精密仪器的传统销售模式还能坚持多久，最终会改变吗?电商会在精密仪器行业有所作为吗? 这些问题的答案只能通过时间来证明了。

p　　旋转双棱镜(Risley棱镜)可实现光束的大角度、精确偏转控制，具有结构紧凑、响应快、环境适应性好的特点，其难点在于同时达到高精度和大的动态范围。国际上很多研究机构对其进行研究。NASA在下一代卫星激光测距系统(Next Generation Satellite Laser Ranging，NGSLR)中，利用旋转双棱镜作为超前瞄准装置，实现了高精度的超前瞄准角，在几十角秒的偏转范围内实现1.5″的指向精度 鲍尔航天技术公司在无人机等小型航空器上的红外侦查与瞄准设备中采用旋转双棱镜，实现了偏转角度70° 、精度优于200″、偏转角度动态范围34dB。/pp　　中国科学院光电技术研究所光束控制重点实验室任戈、陈科研究团队采用强泛化能力物理模型辨识技术和矢量光学迭代优化技术，从理论上解决了旋转双棱镜光束偏转的强耦合、非线性和多解问题，并解决了工程应用中加工、安装和测量误差的影响，在旋转双棱镜的偏转精度和动态范围等方面得到突破，实现了大角度、高精度的光束偏转技术指标：3° 偏转角范围内光束偏转精度优于1″，动态范围大于43dB，优于目前公开文献中的最高水平。/pp　　相关研究成果发表在Applied Optics上，并已申请/授权国家发明专利多项，该技术在空间激光通信、目标跟踪等方面具有广泛的应用前景。研究工作获得了中科院重点实验室基金、西部之光等的支持。/pp style="text-align: center "img width="300" height="167" title="001.png" style="width: 300px height: 167px " src="http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/60cf6bda-c2a2-41ac-98ad-cbe811ef1cd6.jpg" border="0" vspace="0" hspace="0"//pp style="text-align: center "strong示意图/strong/pp /p

p　　2019年2月6日，2019棱镜奖(Prism Award)获奖名单公布。棱镜奖颁奖典礼在每年的SPIE Photonics West期间举行。/pp　　“棱镜奖”设立于2008年，被誉为“光电行业的奥斯卡”，旨在表彰光学、光子学与成像科学领域中具有创新突破，并通过光学技术解决现实问题、改善生活的新发明与新产品。/pp　　本次获奖产品涉及10个类别，值得一提的是，CloudMinds的云端AI手持拉曼光谱仪榜上有名。/pp　　1、探测器与传感器类/pp style="text-align: center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201902/uepic/ae62c9b8-bea1-4f87-9355-f4c122b3c97e.jpg" title="拉曼.png" alt="拉曼.png" width="300" height="302" border="0" vspace="0" style="width: 300px height: 302px "//pp style="text-align: center "　　XI™ AI 拉曼光谱仪(CloudMinds)/pp style="text-align: center "据悉，这是世界上第一台云端AI手持拉曼光谱仪，785 nm激光。/pp　　2、诊断与治疗类/pp style="text-align: center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201902/uepic/eaf06d1d-ae24-4a9a-8326-bff7f2f6f1ce.jpg" title="double-helix-spindle-photo.png" alt="double-helix-spindle-photo.png"//pp style="text-align: center "Double Helix (SPINDLE)/pp style="text-align: center "无与伦比的精确深度成像和跟踪，可以达单分子水平。/pp　　3、成像与相机类/pp style="text-align: center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201902/uepic/363a4c61-04e7-490f-b43e-bd5795a79ed9.jpg" title="莱卡.png" alt="莱卡.png" width="300" height="302" border="0" vspace="0" style="width: 300px height: 302px "//pp style="text-align: center "BLK3D(Leica)/pp style="text-align: center "精确的立体摄影测量装置，适合放在手掌心里操作。/pp　　4、工业激光器类/pp style="text-align: center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201902/uepic/56d226f4-6a64-4be9-ace3-d87a00fa95e7.jpg" title="Corona Lasers.png" alt="Corona Lasers.png" width="300" height="294" border="0" vspace="0" style="width: 300px height: 294px "//pp style="text-align: center "Corona光纤激光器 (nLIGHT)/pp style="text-align: center "具有可编程光束质量的光纤激光器，用于高性能的材料加工。/pp　　5、光源类/pp style="text-align: center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201902/uepic/7cf23a1b-1f3a-4980-8ee6-d2ba0c4e58d7.jpg" title="2019-Prism-Award-for-Smart-Vision-Lights.jpg" alt="2019-Prism-Award-for-Smart-Vision-Lights.jpg" width="300" height="400" border="0" vspace="0" style="width: 300px height: 400px "//pp style="text-align: center "NanoDrive/pp style="text-align: center "(Smart Vision Lights)/pp　　6、光学与光机械类/pp style="text-align: center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201902/uepic/80cd6062-a7e8-47ad-a40d-458d00930c7b.jpg" title="OMPlex_V2_Awards.jpg" alt="OMPlex_V2_Awards.jpg" width="300" height="150" border="0" vspace="0" style="width: 300px height: 150px "//pp style="text-align: center "OMPlex(Modular Photonics)/pp　　7、科研激光器类/pp style="text-align: center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201902/uepic/9baad039-623e-4532-b87b-d0bacfcbd5f5.jpg" title="TOPTICA_TOPO_01.jpg" alt="TOPTICA_TOPO_01.jpg" width="300" height="210" border="0" vspace="0" style="width: 300px height: 210px "//pp style="text-align: center "DLC TOPO(TOPTICA Photonics)/pp　　8、测试与测量类/pp style="text-align: center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201902/uepic/ea092d52-9129-49d4-9442-951bd4e7c674.jpg" title="4D-inspec-xl-DSC00847_web-1.jpg" alt="4D-inspec-xl-DSC00847_web-1.jpg" width="300" height="450" border="0" vspace="0" style="width: 300px height: 450px "//pp style="text-align: center "4D InSpec XL 表面缺陷测量仪/pp style="text-align: center "(4D Technology Nanometrics） /pp style="text-align: center "用于三维非接触表面缺陷测量的手持精密仪器。/pp　　9、运输系统/pp style="text-align: center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201902/uepic/7e507b7c-c619-4a96-a7b4-cb9e70e9275a.jpg" title="Blackmore Automotive Lidar.jpg" alt="Blackmore Automotive Lidar.jpg" width="300" height="232" border="0" vspace="0" style="width: 300px height: 232px "//pp style="text-align: center "汽车多普勒激光雷达系统(Blackmore)/pp　　10、视觉技术类/pp style="text-align: center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201902/uepic/83545e4b-8bb3-47a1-aa65-1b710fa5a194.jpg" title="RETISSA Display.jpeg" alt="RETISSA Display.jpeg" width="300" height="198" border="0" vspace="0" style="width: 300px height: 198px "//pp style="text-align: center "RETISSA Display(QD Laser)/p

p style="text-indent: 2em "strong编者按：/strong如今激光粒度的应用越来越广泛，技术和市场屡有更迭，潮起潮落，物换星移，该如何全方位掌握激光粒度仪的技术和应用发展，如何更好地让激光粒度仪成为我们科研、检测工作中的好战友呢？仪器信息网有幸邀请在中国颗粒学会前理事长，真理光学首席科学家，从事激光粒度仪的研究和开发工作近30年的张福根博士亲自执笔开设专栏，以渊博而丰厚的系列文章，带读者走进激光粒度仪的今时今日。/pp style="text-indent: 2em text-align: center "strong激光粒度仪应用导论之原理篇/strong/pp style="text-indent: 2em "当前，激光粒度仪在颗粒表征中的应用已经非常广泛。测量对象涵盖三种形态的颗粒体系：固体粉末、悬浮液（包括固液、气液和液液等各类二相流体）以及液体雾滴。应用领域则包含了学术研究机构，技术开发部门和生产监控部门。第一台商品化仪器诞生至今已经50年，作者从事该方向的研究和开发也将近30年。尽管如此，由于被测对象——颗粒体系比较抽象，加上激光粒度仪从原理到技术都比较复杂，且自身还存在一些有待完善的问题，作者在为用户服务的过程中，感觉到对激光粒度仪的科学和技术问题作一个既通俗但又不失专业性的介绍，能够帮助读者更好地了解、选择和使用该产品。本系列文章的定位是通俗性的。但为了让部分希望对该技术有深入了解的读者获得更多、更深的有关知识，作者在本文的适当位置增加了“进阶知识”。只想通俗了解激光粒度仪的读者，可以略过这些内容。/pp style="text-indent: 2em "首先应当声明，这里所讲的激光粒度仪是指基于静态光散射原理的粒度测试设备。当前还有一种也是基于光散射原理的粒度仪，并且也是以激光为照明光源，但是称为动态光散射（Dynamic light scattering，简称DLS）粒度仪。前者是根据不同大小的颗粒产生的散射光的空间分布（认为这一分布不随时间变化）来计算颗粒大小，而后者是在一个固定的散射角上测量散射光随时间的变化规律来分析颗粒大小；前者适用于大约0.1微米以粗至数千微米颗粒的测量，而后者适用于1微米以细至1纳米（千分之一微米）颗粒的测量。激光粒度仪在英文中又称为基于激光衍射方法（Laser diffraction method）的粒度分析技术。/pp style="text-indent: 2em "span style="color: rgb(0, 176, 240) "【进阶知识1】严格地说，把激光粒度仪的原理说成是“衍射方法”是不准确，甚至带有误导性的。从物理上说，光的衍射和散射是有所区别的。“光的衍射”学说源自光的波动性已经被实验所证实，但是还没从理论上认识到光是一种电磁波这一时期，大约是19世纪上半叶。在更早的时候，人们认为光的行进路线是直线，就像一个不受外力作用的粒子作匀速直线运动那样。这一说法历史上被称为“光的粒子说”。后来人们发现光具有波动形。那个时候人们所知道的波只有水波，所以“衍”字是带水的。“光的衍射”描述的是光波在传播过程中遇到障碍物时，会改变原来的传播方向绕到障碍物后面的现象，故衍射又称做“绕射”。描述衍射现象的理论称为衍射理论。衍射理论在远场（即在远离障碍物的位置观察衍射）的近似表达称为“夫朗和费衍射（Fraunhofer diffraction）”。衍射理论不考虑光场与物质（障碍物）之间的相互作用，只是对这一现象的维像描述，所以是一种近似理论。它只适用于障碍物（“颗粒”就是一种障碍物）远大于光的波长（激光粒度仪所用的光源大多是红光，波长范围0.6至0.7微米），并且散射角的测量范围小于5° 的情形。/span/pp style="text-indent: 2em "麦克斯韦（Maxwell）在19世纪70年代提出电磁波理论后，发现光也是一种电磁波。光的衍射现象本质上是电磁场和障碍物的相互作用引起的。衍射理论是电磁波理论的近似表达。严谨的电磁波理论认为，光在行进中遇到障碍物，与之相互作用而改变了原来的行进方向。一般把这种现象称作光的散射。用电磁波理论能够描述任意大小的物体对光的散射，并且散射光的方向也是任意的。不论是早期还是现在，用激光粒度仪测量颗粒大小时，都假设颗粒是圆球形的。如果再假设颗粒是均匀、各向同性的，那么就能用严格的电磁波理论推导出散射光场的严格解析解（称为“米氏（Mie）散射理论”）。/pp style="text-indent: 2em "现在市面上的激光粒度仪绝大多数都采用Mie散射理论作为物理基础，因此把现在的激光粒度仪所用的物理原理说成是衍射方法是不准确的，甚至会被误认为是早期的建立在衍射理论基础上的仪器。/pp style="text-indent: 2em "世界上第一台商品化激光粒度仪是1968年设计出来的。尽管当时Mie理论已经被提出，但是受限于当时计算机的计算能力，还难以用它快速计算各种粒径颗粒的散射光场的数值。所以当时的激光粒度仪都是用Fraunhofer衍射理论计算散射光场，这也是这种原理被说成激光衍射法的缘由。这种称呼一直延用到现在。不过现在国际上用“光散射方法”这个词的已经逐渐多了起来。/pp style="text-indent: 0em text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/d07b19f0-4c57-4748-9d53-229c65c56d4e.jpg" title="图1：颗粒光散射示意图.jpg"//ppbr//pp style="text-indent: 0em text-align: center "颗粒光散射示意图/pp style="text-indent: 2em "激光粒度仪是基于这样一种现象：当一束单色的平行光（激光束）照射到一个微小的球形颗粒上时，会产生一个光斑。这个光斑是由一个位于中心的亮斑和围绕亮斑的一系列同心亮环组成的。这样的光斑被称为“爱里斑（Airy disk）”，而中心亮斑的尺寸是用亮斑的中心到第一个暗环（最暗点）的距离计算的，又称为爱里斑的半径。爱里斑的大小和光强度的分布随着颗粒尺寸的变化而变化。一种传统并被业界公认的说法是：颗粒越小，爱里斑越大。因此我们可以根据爱里斑的光强分布确定颗粒的尺寸。当然，在实际操作中，往往有成千上万个颗粒同时处在照明光束中。这时我们测到的散射光场是众多颗粒的散射光相干叠加的结果。/pp style="text-indent: 2em "strong 编者结：/strong明了内功心法，下一步自然会渴望于掌握武功招式。本文深入浅出地介绍激光粒度仪的原理，激光粒度仪的结构自然是读者们亟待汲取的“武功招式”。欲得真经，敬请期待张福根博士系列专栏——激光粒度仪应用导论之结构篇。/pp style="text-indent: 0em text-align: right "（作者：张福根）/p

