精密盐度计

从我国食品药品监督管理局获悉，为建立减盐环境支持体系，营造低盐膳食环境，近日，由创维集团湖北工业大学维生素俱乐部组织的“维公益：科学膳食，健康生活”活动在2014年10月31日圆满结束。此次活动测试每个食堂饭菜的咸度，提倡科学膳食。活动目的是完善餐饮服务环节减盐政策措施，在餐饮服务环节开展降低食盐摄入量工作，引导餐饮服务单位提供低盐健康食品，最大限度减少高血压危害，提高全民健康水平。活动组织单位“科学膳食，健康生活”　　　　一些人长期处于“高盐”饮食状态下，对“咸”的感觉功能逐渐减退，口味越来越容易偏咸，节假日期间尤甚。每日摄取钠盐过多，易造成血压升高。一般每人每日摄入食盐总量以不超过6克为宜，对伴有高血压、高血糖、心脏病、糖尿病者，更需限制到4克以下。选择醋、柠檬汁、番茄酱等调味品可使食物变得更加有滋有味有色，促进人们的食欲，去腥解腻，其作用可谓大矣。有些调味品本身就具有较好的营养保健作用。但也有人喜欢食用刺激性较大的调味品（如芥末、辣椒）和浓肉汤等，虽可满足一时口味的需要，但时间长了对身体不利，例如可引起胃肠刺激、消化不良、大便干燥、便秘等，有的还有升高血脂和血尿酸的副作用。 从调查显示，中国国是心脑血管疾病的高发地区，成人高血压患病率达25.1%。研究表明，过高的食盐(钠)摄入量是导致人群血压水平上升和高血压患病的重要原因之一，而高血压又是脑卒中和冠心病发病的独立危险因素。根据2002年全国居民营养调查结果，中国居民人均每日烹调用盐量为12.6克，为《中国居民膳食指南》推荐量(6克)的2.1倍。国际实证经验表明，采取健康促进策略，推行综合性减盐措施，可以有效减少居民食盐摄入量并控制高血压及其相关疾病发病水平。 与此同时，为加大宣传力度，营造减盐氛围。建立餐饮服务环节减盐防控高血压监测与评价体系，做好餐饮服务单位和集体食堂食盐使用量监测工作。创维集团湖北工业大学维生素俱乐部在学校东西南北中五个食堂及各大餐馆饭菜进行了实地咸度对比，利用咸度检测仪，电导率盐度计进行饭菜咸度检测，纳入“科学膳食，健康生活”的考察内容，定期通报，考核将结果与国家建议日摄入盐含量进行对比，并作出结论分析，提供了一系列的重要依据。推行综合性减盐措施，逐步建立减盐政策与环境体系，实施科学减盐。餐饮服务单位实地盐度值采集一 活动展开后并搜集了学生饮食种类，食品偏好的餐饮服务单位，通过稀释一份饭菜，用科学的方法使用电导率盐度计计算浮于表面的油的体积，估算学生一日摄入的油量。 分别对学校不同食堂饭菜里的油取样，与正宗油进行色香味对比，做燃烧实验。学校饭堂盐度值采集点二 针对上述实验和活动结果通过咸度检测仪分析当前大学生饮食的健康情况进行了盐度测量，大学食堂和餐饮服务单位表示，通过使用盐度计，采用统一的盐度标准，控制和保证投料的准确性及产品口味和质量的一致性。 本文来自ATAGO(爱拓)中国分公司所有，超过200种产品应用解决方案