激光诱导击穿光谱（Laser Induced Breakdown Spectroscopy,简称LIBS）是一种原子发射光谱。它利用高能量聚焦脉冲激光光束激发样品表面，对产生的原子光谱进行分析得到对应元素成分及含量。是一种快速、定性的分析手段。随着激光器以及光谱仪小型化技术的发展，轻便的手持LIBS光谱仪成为现实。其优势在于能将精密的分析仪器带到生产的一线，主要用于铁基、铝基、铜基、镍基等金属合金材料的现场牌号鉴别及合金元素成分的快速鉴定。手持LIBS光谱仪能对生产过程进行高速，高效的监控，完善企业质量管理体系，提高生产效率，是工业生产过程中的一个不可或缺的环节。 手持式LIBS激光诱导击穿光谱仪，它利用高能量聚焦脉冲激光光束激发样品表面，对产生的原子光谱进行分析得到对应元素成分及含量。是一种快速、定性的分析手段。随着激光器以及光谱仪小型化技术的发展，轻便的手持式光谱仪成为现实。其优势在于能将精密的分析仪器带到生产的一线，主要用于铁基、铝基、铜基、镍基等金属合金材料的现场牌号鉴别及合金元素成分的快速鉴定。手持LIBS光谱仪能对生产过程进行高速，高效的监控，完善企业质量管理体系，提高生产效率，是工业生产过程中的一个不可或缺的环节。 手持式LIBS激光诱导击穿光谱仪，其工作原理是利用脉冲激光产生的等离子体烧蚀并激发样品中的物质，并通过光谱仪获取被等离子体激发的原子所发射的光谱，以此来识别样品中的元素组成成分，进而可以进行材料的识别、分类、定性以及定量分析。LIBS作为一种新的材料识别及定量分析技术，既可以用于实验室，也可以应用于工业现场的在线检测。在检测领域中，传统的原子吸收和发射光谱仍然占据主导地位，但其存在试剂消耗量大、检测元素受限，不能便携，难用于现场检测等缺点。由于LIBS技术具有快速直接分析，几乎不需要样品制备，可以检测几乎所有元素、同时分析多种元素，对样品表面风化、尘土层形成清洁，可实现逐层分析且可以检测几乎所有固态样品，远距离探测，适用于现场分析等，因而LIBS弥补了传统元素分析方法的不足，尤其在微小区域材料分析、镀层/薄膜分析、缺陷检测、珠宝鉴定、法医证据鉴定、粉末材料分析、合金分析等应用领域优势明显，同时，LIBS还可以广泛适用于石油勘探、水文和地质勘探、冶金和燃烧、制药、环境监测、科研、军事及国防、航空航天等不同领域的应用。

p　　粒度仪是用物理的方法测试固体颗粒的大小和分布的一种仪器。根据测试原理的不同分为沉降式粒度仪、沉降天平、激光粒度仪、光学颗粒计数器、电阻式颗粒计数器、颗粒图像分析仪等。/pp　　激光粒度仪是通过激光散射的方法来测量悬浮液，乳液和粉末样品颗粒分布的多用途仪器。具有测试范围宽、测试速度快、结果准确可靠、重复性好、操作简便等突出特点，是集激光技术、计算机技术、光电子技术于一体的新一代粒度测试仪器。/pp　　strong激光粒度仪的光学结构/strong/pp　　激光粒度仪的光路由发射、接受和测量窗口等三部分组成。发射部分由光源和光束处理器件组成，主要是为仪器提供单色的平行光作为照明光。接收器是仪器光学结构的关键。测量窗口主要是让被测样品在完全分散的悬浮状态下通过测量区，以便仪器获得样品的粒度信息。/pp　　strong激光粒度仪的原理/strong/pp　　激光粒度仪是根据颗粒能使激光产生散射这一物理现象测试粒度分布的。由于激光具有很好的单色性和极强的方向性，所以在没有阻碍的无限空间中激光将会照射到无穷远的地方，并且在传播过程中很少有发散的现象。/pp　　米氏散射理论表明，当光束遇到颗粒阻挡时，一部分光将发生散射现象，散射光的传播方向将与主光束的传播方向形成一个夹角θ，θ角的大小与颗粒的大小有关，颗粒越大，产生的散射光的θ角就越小 颗粒越小，产生的散射光的θ角就越大。即小角度(θ)的散射光是有大颗粒引起的 大角度(θ1)的散射光是由小颗粒引起的。进一步研究表明，散射光的强度代表该粒径颗粒的数量。这样，测量不同角度上的散射光的强度，就可以得到样品的粒度分布了。/pp　　为了测量不同角度上的散射光的光强，需要运用光学手段对散射光进行处理。在光束中的适当的位置上放置一个富氏透镜，在该富氏透镜的后焦平面上放置一组多元光电探测器，不同角度的散射光通过富氏透镜照射到多元光电探测器上时，光信号将被转换成电信号并传输到电脑中，通过专用软件对这些信号进行数字信号处理，就会准确地得到粒度分布了。/pp　　strong激光粒度仪测试对象/strong/pp　　1.各种非金属粉：如重钙、轻钙、滑石粉、高岭土、石墨、硅灰石、水镁石、重晶石、云母粉、膨润土、硅藻土、黏土等。/pp　　2.各种金属粉：如铝粉、锌粉、钼粉、钨粉、镁粉、铜粉以及稀土金属粉、合金粉等。/pp　　3.其它粉体：如催化剂、水泥、磨料、医药、农药、食品、涂料、染料、荧光粉、河流泥沙、陶瓷原料、各种乳浊液。/pp　　strong激光粒度仪的应用领域/strong/pp　　1、高校材料/pp　　2、化工等学院实验室/pp　　3、大型企业实验室/pp　　4、重点实验室/pp　　5、研究机构/pp　　文章来源：仪器论坛（http://bbs.instrument.com.cn/topic/5163115）/ppbr//p

p　　美国旧金山当地时间2月5日(北京时间2月6日)，美国西部光电展期间，由国际光学工程协会(SPIE)与Photonics媒体联合颁发的2020年棱镜光子学创新奖(Prism Award，棱镜奖)获奖名单盛大揭晓。/pp　　“棱镜奖”设立于2008年，被誉为“光电行业的奥斯卡”，旨在表彰光学、光子学与成像科学领域中具有创新突破，并通过光学技术解决现实问题、改善生活的新发明与新产品。/pp　　本次获奖产品涉及通讯、能源、医疗、生命科学、制造、质量控制、安全与保卫、运输、视觉技术等9个类别，其中，质量控制、安全与保卫两大类别分别都是a href="https://www.instrument.com.cn/zc/34.html" target="_blank"strong拉曼光谱仪/strong/a上榜。/ppspan style="color: rgb(255, 0, 0) "strong　　质量控制类/strong/span/pp style="text-align: center "strong/strong/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/56b7f694-1ba5-4a99-96b6-f0c8f48f2738.jpg" title="Smart MEMs Handheld Raman XI² .jpeg" alt="Smart MEMs Handheld Raman XI² .jpeg"//pp style="text-align: center "strongCloudMinds/strong/pp style="text-align: center "strong智能MEMs手持式拉曼XI² /strong/pp　　特别值得一提的是，a href="https://www.instrument.com.cn/news/20190219/480292.shtml" target="_blank"CloudMinds的云端AI手持拉曼光谱仪曾获得2019棱镜奖(探测器与传感器类)/a，今年CloudMinds智能MEMs手持式拉曼XI² 再次获得棱镜奖(质量控制类)。/ppspan style="color: rgb(255, 0, 0) "strong　　安全与保卫类/strong/span/ppspan style="color: rgb(255, 0, 0) "strong/strong/span/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/946fb6c5-ee0b-4a53-ba68-10b0da4fc1f8.jpg" title="Pendar X10.jpg" alt="Pendar X10.jpg"//pp style="text-align: center "strongPendar Technologies/strong/pp style="text-align: center "strongPendar X10/strong/pp　　Pendar X10是一款便携式手持式拉曼光谱仪，在最远距离为3英尺的情况下，可以快速识别包括高荧光、深色和敏感材料在内的有害化学物质。/pp　　其他获奖名单如下：/pp　strong　通讯类/strong/ppstrong/strong/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/d05e7339-07f3-460c-81fc-f19e66d05a58.jpg" title="250x250_Innolume_Prism.jpg" alt="250x250_Innolume_Prism.jpg"//pp style="text-align: center "strongInnolume/strong/pp style="text-align: center "strongCW Datacom激光/strong/pp　　strong能源类/strong/ppstrong/strong/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/6ed2ec37-c6f5-40c1-8ecf-02dd79ddcd84.jpg" title="250x250_Prisma_Prism.jpg" alt="250x250_Prisma_Prism.jpg"//pp style="text-align: center "strongPrisma Photonics/strong/pp style="text-align: center "strongPrismaSense/strong/pp　　strong医疗类/strong/ppstrong/strong/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/ec7e544e-6460-4c41-a761-daf4f93e8802.jpg" title="image-asset.jpeg" alt="image-asset.jpeg"//pp style="text-align: center "strongPhotoniCare/strong/pp style="text-align: center "strongTOMi Scope/strong/pp　　strong生命科学类/strong/ppstrong/strong/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/e1ca253f-3dd0-449d-a517-195cd8e1dfce.jpg" title="TERA-Fab E Series.jpeg" alt="TERA-Fab E Series.jpeg"//pp style="text-align: center "strongTERA-print/strong/pp style="text-align: center "strongTERA-Fab E 系列/strong/pp　　strong制造类/strong/ppstrong/strong/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/ab07e4a3-c001-4eea-9c20-96e56cd20f08.jpg" title="Inspekto S70.jpg" alt="Inspekto S70.jpg"//pp style="text-align: center "strongInspekto/strong/pp style="text-align: center "strongInspekto S70/strong/pp　strong　运输类/strong/ppstrong/strong/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/01239d09-0bc6-4c23-b4a8-749af957b4f0.jpg" title="3D Semantic Camera.jpg" alt="3D Semantic Camera.jpg"//pp style="text-align: center "strongOutsight/strong/pp style="text-align: center "strong3D Semantic Camera/strong/pp　　strong视觉技术类/strong/ppstrong/strong/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/f379524f-1510-4f0a-a151-7f4122b36439.jpg" title="Waveguides.jpg" alt="Waveguides.jpg"//pp style="text-align: center "strongWaveOptics/strong/pp style="text-align: center "strongWaveguides/strong/pp　　strong相关新闻：/strong/pp　　a href="https://www.instrument.com.cn/news/20190219/480292.shtml" target="_blank"strong2019棱镜奖名单公布 这台拉曼光谱仪上榜/strong/a/p

受“仪器信息网”的邀请，上海仪迈于《仪器快讯》杂志的2011年第4期 “技术与市场”专栏成功发表一篇题为《国内折光仪的研制现状及发展趋势》的技术前瞻性文章，同时推出了高性价比的台式折光仪系列和手持式折光仪系列，奠定了上海仪迈在国产折光仪领域的领导地位。为了“将折光进行到底”，上海仪迈又进入到折光仪领域最高精度的V棱镜的研发中，可喜的是，上海仪迈终于在国内首创光电瞄准的数字显示V棱镜。在此期间，公司的研发专家进行了V棱镜多项核心技术的大胆革新，取得了技术的全面突破，真正做到了“精益求精”的科学精神和科研态度。我们衷心期待新一代的光电瞄准的，数字显示的V棱镜早日面市。

1. 什么是光散射现象？光线通过不均一环境时，发生的部分光线改变了传播方向的现象被称作光散射，这部分改变了传播方向的光称作散射光。宏观上，从阳光被大气中空气分子和液滴散射而来的蓝天和红霞到被水分子散射的蔚蓝色海洋，光散射现象本质都是光与物质的相互作用。2. 颗粒与光的相互作用微观上，当一束光照在颗粒上，除部分光发生了散射，还有部分发生了反射、折射和吸收，对于少数特别的物质还可能产生荧光、磷光等。当入射光为具有相干性的单色光时，这些散射光相干后形成了特定的衍射图样，米氏散射理论是对此现象的科学表述。如果颗粒是球形，在入射光垂直的平面上观察到称为艾里斑的衍射图样。颗粒散射激光形成艾里斑3. 激光粒度仪原理-光散射的空间分布探测分析艾里斑与光能分布曲线当我们观察不同尺寸的颗粒形成的艾里斑时，会发现颗粒的尺寸大小与中间的明亮区域大小一般成反相关。现代的激光粒度仪设计中，通过在垂直入射光的平面距中心点不同角度处依次放置光电检测器进行粒子在空间中的光能分布进行探测，将采集到的光能通过相关米氏散射理论反演计算，就可以得出待分析颗粒的尺寸了。这种以空间角度光能分布的测量分析样品颗粒分散粒径的仪器即是静态光散射激光粒度仪，由于测试范围宽、测试简便、数据重现性好等优点，该方法仪器使用最广泛，通常被简称为激光粒度仪。根据激光波长（可见光激光波长在几百纳米）和颗粒尺寸的关系有以下三种情况：a) 当颗粒尺寸远大于激光波长时，艾里斑中心尺寸与颗粒尺寸的关系符合米氏散射理论在此种情况下的近似解，即夫琅和费衍射理论，老式激光粒度仪亦可以通过夫琅和费衍射理论快速准确地计算粒径分布。b) 当颗粒尺寸与激光波长接近时，颗粒的折射、透射和反射光线会较明显地与散射光线叠加，可能表现出艾里斑的反常规变化，此时的散射光能分布符合考虑到这些影响的米氏散射理论规则。通过准确的设定被检测颗粒的折射率和吸收率参数，由米氏散射理论对空间光能分布进行反演计算即可得出准确的粒径分布。c) 当颗粒尺寸远小于激光波长时，颗粒散射光在空间中的分布呈接近均匀的状态（称作瑞利散射），且随粒径变化不明显，使得传统的空间角度分布测量的激光粒度仪不再适用。总的来说，激光粒度仪一般最适于亚微米至毫米级颗粒的分析。静态光散射原理Topsizer Plus激光粒度分析仪Topsizer Plus激光粒度仪的测试范围达0.01-3600μm，根据所搭配附件的不同，既可测量在液体中分散的样品，也可测量须在气体中分散的粉体材料。4. 纳米粒度仪原理-光散射的时域涨落探测（动态光散射）分析 对于小于激光波长的悬浮体系纳米颗粒的测量，一般通过对一定区域中测量纳米颗粒的不定向地布朗运动速率来表征，动态光散射技术被用于此时的布朗运动速率评价，即通过散射光能涨落快慢的测量来计算。颗粒越小，颗粒在介质中的布朗运动速率越快，仪器监测的小区域中颗粒散射光光强的涨落变化也越快。然而，当颗粒大至微米极后，颗粒的布朗运动速率显著降低，同时重力导致的颗粒沉降和容器中介质的紊流导致的颗粒对流运动等均变得无法忽视，限制了该粒径测试方法的上限。基于以上原因，动态光散射的纳米粒度仪适宜测试零点几个纳米至几个微米的颗粒。5.Zeta电位仪原理-电泳中颗粒光散射的相位探测分析纳米颗粒大多有较活泼的电化学特性，纳米颗粒在介质中滑动平面所带的电位被称为Zeta电位。当在样品上加载电场后，带电颗粒被驱动做定向地电泳运动，运动速度与其Zeta电位的高低和正负有关。与测量布朗运动类似，纳米粒度仪可以测量电场中带电颗粒的电泳运动速度表征颗粒的带电特性。通常Zeta电位的绝对值越高，体系内颗粒互相排斥，更倾向与稳定的分散。由于大颗粒带电更多，电泳光散射方法适合测量2nm-100um范围内的颗粒Zeta电位。NS-90Z 纳米粒度及电位分析仪NS-90Z 纳米粒度及电位分析仪在一个紧凑型装置仪器中集成了三种技术进行液相环境颗粒表征，包括：利用动态光散射测量纳米粒径，利用电泳光散射测量Zeta电位，利用静态光散射测量分子量。6. 如何根据应用需求选择合适的仪器为了区分两种光散射粒度仪，激光粒度仪有时候又被称作静态光散射粒度仪，而纳米粒度仪有时候也被称作动态光散射粒度仪。需要说明的是，由于这两类粒度仪测量的是颗粒的散射光，而非对颗粒成像。如果多个颗粒互相沾粘在一起通过检测区间时，会被当作一个更大的颗粒看待。因此这两种光散射粒度仪分析结果都反映的是颗粒的分散粒径，即当颗粒不完全分散于水、有机介质或空气中而形成团聚、粘连、絮凝体时，它们测量的结果是不完全分散的聚集颗粒的粒径。综上所述，在选购粒度分析仪时，基于测量的原理宜根据以下要点进行取舍：a) 样品的整体颗粒尺寸。根据具体质量分析需要选择对所测量尺寸变化更灵敏的技术。通常情况下，激光粒度仪适宜亚微米到几个毫米范围内的粒径分析；纳米粒度仪适宜全纳米亚微米尺寸的粒径分析，这两种技术测试能力在亚微米附近有所重叠。颗粒的尺寸动态光散射NS-90Z纳米粒度仪测试胶体金颗粒直径，Z-average 34.15nmb) 样品的颗粒离散程度。一般情况下两种仪器对于单分散和窄分布的颗粒粒径测试都是可以轻易满足的。对于颗粒分布较宽，即离散度高/颗粒中大小尺寸粒子差异较大的样品，可以根据质量评价的需求选择合适的仪器，例如要对纳米钙的分散性能进行评价，关注其微米级团聚颗粒的含量与纳米颗粒的含量比例，有些工艺不良的情况下团聚的颗粒可能达到十微米的量级，激光粒度仪对这部分尺寸和含量的评价真实性更高一些。如果需要对纳米钙的沉淀工艺进行优化，则需要关注的是未团聚前的一般为几十纳米的原生颗粒，可以通过将团聚大颗粒过滤或离心沉淀后，用纳米粒度仪测试，结果可能具有更好的指导性，当然条件允许的情况下也可以选用沉淀浆料直接测量分析。有些时候样品中有少量几微米的大颗粒，如果只是定性判断，纳米粒度仪对这部分颗粒产生的光能更敏感，如果需要定量分析，则激光粒度仪的真实性更高。对于跨越纳米和微米的样品，我们经常需要合适的进行样品前处理，根据质量目标选用最佳质控性能的仪器。颗粒的离散程度静态光散射法Topsizer激光粒度仪测试两个不同配方工艺的疫苗制剂动态光散射NS-90Z纳米粒度仪测试疫苗制剂直径激光粒度仪测试结果和下图和纳米粒度仪的结果是来自同一个样品，从分布图和数据重现程度上看，1um以下，纳米粒度仪分辨能力优于激光粒度仪；1um以上颗粒的量的测试，激光粒度仪测试重现性优于纳米粒度仪；同时对于这样的少量较大颗粒，动态光散射纳米粒度仪在技术上更敏感（测试的光能数据百分比更高）。在此案例的测试仪器选择时，最好根据质控目标来进行，例如需要控制制剂中大颗粒含量批次之间的一致性可以选用激光粒度仪；如果是控制制剂纳米颗粒的尺寸，或要优化工艺避免微米极颗粒的存在，则选用动态光散射纳米粒度仪更适合。c) 测试样品的状态。激光粒度仪适合粉末、乳液、浆料、雾滴、气溶胶等多种颗粒的测试，纳米粒度仪适宜胶体、乳液、蛋白/核酸/聚合物大分子等液相样品的测试。通常激光粒度仪在样品浓度较低的状态下测试，对于颗粒物含量较高的样品及粉末，需要在测试介质中稀释并分散后测试。对于在低浓度下容易团聚或凝集的样品，通常使用内置或外置超声辅助将颗粒分散，分散剂和稳定剂的使用往往能帮助我们更好的分离松散团聚的颗粒并避免颗粒再次团聚。纳米粒度仪允许的样品浓度范围相对比较广，多数样品皆可在原生状态下测试。对于稀释可能产生不稳定的样品，如果测试尺寸在两者都许可的范围内，优先推荐使用纳米粒度仪，通常他的测试许可浓度范围更广得多。如果颗粒测试不稳定，通常需要根据颗粒在介质体系的状况，例如是否微溶，是否亲和，静电力相互作用等，进行测试方法的开发，例如，通过在介质中加入一定的助剂/分散剂/稳定剂或改变介质的类别或采用饱和溶液加样法等，使得颗粒不易发生聚集且保持稳定，大多数情况下也是可以准确评价样品粒径信息的。当然，在对颗粒进行分散的同时，宜根据质量分析的目的进行恰当的分散，过度的分散有时候可能会得到更小的直径或更好重现性的数据，但不一定能很好地指导产品质量。例如对脂质体的样品，超声可能破坏颗粒结构，使得粒径测试结果失去质控意义。d) 制剂稳定性相关的表征。颗粒制剂的稳定性与颗粒的尺寸、表面电位、空间位阻、介质体系等有关。一般来说，颗粒分散粒径越细越不容易沉降，因此颗粒间的相互作用和团聚特性是对制剂稳定性考察的重要一环。当颗粒体系不稳定时，则需要选用颗粒聚集/分散状态粒径测量相适宜的仪器。此外，选用带电位测量的纳米粒度仪可以分析从几个纳米到100um的颗粒的表面Zeta电位，是评估颗粒体系的稳定性及优化制剂配方、pH值等工艺条件的有力工具。颗粒的分散状态e) 颗粒的综合表征。颗粒的理化性质与多种因素有关，任何表征方法都是对颗粒的某一方面的特性进行的测试分析，要准确且更系统地把控颗粒产品的应用质量，可以将多种分析方法的结果进行综合分析，也可以辅助解答某一方法在测试中出现的一些不确定疑问。例如结合图像仪了解激光粒度仪测试时样品分散是否充分，结合粒径、电位、第二维利系数等的分析综合判断蛋白制剂不稳定的可能原因等。