最近一项消费者认知调查发现，中国消费者对摄盐量和健康有很好的认知，他们知道每日摄盐量应少于6克。随着人们生活水平的提高，中国消费者的生活方式正在悄然发生改变，他们会更多食用加工食品。因此，如何有效控制盐分摄入，保持营养健康生活，这为食品生产商提出了新的研发方向&mdash &mdash 开发低盐加工食品。盐是加工食品中重要的配料之一，它不仅能提升对咸味的感知，还能增强食物风味，因此减盐方案并不是简单去除盐份，而是一套完整的调配方案。食品配方师会根据产品的口味特点、工艺特性及客户需求，定制出一套具有成本效益的整体解决方案，这些方案能使产品在拥有美味的同时拥有健康。而在加工食品过程控制盐分浓度含量的高低就显得尤为重要，ATAGO爱拓数字式盐度计，型号ES-421，采用漏斗型的感应部分（电导法），无需任何试剂，方便快捷，测量稳定，适合测量加工食品的盐分浓度从而有效控制盐分含量。ATAGO数字式盐度计采用电导法代替实验室操作繁琐的滴定法进行测量，操作方法十分简单，其测量范围为0.00 至 10.0% ( 100公克 ) 的盐浓度；测量精确度为显示值 0.05% ( 用于盐浓度为 0.00 至 1.00% ) ，相关精确值 小于 5% ( 用于盐浓度 1.00 至 10.0% )，具有温度补偿功能，是一款实用性非常强的盐度计。更多ATAGO盐度计产品应用咨询欢迎访问我们的官网http://www.atago-china.com/

减少隐形盐，怎么吃才健康？ 我国现有超过2亿高血压患者、1.2亿肥胖患者、9700万糖尿病患者、80%家庭人均食盐和食用油摄入量超标。腌制食品、加工制成的肉制品含有较多的盐，此外一些吃着有点咸的食物也含有盐。另外一些不是很咸的食物如配餐面包、方便面、饼干等等都含有盐的&hellip &hellip 盐在食品中几乎无处不在！ 日本ATAGO (爱拓)公司全新推出PAL-FM1针式盐度计 (货号：4221)能帮到您!该产品采用漏斗型传感器的方法（电导法）来测量盐度，是专门测试腌制干鱼、肉的盐度的。 针式盐度计的特点及参数：测量盐度范围为0.0 - 10.0%，最小标度为0.1%，测量时间：3秒。 PAL-FM1针式盐度计 快速便捷帮您检测腌制食品中的盐度，成为您的健康饮食好帮手！ATAGO新品针式盐度计 同时我们提供接受客户邮寄样品测试，仪器与样品配合使用，效果更佳，详情请咨询86-20-38108256/38106065/38106057 或email：info@atago-china.com 日本ATAGO （爱拓 ）中国分公司 市场部

2013年1月，世界卫生组织在一份声明中说：“成人每天的食盐摄入量需低于5克”。世界卫生组织称，钠元素水平过高的人会面临高血压的风险，从而增加罹患心脏病和中风的危险。 中国百姓日常饮食文化里，榨菜、酸腌制品是家庭必备的开胃和搭配佳品。特别是榨菜，其做工独特，配料讲究，在世界三大著名腌菜（中国榨菜、德国甜酸甘蓝、法国酸黄瓜）中，占据首位。 榨菜、酸菜腌制过程中，盐是很关键的原料，加入食盐的目的是使腌制品内有高的渗透压抑制微生物的生长，防止腌制品氧化等。 然而随着大众食品安全意识的提高，腌制品的一些危害也引起大众的诟病。其中盐分含量过高会引起慢性疾病、高血压等；维生素损失，营养偏低等。 今天我们就来做一个简单的实验来测试一下超市中能够购得的几款常见榨菜、酸菜的盐度含量。其中，实验器具为奥豪斯ST20S笔式盐度计，该测试笔操作简便、外壳坚硬、并且可防水防尘及反复使用。 通过实验的测量数据，这些榨菜、酸菜的盐度含量在75-100ppt左右，基本与产品包装上的值一致。根据世卫生组织的标准，若食用测试的几款榨菜、酸菜产品，我们需要将整包产品分15~20次食用完，不然摄入的盐量将会超过食盐摄入量，从而在一定程度上危害身体健康。 *产品食用次数=(总重量克数*盐含量ppt值/1000) / 5克 除了上述提到的盐度测试笔外，奥豪斯水质测试笔家族，总共包括pH、ORP(氧化还原电位)、电导率、盐度、TDS(溶解性总固体)等测试笔。 ST系列测试笔是您日常做简单测量时最为经济的选择！ OHAUS ST系列水质测试笔家族一览： 更多产品相关信息，请点击这里，也可关注奥豪斯中国官方微信或微博。