超精密高速激光干涉位移测量技术与仪器 杨宏兴 1，2，付海金 1，2，胡鹏程 1，2*，杨睿韬 1，2，邢旭 1，2，于亮 1，2，常笛 1，2，谭久彬 1，2 1 哈尔滨工业大学超精密光电仪器工程研究所，黑龙江 哈尔滨 150080； 2 哈尔滨工业大学超精密仪器技术及智能化工业和信息化部重点实验室，黑龙江 哈尔滨 150080 摘要 针对微电子光刻机等高端装备中提出的超精密、高速位移测量需求，哈尔滨工业大学深入探索了传统的共 光路外差激光干涉测量方法和新一代的非共光路外差激光干涉测量方法，并在高精度激光稳频、光学非线性误差 精准抑制、高速高分辨力干涉信号处理等多项关键技术方面取得持续突破，研制了系列超精密高速激光干涉仪，激 光真空波长相对准确度最高达 9. 6×10-10，位移分辨力为 0. 077 nm，光学非线性误差最低为 13 pm，最大测量速度 为 5. 37 m/s。目前该系列仪器已成功应用于我国 350 nm 至 28 nm 多个工艺节点的光刻机样机集成研制和性能测 试领域，为我国光刻机等高端装备发展提供了关键技术支撑和重要测量手段。 关键词 光学设计与制造；激光干涉；超精密高速位移测量引 言 激光干涉位移测量（DMLI）技术是一种以激光 波长为标尺，通过干涉光斑的频率、相位变化来感知位移信息的测量技术。因具有非接触、高精度、高动 态、测量结果可直接溯源等特点，DMLI 技术和仪器被广泛应用于材料几何特性表征、精密传感器标定、 精密运动测试与高端装备集成等场合。特别是在微电子光刻机等高端装备中嵌入的超精密高速激光干涉仪，已成为支撑装备达成极限工作精度和工作效率的前提条件和重要保障。以目前的主流光刻机为例，其内部通常集成有 6 轴至 22 轴以上的超精密高速激光干涉仪，来实时测量高速运动的掩模工件台、 硅片工件台的 6 自由度位置和姿态信息。根据光刻机套刻精度、产率等不同特性要求，目前对激光干涉的位移测量精度需求从数十纳米至数纳米，并将进一步突破至原子尺度即亚纳米量级；而位移测量速度需求，则从数百毫米每秒到数米每秒。 对 DMLI 技术和仪器而言，影响其测量精度和测量速度提升的主要瓶颈包括激光干涉测量的方法原理、干涉光源/干涉镜组/干涉信号处理卡等仪器关键单元特性以及实际测量环境的稳定性。围绕光刻机等高端装备提出的超精密高速测量需求，以美国 Keysight 公司（原 Agilent 公司）和 Zygo 公司为代表的国际激光干涉仪企业和研发机构，长期在高精度激光稳频、高精度多轴干涉镜组、高速高分辨力干涉信号处理等方面持续攻关并取得不断突破， 已可满足当前主流光刻机的位移测量需求。然而， 一方面，上述超精密高速激光干涉测量技术和仪器 已被列入有关国家的出口管制清单，不能广泛地支撑我国当前的光刻机研发生产需求；另一方面，上述技术和仪器并不能完全满足国内外下一代光刻机研 发所提出的更精准、更高速的位移测量需求。 针对我国光刻机等高端装备研发的迫切需求， 哈尔滨工业大学先后探索了传统的共光路双频激光干涉测量方法和新一代的非共光路双频激光干涉测量方法，并在高精度激光稳频、光学非线性误差精 准抑制、高速高分辨力干涉信号处理等关键技术方 面取得持续突破，研制了系列超精密高速激光干涉 仪，可在数米每秒的高测速下实现亚纳米级的高分辨力高精度位移测量，已成功应用于我国 350 nm 至 28 nm 多个工艺节点的光刻机样机集成研制和性能测试领域。该技术和仪器不仅直接为我国当前微电子光刻机研发生产提供了关键技术支撑和核心 测量手段，而且还可为我国 7 nm 及以下节点光刻机研发提供重要的共性技术储备。高精度干涉镜组设计与研制 高精度干涉镜组的 3 个核心指标包括光学非线性、热稳定性和光轴平行性，本课题组围绕这 3 个核心指标（特别是光学非线性）设计并研制了前后两代镜组。 共光路多轴干涉镜组共光路多轴干涉镜组由双频激光共轴输入，具备抗环境干扰能力强的优点，是空间约束前提下用于被测目标位置/姿态同步精准测量不可或缺的技术途径，并且是光刻机定位系统精度的保证。该类干涉镜组设计难点在于，通过复杂光路中测量臂和参考臂的光路平衡设计保证干涉镜组的热稳定性，并通过无偏分光技术和自主设计的光束平行性测量系统，保证偏振正交的双频激光在入射分光及多次反射/折射后的高度平行性［19- 20］。目前本课题组研制的 5 轴干涉镜组（图 11） 可实现热稳定性小于 10 nm/K、光学非线性误差小于 1 nm 以及任意两束光的平行性小于 8″，与国 际主流商品安捷伦 Agilent、Zygo 两束光的平行性 5″~10″相当。 图 11. 自主研制的共光路多轴干涉镜组。（a）典型镜组的3D设计图；（b）实物图非共光路干涉镜组 非共光路干涉镜组在传统共光路镜组的基础上， 通过双频激光非共轴传输避免了双频激光的频率混叠，优化了纳米量级的光学非线性误差。2014 年，本课题组提出了一种非共光路干涉镜组结构［2，21］，具体结构如图 12 所示，测试可得该干涉镜组的光学非 线性误差为 33 pm。并进一步发现基于多阶多普勒 虚反射的光学非线性误差源，建立了基于虚反射光迹精准规划的干涉镜组光学非线性优化算法，改进并设计了光学非线性误差小于 13 pm 的非共光路干涉镜组［2-3］，并通过双层干涉光路结构对称设计保证热稳定性小于 2 nm/K［22- 25］。同时，本课题组也采用多光纤高精度平行分光，突破了共光路多轴干涉镜组棱镜组逐级多轴平行分光，致使光轴之间的平行度误差 逐级累加的固有问题，保证多光纤准直器输出光任意 两个光束之间的平行度均小于 5″。 图 12. 自主设计的非共光路多轴干涉镜组。（a）典型镜组的3D设计图；（b）实物图基于上述高精度激光稳频、光学非线性误差精准抑制、高速高分辨力干涉信号处理等多项关键技 术，本课题组研制了系列超精密高速激光干涉仪 （图 17），其激光真空波长准确度最高达 9. 6×10-10 （k=3），位移分辨力为 0. 077 nm，最低光学非线性误差为 13 pm，最大测量速度为 5. 37 m/s（表 2）。并成功应用于上海微电子装备（集团）股份有限公司 （SMEE）、中国计量科学研究院（NIM）、德国联邦物理技术研究院（PTB）等十余家单位 ，在国产光刻机、国家级计量基准装置等高端装备的研制中发挥了关键作用。 图 17. 自主研制的系列超精密高速激光干涉仪实物图。（a）20轴以上超精密高速激光干涉仪；（b）单轴亚纳米级激光干涉仪；（c）三轴亚纳米级激光干涉仪超精密激光干涉仪在精密工程中的实际测量， 不仅考验仪器的研制水平，更考验仪器的应用水 平，如复杂系统中的多轴同步测量，亚纳米乃至皮 米量级新误差源的发现与处理，高水平的温控与隔 振环境等。下面主要介绍超精密激光干涉仪的几 个典型应用。 国产光刻机研制：多轴高速超精密激光干涉仪 在国产光刻机研制方面，多轴高速超精密激光 干涉仪是嵌入光刻机并决定其光刻精度的核心单元之一。但是，一方面欧美国家在瓦森纳协定中明确规定了该类干涉仪产品对我国严格禁运；另一方面该类仪器技术复杂、难度极大，我国一直未能完整掌握，这严重制约了国产光刻机的研制和生产。 为此，本课题组研制了系列超精密高速激光干涉测量系统，已成功应用于我国 350 nm 至 28 nm 多个工艺节点的光刻机样机集成研制和性能测试领域，典型应用如图 18 所示，其各项关键指标均满足国产先进光刻机研发需求，打破了国外相关产品对我国 的禁运封锁，在国产光刻机研制中发挥了重要作用。在所应用的光刻机中，干涉仪的测量轴数可达 22 轴以上，最大测量速度可达 5. 37 m/s，激光真空 波 长/频 率 准 确 度 最 高 可 达 9. 6×10−10（k=3），位 移 分 辨 力 可 达 0. 077 nm，光 学 非 线 性 误 差 最 低 为 13 pm。 配 合 超 稳 定 的 恒 温 气 浴（3~5 mK@ 10 min）和隔振环境，可以对光刻机中双工件台的多维运动进行线位移、角位移同步测量与解耦，以满足掩模工件台、硅片工件台和投影物镜之间日益复杂的相对位置/姿态测量需求，进而保证光刻机整体套刻精度。图 18. 超精密高速激光干涉测量系统在光刻机中的应用原理及现场照片国家级计量基准装置研制：亚纳米精度激光干涉仪 在国家级计量基准装置研制方面，如何利用基本物理常数对质量单位千克进行重新定义，被国际知名学术期刊《Nature》评为近年来世界六大科学难题之一。在中国计量科学研究院张钟华院士提出的“能量天平”方案中，关键点之一便是利用超精密激光干涉仪实现高准确度的长度测量，其要求绝对测量精度达到 1 nm 以内。为此，本课题组研制了国内首套亚纳米激光干涉仪，并成功应用于我国首套量子化质量基准装置（图 19），在量子化质量基准中 国方案的实施中起到了关键作用，并推动我国成为首批成功参加千克复现国际比对的六个国家之一［30- 32］。为达到亚纳米级测量精度，除了精密的隔振与温控环境以外，该激光干涉仪必须在真空环境 下进行测量以排除空气折射率对激光波长的影响， 其测量不确定度可达 0. 54 nm @100 mm。此外，为了实现对被测对象的姿态监测，该干涉仪的测量轴 数达到了 9 轴。图 19. 国家量子化质量基准及其中集成的亚纳米激光干涉仪 结论 近年来，随着高端装备制造、精密计量和大科学装置等精密工程领域技术的迅猛发展，光刻机等高端制造装备、能量天平等量子化计量基准装置、 空间引力波探测等重大科学工程对激光干涉测量技术提出了从纳米到亚纳米甚至皮米量级精度的 重大挑战。对此，本课题组在超精密激光干涉测量方法、关键技术和仪器工程方面取得了系列突破性进展，下一步的研究重点主要包括以下 3 个方面： 1）围绕下一代极紫外光刻机的超精密高速激光干涉仪的研制与应用。在下一代极紫外光刻机中，其移动工件台运动范围、运动精度和运动速度将进一步提升，将要求在大量程、6 自由度复杂耦合、高速运动条件下实现 0. 1 nm 及以下的位移测量精度，对激光干涉仪的研发提出严峻挑战；极紫外光刻机采用真空工作环境，可减小空气气流波动和空气折射率引入的测量误差，同时也使整个测量系统结构针对空气- 真空适应性设计的复杂性大幅度增加。2）皮米激光干涉仪的研制与国际比对。2021年， 国家自然科学基金委员会（NSFC）联合德国科学基 金会（DFG）共同批准了中德合作项目“皮米级多轴 超精密激光测量方法、关键技术与比对测试”（2021 至 2023 年）。该项目由本课题组与德国联邦物理技术研究院（PTB）合作完成，预计将分别研制下一代皮米级精度激光干涉仪，并进行国际范围内的直接 比对。3）空间引力波探测。继 2017 年美国 LIGO 地面引力波探测获诺贝尔物理学奖后，各国纷纷开展了空间引力波探测计划，这些引力波探测器实质上就是巨型的超精密激光干涉仪。其中，中国的空间引力波探测计划，将借助激光干涉仪在数百万公里距离尺度上，实现皮米精度的超精密测量，本课题组在引力波国家重点研发技术项目的支持下，将陆 续开展卫星- 卫星之间和卫星- 平台质量块之间皮米级激光干涉仪的设计和研究，特别是皮米级非线性实现和皮米干涉仪测试比对的工作，预期可对空间引力波探测起到积极的支撑作用。本课题组在超精密激光干涉测量技术与仪器领域有超过 20 年的研究基础，建成了一支能够完全自主开发全部激光干涉仪核心部件、拥有完整自主知识产权的研究团队，并且在研究过程中得到了 12 项国家自然科学基金、2 项国家科技重大专项、2 项 国家重点研发计划等项目的支持，建成了超精密激光测量仪器技术研发平台和产业化平台，开发了系列超精密激光干涉测量仪，在国产先进光刻机研发、我国量子化质量基准装置等场合成功应用，推动了我国微电子光刻机等高端装备领域的发展，并将通过进一步研发，为我国下一代极紫外光刻机研 发、空间引力波探测、皮米激光干涉仪国际比对提供支撑。全文详见：超精密高速激光干涉位移测量技术与仪器.pdf

前言：我国作为一个人口众多的发展中国家，在很多技术、行业领域都长期处于缺少自己的知识产权、缺少自己的核心技术、缺少自己的核心竞争力的被动境地。我们实施的许多科学技术研究定位于瞄准、跟踪或赶超国际前沿，已取得了丰硕的成果，极大促进了我国高技术的全面发展，使我国在国际高技术舞台占有一席之地。而“创建国际前沿”，使科学技术走在国际科学研究最前沿，则更有利于推动我国相关研究领域的发展,推进产业优化升级。　　日前，仪器信息网编辑走访了中科院物理所许祖彦院士，“创建国际前沿”这句令全体中国科研工作者为之振奋的话，正是我国这位著名激光技术专家许院士与我们讨论最多的，许院士和他的同事们在国际激光研究领域，也确实身体力行地不断为“创建国际前沿”而奋斗。　　全固态深紫外激光器研制的成功，不仅使得我国激光科技研究突破了200nm以短的深紫外壁垒，实现了实用化、精密化，还极大推进了我国科研人员在激光科技研究领域继续深入，促进了我国前沿科学、光电子产业发展，为这一技术研究领域在国际上持续保持优势地位奠定了坚实的基础。　　全固态深紫外激光器核心技术之一的KBBF晶体棱镜耦合装置是我国具有自主知识产权的核心技术，为我国独有并暂时不对外国出售，以保护我们国家先进科研装备的研制，这是我国在高技术领域第一次对发达国家说“不”。　　世界首台大色域140英寸大屏幕激光显示样机研制的成功，标志着我国在国际激光彩色显示技术开发的先进行列，以及我国在激光显示研究领域取得国际领先关键技术优势。我国著名激光技术专家、中科院物理研究所许祖彦院士我国科学仪器现状与发展任务　　谈到仪器，许院士表示：“科学仪器能提升国民经济水平、科学水平、技术水平和促进国防建设的发展，有人曾经统计过，诺贝尔物理、化学奖的获得者1/3与科学仪器发明有关，而发明的科学仪器反过来又促进了科学技术的进一步发展。”　　讲到我国仪器现状，许院士无奈地说：“现在我国使用的大型科学仪器，包括激光仪器在内，“八五”的时候，只有9.98%是国产的，到“十五”的时候，不到15%，也就是说，现在我国的大型科学仪器85%还是依赖从国外进口。这样事情就非常严重了，从进行科技前沿方面的研究来说，外国的先进科学仪器，先他们自己用，待他们把‘第一桶金’都淘完了，再把仪器高价卖给我们，回收成本 另一方面，涉及到高、精、尖的仪器，国外往往对我国禁运。”　　“从‘八五’到‘十五’近10年间才增长5%左右，增长速度好像有点缓慢?”笔者吃惊地表示。“从‘八五’到‘十五’近10年间才增长5%左右，增长速度的确有点缓慢，其实我们有很多科研技术不一定比国外落后，也做了很多科学研究，发表了很多文章，就是做不成仪器，这与我国的工业化水平有关。现在我们国家正在提倡‘两化融合’，即信息化与工业化结合，将信息产业部与工业部连在一起，这将会很好的促进我国科学仪器的发展。而激光很大程度应用在信息仪器上，应用在分析仪器上也比较多，所以我比较关心国家的‘两化融合’。希望此项举措能推进国家科学仪器的发展，让我们国家的国产大型科学仪器不到15%的比例能够尽快增加。”　　针对目前我国国产仪器现状，许院士进一步道出了心中所想，并提出了当前我国科学仪器产业发展的重大任务：“要想将国产仪器做强，首先要提高仪器质量，将15%的比例提高上去，增进我国仪器的国产化，进一步在世界范围内实现仪器创新，在世界上有中国自己的品牌，所以说中国国产仪器的发展也是任重而道远。作为一个研究仪器人的心理话，希望中国仪器产业能有具体目标和历史使命感，也希望仪器信息网也能起到积极的推动促进作用。”激光技术在仪器方面的应用　　激光技术属战略支撑技术，在仪器创新上有广泛应用　　“我国的激光技术起步比国外稍晚一些，60年开始起步，但现在差距比较大，这跟当初的国际关系背景、国民经济水平、人才素质背景有关。改革开放后，各方面都有所改观。03-04年国家中长期科技发展战略研究中，将激光技术定义为战略支撑技术，即激光是国家的高新技术产业、科技前沿和国防建设的战略支撑技术。在后来的国家纲要中，进一步将激光定位为国家八大前沿技术之一。”谈到激光技术，许院士首先向笔者介绍了我国激光技术的发展背景及目前现状。　　“什么是‘支撑技术’?”笔者问到。　　“所谓支撑技术，是指技术本身不一定值很多钱，但它支撑着这个产业产生很大的社会经济效益。”讲到这里，许院士形象的举例道，“支撑技术就像盖大楼时刚开始建的支柱，看似简单，没有太大的用处，但一旦把它移开，整栋大楼也就不存在了 DVD里面的半导体激光器很简单、很便宜，但不代表不重要，如果将其去除，那么DVD连概念都产生不了。”　　“那激光技术的发展方向呢?”笔者进一步问到。　　“其主要发展方向为：半导体激光、全固态激光、自由电子激光和光纤激光。”许院士笑着说道，“我从毕业到现在干了近40年，一直是课题组组长，近20年主要是做全固态激光，主要应用在三个方面，包括产业工艺、科技前沿和军工。”　　谈到全固态激光在仪器上的应用，许院士表示：“全固态激光技术在仪器方面也有很多用途。由于激光本身是一个定向光源，方向性好，单色性好，亮度高，首先在通讯仪器方面，其可以用来做信息载体，如在光纤通讯等方面，具有很宽的带宽，传输性非常好 第二，作为计量仪器，如激光刚发明的时候，就用来探测月球到地球的距离，现在发展到用飞秒频率梳作为长度和时间的标准，是一种很前沿、很重要的仪器技术 第三，在分析仪器上，用途也很广泛，如用在激光谱仪、能谱仪上 第四，主要是借助激光的定向性好、光能量密度大、能量高等特性，作为加工的仪器，如用来金属打孔、焊接等。”　　KBBF晶体和它的棱镜耦合装置研究成功，使全固态深紫外激光器得以精密化和实用化　　“当前，国家建设要提倡做强、做大，国产仪器也要做强、做大，国家财政部、产业部、科技部、基金委对此一直很重视，深紫外激光仪器就是由此研究开发出来的。”终于，这个令笔者十分感兴趣的话题，也是本次采访的核心话题终于出现了。为了不打断许院士的思路，笔者决定采取静静聆听的方式，让许院士将这个话题阐述完毕。　　为了让笔者有所了解深紫外激光仪器，许院士先给笔者“科普”了一下：“深紫外波段光指波长在150～200nm左右的那一段光。从光的受激发射来讲，其泵浦速率与波长倒数的3次方成比例，波长越短，要求泵浦速率就越高，深紫外激光波长很短，直接用受激发射产生技术就非常困难。”　　“科普”完毕，许院士继续讲到：“我们要研制的大型科学仪器，应既要实用化，又要精密化。现在的设备产生的深紫外激光，距离实用化和精密化比较远，因而深紫外波段的激光仪器，长期以来在世界上一直发展不起来。当前既实用化又精密化的激光器当数全固态激光器。”　　“用固态激光直接产生深紫外波段激光，最好的办法就是利用非线性谐波技术，将激光一次次的倍频，这就要依靠非线性光学晶体，而中科院陈创天院士和他的研究群体研制的非线性光学晶体是世界上公认做得最好的。之所以说是世界上公认做得最好的，是因为目前国际上通用的四种非线性光学晶体中，中国四占其三。(目前世界上能够工业化使用的非线性晶体只有四种：从近红外到可见光使用的KDP晶体——由美国杜邦公司发明 从可见、紫外到深紫外3个波段使用的BBO、LBO、KBBF晶体——都是由中科院陈创天他们发明的。)　　外国专家曾预言，200nm波长激光是一个发展壁垒，突破200nm波长这个瓶颈可能要靠中国专家来完成。早在九十年代，陈创天院士课题组就找到了KBBF晶体，用来做倍频，将激光波长缩短至186nm，突破了200nm波长的限制，但是由于其比较笨重，还不能达到实用化。　　由于KBBF晶体层状特性很严重，长不厚，要做到深紫外倍频需要切割，但其又不易切割。直到2002-2003年的时候，陈创天院士课题组与我的课题组共同发明了KBBF晶体的棱镜耦合装置，在国际上首次实现了1064nm激光的6倍频输出，将全固态激光波长缩短至177.3nm，首次将深紫外激光技术实用化、精密化，并申请到了中国、日本、美国的专利。就目前情况而言，中科院的专利已垄断了深紫外全固态激光研究的全部领域。”　　相对于同步辐射而言，在体积方面，配有KBBF晶体棱镜耦合装置的全固态激光器体积变得很小 在能量分辨率方面，比同步辐射提高5-10倍以上 在光子流密度方面，提高了3-5个量级 同步辐射在纳秒、皮秒条件下工作，而KBBF晶体的深紫外全固态激光器在纳秒、皮秒、飞秒条件下都能工作 同步辐射只能探测到1-2nm，而全固态激光器能探测到10个nm的深度。　　真空紫外激光角分辨光电子能谱仪成功问世，令世界瞩目　　许院士继续说道：“光电子能谱仪是当今研究凝聚态物质电子行为的先进仪器，目前都使用同步辐射光源，如改用深紫外激光源，其性能将获得全面的突破。1.773nm深紫外全固态激光研制成功后，日本东京大学提出用于光电子能谱仪(积分式)。2004年周兴江博士回国研制深紫外激光高能量分辨、角分辨光电子能谱仪，在中科院创新工程计划支持下，研制计划顺利进行，06年获得成功，并应用于高温超导材料研究，这立即引起国际科仪界的强烈关注，许多国际著名实验室慕名前来，要求购买深紫外全固态激光相关技术。中科院和上级领导部门经慎重考虑，认为这一自主创新的原创性“敏感技术”首先应服务于国内前沿科学研究，推动我国创建学科研究国际前沿。周兴江研究员向许祖彦院士和仪器信息网采访人员介绍仪器及取得的成果真空紫外激光角分辨光电子能谱仪　　7台深紫外激光器应用在物理、化学、材料科学领域，开发7台国际首创的大型科学仪器　　现在，中国科学院、基金委、科技部、财政部对此都很重视，许院士在报告中也曾指出：这个研究在中国是完整的研发链：KBBF晶体材料是中国人把它长出来的，外国人没有 激光器是中国人的，外国人没有 用这个激光器研制的角分辨能谱仪也是中国人的，外国人也没有 再往下进一步研究，将由中科仪公司将这种仪器商品化，推向国内、外市场 仪器商品化之后，搞前沿科学研究的人就可以利用这种仪器进行发现新现象、阐明新理论、找到新方法等方面的研究。　　深紫外全固态激光器出来后，许院士给中国科学院大连化学物理研究所做紫外拉曼光谱研究的李灿院士打了一个电话，李灿院士听到这个消息后，很受振奋，立即要求尽快提供一台深紫外激光器。根据李灿院士的要求，我们正量身制作一台全新的深紫外激光器，对此，李灿院士表示：“这种深紫外拉曼光谱仪将属于新一代的谱仪”。　　现在我们正在加紧研制5类7台深紫外全固态激光器，提供给物理、化学和材料学家，帮助他们研制7台新的应用深紫外全固态激光器的国际首创的大型科学仪器，例如周兴江博士研发深紫外激光同时具有自旋分辨和角分辨的光电子能谱仪、光子能量可调谐深紫外激光光电子能谱仪用来将电子参数测全，包括电子能量、动量、自旋等。　　李灿院士研发深紫外激光拉曼光谱仪，当初新型拉曼光谱仪将光谱波长检测范围最低限从205nm降低到193nm时，拉曼光谱就大大的增加了，如今采用深紫外全固态激光器再将检测范围最低限降至177.3nm，可想而知，拉曼光谱会增加多少……　　包信和研究员研发深紫外激光光发射电子显微镜。目前，国际上最先进的光发射电子显微镜，其精确度最高能达到20nm的水平，而采用全固态激光器后，其精确度将能提高到5nm。　　王占国院士研发深紫外光致发光光谱仪，用于超宽带隙半导体材料方面的研究。它将使这类新材料的基础参数检测成为可能。　　佟振合院士研发深紫外光化学反应仪，现在有3000万个有机化合物，90%的吸收光谱在深紫外区，而现有的技术只能采用双光子效应来检测，效率非常低，采用深紫外激光器后，就可以用单光子激发的方式检测，探测到很多的化合物以及观察到化合物更深层次的反应。　　王恩哥院士等研发深紫外激光原位时间分辨隧道电子谱仪，用于表面物理方面的研究，将使10nm左右小量子系统方面的研究成为可能。　　这仅仅是深紫外波段仪器应用的第一期，主要应用在物理、化学、材料方面，已不再是瞄准、跟踪或追赶国际前沿，而是在创建国际前沿 第二期将应用在信息、资环、生命等领域，这将为各大学科提供全新研究手段，对科研活动起到革命性的推动作用。激光全色显示样机研究成功　　有人问许院士：“您近些年都做了些什么?”　　许院士幽默地回答道：“近10年做了3件比较大的事情，第一件就是深紫外激光器，‘坐了10多年的冷板凳’，但有它自己的好处，没人和你竞争，能够踏踏实实的自己搞研究 第二件事情，在高功率、高光束质量和变频全固态激光产生和应用方面 第三件事情，就是激光显示，从八五开始到现在。”　　信息链包括信息的获取、处理、存储、传输、显示几大步骤，显示作为信息链的最终环节。许院士认为：显示技术目前走过了黑白显示、彩色显示、数码显示三个过程，但在这三个过程中普遍存在的、至今仍未解决的问题就是：色域覆盖率低。如果以人眼可识别自然界的色彩范围为100%，现在显示器的色域覆盖率只在33%左右，采用激光显示器，其理论色域覆盖率可达到90%以上。激光显示也被许院士称为显示技术发展的第四个过程或平面显示的终端过程。　　十五期间，许院士和中科院五个研究所的科学家们合作已用激光全色显示技术做出了一台原理样机，色域覆盖率达到了73%，这个覆盖率为当今世界上最大的。样机做出来以后请显示专家及一般群众来观看鉴定，这给鉴定者带来了意想不到的视觉享受与冲击，得到了大家一致的赞许与认可。　　当前，激光全色显示技术发展遇到最大的问题就是如何将此项技术推向产业化。“一台200多英寸的样机，其成本就100多万，这是中国许多用户所承担不起的，这是将激光显示技术推向产业化遇到的问题之一 一旦激光显示技术推向产业化，电视台传输带宽、标准等方面也需要重新制定。如果将上述问题全部解决，从而将激光显示技术彻底推向产业化，需要巨大的投资，仅靠现在的几千万政府科研经费投入是远远不够的，这也是制约将此项技术推向产业化的关键所在。”许院士感慨地说道，“数十上百亿元人民币的费用，对国家、对企业来说都是一笔不小的投入，但对于此项技术每年上千亿美元的市场而言，这些投入带来的效益回报也是巨大的!”　　至此，笔者希望中国本土企业能够联合起来，对我们国家自主创新的技术予以积极的支持，开创我国显示技术领跑世界的新局面。否则，中国显示行业企业又将形成在标准上受制于人、在市场上为外国人打工的尴尬局面。打造中国企业的国际竞争力，又将成为一代人的一个壮志未酬的遗憾。许祖彦院士与仪器信息网采访人员合影　　编者后记：　　采访结束后，笔者一行又在许院士的带领下参观了周兴江研究组的实验室，亲眼看到了这台令世界瞩目的深紫外激光光电子能谱仪，亲耳听到了周兴江研究员对这台光电子能谱仪如数家珍的介绍。作为炎黄子孙，切身感受到了“创建国际前沿”给我们带来的骄傲。　　回来的路上，笔者的情绪久久不能自已，遂作小诗一首：追梦依稀四十载，白发皓首燕归来。艰苦钻研终不辍，硕果丰存桃李开。　　*许祖彦院士和他的科研团队最近已调到中科院理化技术研究所，继续从事激光物理和技术研究。