8月22日上午，青岛市委、市政府召开全市科技创新大会，深入学习贯彻习近平总书记关于科技创新的重要论述，认真落实全省科技创新大会精神，总结成绩，表彰先进，研究部署我市科技创新工作。市委书记陆治原出席会议，为市科学技术最高奖获得者颁奖并讲话，市委副书记、市长赵豪志主持，市人大常委会主任王鲁明出席。大会宣读了《青岛市人民政府关于2022年度青岛市科学技术奖励的决定》。2022年度青岛市共授予科学技术最高奖1人，自然科学奖10项(一等奖3项、二等奖7项)，技术发明奖3项(一等奖1项、二等奖2项)，科技进步奖105项(一等奖22项、二等奖83项)，国际科学技术合作奖1人。山东省科学院海洋仪器仪表研究所作为第一完成单位共获市科学技术奖4项，其中科技进步一等奖2项(全市共22项)，二等奖2项；获奖数量创历史新高。 　　“山东省科学院海洋仪器仪表研究所海洋仪器装备成果转化卓越贡献团队”荣获2022年度青岛市科技进步奖科技成果转化卓越贡献个人(团队)类一等奖(全市共3项)。该奖项体现了研究所在科技成果转化工作的突出成绩和社会贡献。近年来，研究所通过不断探索创新，牵头建设国家海洋技术转移中心海洋仪器领域分中心、国家海洋监测装备产业技术创新战略联盟、青岛市海洋监测装备创新创业共同体，加入了青岛市科技创新服务机构库，构建了从市场技术需求对接、专利布局与保护、成果中试、成果推广应用、成果产业化等全链条技术服务体系；打造了可复用可移植的科研机构成果转化模式；推动了系列具有自主知识产权的重大仪器装备产业化；成立产业化公司8家，总注册资本18457万元，社会资本投资5807万元，提供就业实习岗位28个，工作岗位上百个，已吸引就业人员70余人。 　　“金刚石薄膜电极式海洋盐度传感器研制与应用”荣获2022年度青岛市科技进步一等奖，彰显了团队在海洋盐度传感器领域的领先地位。该项成果由海洋功能薄膜材料与应用创新单元盖志刚研究员主持完成，突破了海洋盐度核心传感电极材料及其器件化“卡脖子”技术，建立了从金刚石薄膜敏感材料设计制备，到盐度传感器研制应用及系列化传感器市场化的国产化替代技术链条，形成了系列化的温盐深传感器产品，打造核心技术自主可控、国内唯一的金刚石薄膜温盐深传感器产品线，有力支撑了国家海洋立体监测网络建设和海洋强国战略。