研究背景 驱动工程行业中的部件需要测试多种机械特性，例如，需要检查齿轮箱的长期平滑度、同步性、齿隙、扭转刚度、摩擦行为和机械弹性[1,2]。测试实验室通常配备各种测试台，以便于在接近真实世界的条件下分析齿轮，确定并确保其技术特性。 WITTENSTEIN alpha是attocube母公司WITTENSTEN SE的战略业务部门，负责精度需求超高的机电伺服驱动系统的开发和机械生产。WITTENSTEIN在垂直线性运动测试台上使用了attocube的皮米精度激光干涉仪-IDS3010。IDS3010能够提供皮米分辨率，1MHz的数据输出，可有效帮助测试齿轮齿条传动系统中行星齿轮箱机械参数的长期稳定性。 实验装置 试验台包含沿垂直轴移动的400 kg负载质量。该负载与齿轮齿条系统相连，齿轮齿条系统由WITTENSTEIN alpha齿轮箱和伺服电机驱动组成。传统的玻璃标尺在精度、灵活性和检测高频振动方面十分受限，无法收集该测试台所需的所有数据。为了更好地了解变速箱的性能，需要精度更高且易于集成到现有装置中的设备。皮米精度激光干涉仪-IDS3010具有皮米级精度、紧凑的传感器头和模块化设计、通过光纤传输激光等特性，工程师将其集成到装置中并实现了快速安装和快速对齐。在开始整合两小时内，使用IDS3010在整个0.747米的工作范围内完成了测量。图1显示了测试台，包括安装在400 kg重量上的角锥棱镜和M12/C7.6准直传感器头，同时以1 MHz带宽从IDS3010读取模拟Sin/Cos数据。 Figure 1: Test bench for mechanical load tests of a gearbox 测试结果分析 图2显示了工作范围内几个周期的位移数据。如下图（a）所示，循环结果接近正弦曲线；图（b）是运动的转折点放大的曲线数据。高分辨率位移数据为同步和传动误差的齿轮箱行为提供了新证据。探索纳米级细节的能力为频率和运动分析提供了新的机会。通过IDS3010和进一步优化，可以可视化完成行星齿轮箱中单齿的影响。此外，如图（e）所示，两种方法的差异表明，玻璃尺读数提供的测量数据准确性较差。两个信号之间差异的周期性明显，表明不是由于噪声或变化造成的数据误差，而是因为玻璃尺编码器位于远离感兴趣的测量点和玻璃刻度不精确。此外，IDS3010及其光学组件具有更明显的优点，例如紧凑的传感器头和质量可忽略的角锥棱镜。 Figure 2: Displacement data of the weight moved by the gearbox. (a) shows the position of the mass that was measured with the IDS3010. (b) is a 160 000 times magnified segment of a) to show the precision of the interferometric measurement. (c) is the speed measurement of the weight movement obtained from the data of a). (d) is the same measurement as a) but with an optical linear encoder – which looks similar until one looks at the detail of the difference – as seen in plot (e).结论 综上所述，IDS3010提高了测试台的精度和分辨率。基于激光的测量和小型化组件对无限接近感兴趣的点进行测量成为可能，且不会影响整个装置的运动行为。这使得测试和开发工程师能够确定更多无法使用玻璃尺检测到的机械和摩擦现象。此外，IDS3010紧凑的设计、易于安装和快速对准的特性，允许在一个实验室内的多个测试台上灵活应用和集成。由于IDS3010可测量长达5米的工作距离，多达三个的光轴，因此干涉仪也可用于更大的测试台。 References [1] R. Russo, R. Brancati, E. Rocca: “Experimental investigations about the influence of oil lubricant between teeth on the gear rattle phenomenon”, Journal of Sound and Vibration, Volume 321, Issues 3-5, 2009, Pages 647-661.[2] Y. Chen, A. Ishibashi: “Investigation of the Noise and Vibration of Planetary Gear Drives”, GEAR TECHNOLOGY, Jan/Feb 2006.相关产品1、皮米精度激光干涉仪-IDS3010

一、项目基本情况 项目编号：[350300]YDCG[GK]2022004 项目名称：莆田学院基础医学院激光共聚焦显微镜采购项目货物类采购项目 采购方式：公开招标 预算金额：3000000元 包1： 采购包预算金额：3000000元 采购包最高限价：2900000元 投标保证金：30000元 采购需求：（包括但不限于标的的名称、数量、简要技术需求或服务要求等）品目号品目编码及品目名称采购标的数量（单位）允许进口简要需求或要求品目预算（元）中小企业划分标准所属行业1-1A02100309-激光仪器激光共聚焦1（台）是1激光器部分1.1激光器：采用单模保偏光纤，能量动态范围 ≥10000:1；－ 固态激光器405nm：额定功率≥15mW，出光纤口功率≥5mW； － 固态激光器488nm：额定功率≥25mW，出光纤口功率≥10mW；－ 固态激光器561nm：额定功率≥25mW，出光纤口功率≥10mW； － 固态激光器640nm：额定功率≥15mW，出光纤口功率≥5mW； 1.2软件可以直接调节所有激光器开关以及强度，并具有实验中未使用自动进入关闭状态（Switch off）功能。 2扫描模块2.1扫描器与显微镜一体化，一体化像差及色差校正。所有扫描器组件都直接耦合，无光纤连接。2.2▲共聚焦针孔采用复消色差校正，适合短波长（如 405 nm）激光成像，自动对齐；调节范围0.0到＞10AU（Airy Unit）。 2.3检测器数量：荧光检测器≥3个，透射光检测器1个， 2.4荧光检测器类型： 荧光检测器全部为光谱型检测器，检测范围调节精度≤1nm；高灵敏度GaAsP检测器≥1个，QE≥45%。2.5★ 主分光镜：采用10°小角度入射技术，提供更高的激光压制效率，OD值≥6。2.6★利用可变次级二色分光镜（VSD）灵活地向所选通道内进行光谱分光，分光精度≤1.5nm。2.7▲采用X、Y独立的检流计（Galvo）双扫描镜，具有超快线扫及帧飞回技术。2.8扫描头绝对线性扫描运动，回转时间短，＞85%的帧时间（frame time）有效地用于图像采样。2.9★可以进行360°任意旋转实时扫描成像。2.10▲扫描光学变倍：最小变倍扫描系数≤ 0.45x，且变倍连续可调，调节精度0.1x。2.11最大扫描分辨率≥6000 x 6000。2.12在非共振扫描模式下，逐行扫描可同时满足以下扫描速度指标：≥8幅/秒（512x512像素）、≥60幅/秒（512x64像素）、≥220幅/秒（512x16像素）。 2.13一次实验中单次扫描可以实现三个荧光检测通道同时成像，如果一次实验设置分次扫描，分次扫描次数≥10。 2.14光谱扫描（Lambda成像）：两个检测器平行扫描完成光谱成像，扫描过程无荧光信号损失；光谱分辨率≤1.5nm；可根据结果做线性光谱拆分，去除自发荧光及荧光串扰。2.15扫描成像视场数≥20mm。2.16一个可用于明场和DIC的透射光检测通道。2.17具有实时电子组件(real-time electronics)：控制显微镜、激光器、扫描模块和其他附件；通过实时电路进行数据采集和同步管理：过量采样读取逻辑电路，用以获得最佳灵敏度；数据在实时电路与用户计算机之间通过LVDS进行交换，在采集图像的同时可进行数据在线分析。3超高分辨率部分3.1★超高分辨率检测器：采用由不少于30个GaAsP（磷酸砷化镓）-PMT组成的高灵敏度面阵列探测器， 而非常规的GaAsP或HyD系列探测器。3.2▲在确保荧光收集效率的情况下（针孔≥2.5AU），超高分辨成像可同时实现如下效果：分辨率XY方向上≤125nm，Z方向≤360nm；同时相较传统共聚焦提升4-8x灵敏度或信噪比。3.3在确保荧光收集效率的情况下（针孔≥2.5AU），超高分辨率成像速度：不低于4幅/秒（512x512像素，16位）。 3.4超高分辨率多通道成像：可以灵活选择荧光收集波段，调节精度1nm。3.5超高分辨率成像可使用激光器波段：405nm， 488nm， 561nm 和640nm。3.6荧光样品制备：无需选择特定的荧光标记物，常规的激光共聚焦样品都可以进行超高分辨率成像。3.7超高分辨率成像深度：同一样品具有与共聚焦相同的超高分辨率成像深度。4显微镜主机4.1研究型全自动倒置显微镜，高效率V型光路。4.2★齐焦距离：≤45mm国际标准齐焦距离4.3▲显微镜内置电动调焦驱动马达，最小步进≤15nm。 4.4▲全电动扫描台，扫描台面积≥320mm x 140mm，行程≥130 mm x 100 mm，精度≤ 0.1 μm，最大速度≥50mm/s，具有独立的控制器及操控手柄。4.5显微镜透射光源： LED光源，寿命＞60000小时。4.6荧光附件：复消色差荧光光路，六位电动滤色镜转盘，电动光闸，含UV、B、G激发滤色镜组件和长寿命荧光光源。4.7全套微分干涉部件（DIC），有与不同数值孔径的物镜一一对应的棱镜。4.8多功能长工作距离电动聚光镜，数值孔径≥0.55。4.9目镜一对：10X，视场数≥23。 4.106孔位电动物镜转盘，具有自动识别功能。4.11★物镜：10x干镜，数值孔径≥0.45；20x干镜，数值孔径≥0.8；40x干镜，数值孔径≥0.95 ；63x油镜，数值孔径≥1.4；工作距离≥190 μm4.12通过TFT电子触控屏系统控制显微镜并显示工作状态，TFT触摸屏可以远离显微镜机身实现远程控制。4.13配有专业共聚焦显微镜系统防震装置。 5软件部分及图像工作站5.1智能化光路设置：通过选择样品的染料标记，提供3种光路配置模式，一键自动设置所有的光路。5.2REUSE功能。再次调用存储在每张图像里的所有的拍照参数来重现实验及进行精确对比。5.3多维获取图像：Z轴序列扫描、时间序列扫描、多点扫描等。5.4▲三维图像处理：3D和4D图像渲染，有四种渲染方式（阴影、表面、透明及最大强度投影）并可进行不同渲染方式的结合（如透明结合表面渲染）；可实现三维空间的距离和角度测量；自定义式的3D和4D视频制作与导出。5.5▲交互式漂白，在进行图像采集的同时（包括连续扫描和时间序列实验），通过鼠标点击对任意区域进行漂白。适用于主动光活化实验、光转化实验或者快速光漂白实验等。5.6Z轴深度补偿功能，自动补偿由于样品深度增加造成的信号衰减。5.7具有图形化的感兴趣区域荧光强度平均值分析，实时或在扫描完成后显示和计算离子浓度。5.8裁剪功能，灵活地选择扫描区域。5.9光谱扫描及拆分功能，可以去除自发荧光，及荧光串扰。5.10图像分析功能：具备直方图分析和任意线的序列测量，长度、角度、面积、强度等的测量；定量的共定位分析；可根据要求编辑测量程序，对自定义的类和子类进行图像分割、计数和面积、强度等的测量，并将结果以表格、列表和散点图/直方图形式显示；可进行批量图像分析。5.11图像与视频导入/导出：适用于所有常见的文件格式（如：JPEG, BMP, TIFF, BigTIFF, PNG, WDP, SUR, AVI, WMF, MOV, OME-TIF, ZVI）。5.12反卷积功能：提供3种反卷积方式用于图像处理，提高图像的信噪比、对比度和分辨率。5.13图像工作站一套：经共聚焦厂家验证其匹配性。5.14 硬件配置不低于以下要求： Intel？ Xeon Gold 4核处理器，主频≥3.6 GHz； ＞512 G SSD高速硬盘以及2个4TB SATA 7200 rpm硬盘，≧64GB内存，DVD刻录机，30英寸液晶显示器，分辨率不低于2560 × 1600； Windows 7 Ultimate x64操作系统。6活细胞培养系统6.1可控制温度、CO2浓度以及湿度。6.2细胞培养在独立空间内，培养皿底部可加热，上部也可同时加热；多孔板培养时顶部和底部均可被加热。6.3▲控温系统可同时控制至少4个独立的通道温度设定，温度控制范围：室温至60℃，精度≤0.1℃。6.4▲可进行CO2浓度控制，范围：0至8%，调节精度为≤0.1%，内置精度≤0.1%6.5湿度控制，加湿装置同时也可控温保湿。活细胞培养系统可完全由共聚焦软件一体化控制，并在软件及显微镜显示器上可以直接显示、调节。3000000工业 合同履行期限： 按招标文件要求 本采购包：不接受联合体投标二、申请人的资格要求： 1.满足《中华人民共和国政府采购法》第二十二条规定； 2.本项目的特定资格要求： 包1 (1)明细：招标文件规定的其他资格证明文件（若有） 描述：1、（强制类节能产品证明材料，若有，应在此处填写）； 2、（按照政府采购法实施条例第17条除第“（一）-（四）”款外的其他条款规定填写投标人应提交的材料，如：采购人提出特定条件的证明材料、为落实政府采购政策需满足要求的证明材料（强制类）等，若有，应在此处填写）。 ※1上述材料中若有与“具备履行合同所必需设备和专业技术能力专项证明材料”有关的规定及内容在本表b1项下填写，不在此处填写。 ※2投标人应按照招标文件第七章规定提供。 (2)明细：具备履行合同所必需设备和专业技术能力专项证明材料（若有） 描述：1、招标文件要求投标人提供“具备履行合同所必需的设备和专业技术能力专项证明材料”的，投标人应按照招标文件规定在此项下提供相应证明材料复印件。 2、投标人提供的相应证明材料复印件均应符合：内容完整、清晰、整洁，并由投标人加盖其单位公章。（如项目接受联合体投标，对联合体应提出相关资格要求；如属于特定行业项目,供应商应当具备特定行业法定准入要求。) 三、采购项目需要落实的政府采购政策 进口产品，适用于（合同包1）。节能产品，适用于（合同包1），按照财库〔2019〕19号《关于印发节能产品政府采购品目清单的通知》执行。环境标志产品，适用于（合同包1），按照财库〔2019〕18号《关于印发环境标志产品政府采购品目清单的通知》执行。信息安全产品，适用于（合同包1）。小型、微型企业，适用于（合同包1）。监狱企业，适用于（合同包1）。促进残疾人就业 ，适用于（合同包1）。信用记录，适用于（合同包1），按照下列规定执行：（1）投标人应在（填写招标文件要求的截止时点）前分别通过“信用中国”网站（www.creditchina.gov.cn）、中国政府采购网（www.ccgp.gov.cn）查询并打印相应的信用记录（以下简称：“投标人提供的查询结果”），投标人提供的查询结果应为其通过上述网站获取的信用信息查询结果原始页面的打印件（或截图）。（2）查询结果的审查：①由资格审查小组通过上述网站查询并打印投标人信用记录（以下简称：“资格审查小组的查询结果”）。②投标人提供的查询结果与资格审查小组的查询结果不一致的，以资格审查小组的查询结果为准。③因上述网站原因导致资格审查小组无法查询投标人信用记录的（资格审查小组应将通过上述网站查询投标人信用记录时的原始页面打印后随采购文件一并存档），以投标人提供的查询结果为准。④查询结果存在投标人应被拒绝参与政府采购活动相关信息的，其资格审查不合格。四、获取招标文件 时间：2022-10-18 15:10至2022-11-07 23:59:59（提供期限自本公告发布之日起不得少于5个工作日），每天上午00:00:00至11:59:59，下午12:00:00至23:59:59（北京时间，法定节假日除外) 地点：招标文件随同本项目招标公告一并发布；投标人应先在福建省政府采购网(zfcg.czt.fujian.gov.cn)免费申请账号在福建省政府采购网上公开信息系统按项目下载招标文件(请根据项目所在地，登录对应的(省本级/市级/区县)）福建省政府采购网上公开信息系统操作)，否则投标将被拒绝。 方式：在线获取 售价：免费五、提交投标文件截止时间、开标时间和地点 2022-11-08 08:30（北京时间）（自招标文件开始发出之日起至投标人提交投标文件截止之日止，不得少于20日） 地点：福建省莆田市城厢区莆田市公共资源交易中心三楼开标室六、公告期限 自本公告发布之日起5个工作日。七、其他补充事宜 /八、对本次招标提出询问，请按以下方式联系。 1.采购人信息 名 称：莆田学院 地 址：莆田市城厢区学园路兴安新村36号 联系方式：18450050730 2.采购代理机构信息（如有） 名 称：福建省亿达工程咨询有限公司 地　　址：三明市梅列区徐碧街道乾龙新村16幢8层 联系方式：13950740195 3.项目联系方式 项目联系人：何凤保 电　　 话：13950740195 网址：zfcg.czt.fujian.gov.cn 开户名：福建省亿达工程咨询有限公司 福建省亿达工程咨询有限公司 2022-10-18

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。

4月16日2时16分，长征四号丙运载火箭在太原卫星发射中心升空，将世界首颗具备二氧化碳激光探测能力的卫星——大气环境监测卫星送入预定轨道，发射任务取得圆满成功。星箭均由中国航天科技集团有限公司八院抓总研制。，时长00:30摄影：郑逃逃大气环境监测卫星是《国家民用空间基础设施中长期发展规划（2015-2025年）》中的科研卫星，运行705公里的太阳同步轨道，整星发射重量约2.6吨，装载了大气探测激光雷达、高精度偏振扫描仪、多角度偏振成像仪、紫外高光谱大气成分探测仪及宽幅成像光谱仪等五台遥感仪器，是一颗集CO2激光主动探测、细颗粒物立体探测、气态污染物探测和地表环境探测的多要素综合监测卫星。长征四号丙运载火箭发射升空。吴敬博 摄大气环境监测卫星的成功发射和在轨应用标志着我国在大气遥感领域达到国际领先水平，卫星在轨应用后将实现对生态环境、气象和农业等多领域定量遥感服务能力的跨越式提升，为我国实现减污降碳协同增效、建设美丽中国的目标提供有力支撑。首次搭载大气探测激光雷达大气环境监测卫星在CO2探测手段和精度、细颗粒物主被动探测和偏振交火探测体制上，创造了三个世界第一。二氧化碳探测，激光雷达出奇效。大气环境监测卫星实现国际上首次搭载大气探测激光雷达这一主动探测载荷，实现主动激光CO2高精度、全天时、全球探测，探测精度大幅提升至优于1ppm，达到国际最高水平，为我国实现“碳达峰、碳中和”目标提供最精准的遥感数据支撑。同时，大气探测激光雷达通过对大气进行分层“CT”扫描，国内首次实现全球气溶胶光学厚度、形状和尺寸等垂直分布信息的获取。PM2.5监测，综合手段创新高。大气环境监测卫星国际上首次采用了主被动结合、多手段综合的探测体制，通过装载不同类型、不同原理的载荷，将主动发射激光接收的回波信号和被动接收的太阳光反射信号相结合，综合反演多种遥感数据，实现对近地面细颗粒物（PM2.5等）浓度的高精度监测，为大气污染精准防治提供科学数据支撑。中国航天科技集团八院供图偏振交火，信息融合效率高。大气环境监测卫星国际首次采用融合反演级偏振交火探测技术，获取气溶胶光学厚度、粒子尺度等多种参数，通过空间、辐射和偏振维度的信息融合，大幅提升细颗粒物探测精度，达到国际先进水平。此外，紫外高光谱大气成分探测仪及宽幅成像光谱仪也将大幅提升气态污染物以及地表环境监测能力，紫外谱段高光谱大气观测以及宽幅多光谱观测空间分辨率提升一倍。首次创新应用无控制点激光光轴自标定技术大气环境监测卫星每天可绕地球飞14轨，激光雷达不分白天黑夜全天时工作，可谓是一个兢兢业业的“劳模”。除了敬业之外，它还是一个十足的“强迫症”，时刻不忘摆正自己的姿态，以保证极高的指向测量精度，为此还在国内首次创新应用了无控制点激光光轴自标定技术。 中国航天科技集团八院供图这一“神技”顺利施展的前提是要有一把能够实时提供绝对姿态信息的“标尺”，也就是“司机”的“眼睛”——星敏感器。激光雷达自身发射的光源分束后经星敏感器支架上的棱镜反射，建立起激光雷达与星敏感器的在轨标校系统，这样激光雷达就可以借助星敏感器这双“慧眼”实时明确自己“身在何方”。据中国航天科技集团八院控制所卫星姿轨控分系统副主任设计师孙尚介绍，为提供高精度在轨三轴惯性测量精度，姿轨控分系统采用了高精度多头星敏感器。“好比用‘三只眼睛’同时定位，利用一个‘大脑’融合处理出更高精度的姿态测量数据。”据悉，“十四五”期间我国还将发射高精度温室气体综合探测卫星，与大气环境监测卫星组网观测，进一步提升我国天基碳监测能力和水平，为我国生态文明建设，实现“双碳”目标贡献航天力量。

1. 前言智能设备的功能日益多元化，如人脸识别、测距、AR功能等。其中，相机在追求高分辨的同时，还要求外形小巧、高倍率变焦。传统相机镜头通过与智能设备垂直放置，实现高倍变焦，但变焦倍率越高，所需焦距越长，需要占用一定的纵深空间安装镜头，造成镜头部分较厚。图1 传统镜头示意图现在大多数手机制造商通过搭载潜望镜式镜头，实现了相机的小巧与高倍率变焦。潜望镜式镜头平行于智能设备安装，并通过棱镜改变光路方向，将焦距所需要的厚度转化为与智能设备平行的长度，同时实现了超薄化与高倍率变焦。图2 潜望式镜头的示例因此，测定潜望式镜头中棱镜的反射率至关重要，但棱镜元件尺寸很小，准确测定其反射率需要专业的附件。日立紫外可见近红外分光光度计UH4150可以选配微小棱镜测定附件，并通过专业定制支架测定潜望镜式镜头中的棱镜。2. 应用数据附件：微小棱镜附件，标配两种样品支架，适用于5~6mm立方体和7~20mm立方体；偏振附件图3 微小棱镜附件本次实验使用定制支架测定两种尺寸为5mm的直角棱镜。直角棱镜巧用临界角，可以使光路偏转90度。测定时，采用偏振附件求出S偏振和P偏振的反射率，分别计算出S、P偏振光的平均值。图4 两种棱镜的反射光谱测定结果表明即使是微小棱镜，也可得到低噪音的光谱，从而有效评价样品的光学特性。3. 总结棱镜是常用的光学元件，日立UH4150凭借优异的平行光束性能，通过安装精密的微小棱镜附件，可为小尺寸棱镜的光学评价提供准确的解决方案。

p style="text-indent: 2em text-align: justify "JAI向广大机器视觉用户隆重推出Flex-Eye：一种创新的相机概念，使视觉系统工程师能够自定义基于JAI的Fusion系列2-CMOS或3-CMOS棱镜的多光谱相机中波长的起始范围。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "通过对Flex-Eye进行定制，可以和JAI现有的Fusion系列棱镜相机相结合，便客户能够参与设计多光谱相机。该相机可以查看特定的可见光和近红外光波段，切实地满足用户视觉应用要求。br/ img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://www.jai.com/uploads/images/Partner-Section/Hi-Res-Images-and-Thumbnails/Flex-Eye-Launch-Image.jpg"//pp style="text-indent: 2em text-align: justify "这种新方法可以使视觉检测任务或其他多光谱成像应用程序更加高效，因为通过针对目标波段(面向特定应用程序设计)进行微调后的2-CMOS或3-CMOS棱镜相机，可以更精确地显示所需的成像信息，完美屏蔽不需要的波段。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "如果JAI的Fusion系列中现有标准型号的默认波段组合无法完全满足相机用户的特定需求，通过Flex-Eye的定制服务，便可以解决这一问题。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "由于Flex-Eye概念最初是应用于JAI的Fusion系列多光谱模型的，因此，客户可以配置具有2或3传感器棱镜配置的模型，目前其配置为Sony Pregius™ CMOS传感器中160万像素(IMX273)或320万像素(IMX252)两种。在确定传感器之后，再为相机中的每个传感器定义特定的波段位置和区间。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "根据用户的要求，用户所指定的波段可以都位于可见光谱(405-680nm)内，或者也可以放置在整个可见光和近红外光谱的多个位置上，最高可达1000nm。波段的宽度最短可以是25nm，以5nm的增量进行递增。br//pp style="text-indent: 0em text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/e5c016d8-84d5-4431-aee5-56abc4c1bf9e.jpg" title="1.png" alt="1.png"//pp style="text-align: center "span style="font-size: 14px "上图为定制一个3传感器相机的波长示例，其中指定了一个可见光波段(波段1)和两个NIR波段(波段2和波段3)。 每个波段最短可达25nm宽，以5nm的增量递增。/span/ph3 style="text-align: justify "Flex-Eye目标用户/h3p style="text-indent: 2em text-align: justify "Fusion系列Flex-Eye相机适用于几种不同应用场景下的用户，多光谱成像技术在这些市场目前已经得到了应用，但是新的波段组合可以带来新的功能效果。这些最常见的应用场景可细分为：/pul class=" list-paddingleft-2" style="list-style-type: square "lip style="text-align: justify "荧光引导手术，病理学或其他生命科学应用/p/lilip style="text-align: justify "水果，蔬菜，果仁等食品的分选/检查/p/lilip style="text-align: justify " 农业和植被分析或除草系统/p/lilip style="text-align: justify " 包装检查，尤其是塑料包装物的印刷/p/lilip style="text-align: justify "多层电子线路板检查/p/li/ulp style="text-indent: 2em text-align: justify "img style="max-width: 100% max-height: 100% float: right " src="https://www.jai.com/uploads/images/Products/Flex-Eye-Concept/surgical.png"/例如，越来越多的外科手术系统正在利用注入到血管或周围组织中并由激光激发的荧光化合物来辅助进行。荧光显示通过覆盖在外科医生的可见彩色图像上的区域来对病变处进行突出显示，从而起到指导手术的作用。系统是设计成突出显示周围的恶性组织还是血管内血液流动，可能需要使用具有不同波长的不同荧光团进行激发和反射。设计者通过对特定的波段的选择，使其系统在性能上区别于常见的多光谱配置。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "img style="max-width: 100% max-height: 100% float: right " src="https://www.jai.com/uploads/images/Products/Flex-Eye-Concept/farming.png"/同样，现代科技农业中，通过对NDVI（归一化植被指数）或NDRE（归一化差异红边）公式建立起来的算法，来进行杂草驱除或作物健康分析的系统，需要农业机械提供可见光波段和NIR波段的数据组合。这需要农业机械能从幼苗中识别杂草，或者从作物中标记需要额外灌溉水或肥料的作物。目前在基于标准波段的标准算法，仍需要不断开发定制新的算法以提高特定作物和环境条件的性能，来适应多种多样的作物生产方面的需求。此时，这些现代农业科技公司，就向JAI寻求特定多光谱波段方面的支持，可以通过定制，以使这些系统更准确，有效地获得所需的结果。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "类似的概念也可以应用于当前许多其他使用多光谱成像的应用程序，包括食品检查，药品，包装，电子产品等。/ph3 style="text-align: justify "Fusion Flex-Eye的在线配置器/h3p style="text-indent: 2em text-align: justify "span style="text-indent: 2em "作为可定制的产品，产品的制作和销售过程与JAI的标准Fusion系列型号或其他相机是不同的。首先客户需要定义自己需要Fusion系列Flex-Eye相机的技术要求，并将其提交给JAI，以从技术角度来确认是否可以完成制作。/span /pp style="text-indent: 2em text-align: justify "于是JAI开发了一款strongFlex-Eye在线配置器/strong，可以让客户轻松定义自己的技术要求，它把自定义选择所需波段过程可视化了。通过鼠标逐步点选完成对传感器分辨率，个数，黑白彩色等参数进行选择。直观的GUI界面可以帮助用户在简单的频谱图上进行拉伸或收缩，来完成对波段范围的选择。/pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/f577a45e-37c1-467f-b8a6-0ddf9da4f98d.jpg" title="1.png" alt="1.png"//ph3 style="text-align: justify "有关Fusion Flex-Eye相机性能的更多信息/h3p style="text-indent: 2em text-align: justify "Fusion系列的Flex-Eye系统订制出的棱镜相机具有与JAI的Fusion系列的标准型号相同的高性能。配备三个320万像素传感器的相机在全分辨率下能高达107fps运行，而两个320万像素传感器的双通道棱镜相机能以123fps的速度运行。对于具有三个160万像素传感器的棱镜相机，全分辨率下的最大速率为212fps，而对于两个160万像素传感器，更是达到了226fps的速度。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "配备集成的自适应技术的10GBASE-T（10GigE）接口支持相机数据的大数据量要求，提供对NBASE-T（5Gbps和2.5Gbps）和传统1000BASE-T（1Gbps）的自动向下兼容低速以太网标准。除了8位输出之外，相机还可以提供10位和12位输出，并在多个传感器上既支持同步又支持非同步的操作模式。/p

日前在美国旧金山举行的西部光电展上揭晓了2012年度棱镜光子学创新奖。该奖项由国际光学工程学会(SPIE)和Photonics Online网站共同赞助，评审委员会专家主要来自于产业界和学术界。　　获奖成果包括以下九项：　　①用于转换激发拉曼差分光谱的体布拉格光栅(VBG)稳定双波长激光；　　②超高速飞秒光纤激光器；　　③T-Sight 5000(一种置于高速机车前方，用于探测和分析隧道、铁轨、桥梁电线杆等可能影响安全的障碍物的系统)；　　④Laser Speckle Reducer(一种结构紧凑成本低廉的仪器，可降低激光照明中的散斑对比度)；　　⑤Heliophor(一种荧光成像的新光源，可替代弧光灯和LED光源)；　　⑥Mobile ELISA-based Pathogen Detection(一种手持的、低成本、即插即用、USB供电的生化危险检测系统)；　　⑦3 μm DFB激光器；　　⑧True Surface Microscopy(一种可对粗糙或倾斜样品进行测量，同时保持聚焦成像优势的显微镜)；　　⑨超窄线宽激光器；

工作原理仪器使用 220V、100W，色温为 2750±50K 的内磨砂乳壳灯泡为标准光源。光源光经由乳白色玻璃片和日光滤色 33 玻璃片滤色后，所得到的标准光的光谱特性类似于自然光。标准光经由平面反射镜，棱镜组成二条平行光束，其大小形状完全相同，分别均匀地照射在标准色盘的颜色玻璃片上和比色管的试样上。标准色盘上有 26个 Ø14光孔，其中 25顺序装有(1～25)色号的标准颜色玻璃片，第 26孔为空白，色盘安装在仪器右侧由手轮转动。试验时用于选择正确的标准颜色。比色管为内径 Ø32毫米，高（120～130）mm的无色平底玻璃管。比色管由仪器顶部的小盖位置放入。观察目镜由凹镜和分隔栅组成，在目镜中可同时看到二个半圆色，其左边的为试样颜色。其右边的为标准色颜色，光学目镜具有光线调节和调焦能力，使用方便。仪器的维护1，光学目镜系统，已经调焦和光线调节正确，使用时不宜多动，如需调整需专业人士调整，或返修厂家。2，标准颜色玻璃片每隔半年，须用 SH/T0168规定的标定比色液作校验一次如发现色片颜色与相当色号的比色液颜色相差达一个色号时，应更换新的色盘或送请制造厂重新标定。3，请勿随意拆卸目镜。4，目镜表面附着脏物，影响观察，客户只能做简单处理，将目镜从仪器上取下，倒放在干净的平台上，用洁净的洗耳球，轻吹目镜表面，如问题未解决，必须返厂处理，或请专业人员进行清理。相关仪器ENDBT-0168石油产品色度测定仪符合SH/T0168-92标准,可与GB6540的16个色号相对应，适用于测定润滑油及其他石油产品的颜色。测定时将欲测定的石油产品试样注入比色管内，然后与标准色片相比较就可以确定其色度色号。仪器特点1、仪器由标准色盘、观察光学镜头、光源、比色管组成2、采用磨砂乳壳灯泡为发光源3、光源经滤色后能分别均匀照射在标准色盘的颜色玻璃片和比色管4、光学目镜具有光线调节和调焦能力，使用方便技术参数比色管内径：Φ32mm 高:120～130mm环境温度：5℃～40℃相对湿度：≤85%电源电压：交流220V±10% 50Hz±10%功率消耗：500W标准色盘：26个Φ14光孔， 25个分别顺序装有1-25色号的标准颜色玻璃片，26孔为空白。色 度： 1～25号外形尺寸：400mm×320mm×295mm仪器重量：21kg