汞污染，国际社会广泛关注 汞是一种有毒性的重金属元素，会对人类和生态系统健康造成严重危害，目前已成为国际社会广泛关注的环境污染物之一。人类在食用含有超标汞的产品后，可引起心血管系统、免疫系统、神经系统等受损，历史上严重的汞中毒事件包括1956年的日本熊本县水俣病事件、1971年伊拉克全国性汞中毒事件等。汞通常以不同的形态（无机汞和有机汞）存在。其中，无机汞可通过生物体内代谢的方式排出体外，而有机汞（主要为甲基汞，水俣病的罪魁祸首）则易于与有机配位体基团结合，导致其在生物体内分解速度缓慢，毒性更强。 图1汞形态的转化及通过食物链的摄入（Poulain, A.J. et al, Science, 2013） 在生态系统中，有机汞具有生物富集性，例如，鱼肉中汞的含量可达10 mg/kg以上。为了人类健康和生态系统可持续发展，有必要对环境中的汞形态进行监测。 岛津应对策略及解决方案 环境中汞的含量通常比较低，如环境水样中总汞浓度在pg/L-ng/L，汞的形态分析需要借助高灵敏探测方法（如冷原子荧光光谱法和电感耦合等离子体质谱法）来实现。为了应对环境水样品中痕量汞形态分析的挑战，岛津中国创新中心与中科院生态环境中心合作开发了一套在线SPE-LC-ICPMS分析系统，用于测定环境水样品中的痕量汞形态。 图2 在中科院生态环境中心进行SPE-LC-ICPMS实验 该系统通过第一维液相上的SPE柱对水样品中不同形态的汞进行富集；然后通过六通阀切换，在第二维分析柱上完成不同形态汞的分离，并借助高灵敏ICPMS，实现了皮克量级汞形态的快速、灵敏检测。岛津中国创新中心通过对分析参数进一步优化，使SPE-LC-ICPMS分析系统对甲基汞的检出限达到0.25 pg（进样量5 mL），优于环保标准《水质 烷基汞的测定 吹扫捕集/冷原子荧光光谱法》中所用分析方法的检测能力（检出限0.90 pg，样品量45 mL）。 图3. 甲基汞、二价汞和乙基汞的标曲曲线（0.05 – 0.8ppt） 海水样品中甲基汞的测定 利用建立的SPE-LC-ICPMS联用系统，对3个海水样品（采样位置如图4所示）中的汞形态进行了分析。3个海水样品中甲基汞的含量分别为0.096 ng/L、0.061 ng/L和0.058 ng/L，与文献报道的加拿大附近海水中甲基汞浓度值（0.057-0.095 ng/L）【1】、意大利附近海水中甲基汞浓度值（0.06-0.13 ng/L）【2】基本一致，表明本方法准确、可靠，可应用于海水样品中汞形态的分析。图4 海水样品采样位置 表1 本方法（SPE-LC-ICPMS）与标准分析方法分析性能比较 方法特点分析全自动化操作：环境水样，在线SPE富集、分离、质谱检测简单、快速分析：前处理简单过滤，全部分析可在15 min内完成高灵敏分析：烷基汞、二价汞同时检测，甲基汞检出限0.25 pg高盐度海水样品分析：可直接进样分析盐度为35‰的海水样品 小结 岛津中国创新中心与中科院生态环境中心合作开发了在线SPE-LC-ICPMS联用系统，实现了环境水样中超痕量汞形态的准确、快速分析。分析方法对甲基汞的检出限为0.25 pg，优于国家标准中推荐方法的检出限，达到国际领先水平。简单、快速、灵敏的汞形态分析能力，使本方法在常规检测及应急响应场景下具有广阔的应用前景，在环境水样（生活饮用水、地表水、海水等）检测和食品安全及检测中将发挥重要作用。参考文献：1. Vincent L. ST. Louis，Holger Hintelmann, Jennifer A. Graydon, Jane L. Kirk, Joel Barker, Brian Dimock, Martin J. Sharp, Igor Lehnherr, Environ. Sci. Technol. 2007, 41, 6433-6441.2. W.R.L. Cairns, M. Ranaldo, R. Hennebelle, C. Turetta, G. Capodaglio, C.F. Ferrari, A. Dommergue, P. Cescon, C. Barbante, Analytica. Chimica. Acta, 2008, 622, 62-69. 本文内容非商业广告，仅供专业人士参考。

新华网长春12月3日电 记者2日从中国科学院长春光机所了解到，我国高精度衍射光栅刻划机项目已经开始实施，预计2012年研制成功。　　据国家光栅制造与应用工程技术研究中心常务副主任唐玉国博士介绍，新型光栅刻划机性能优越，最大刻划面积达400毫米×500毫米，最大刻线密度为6000线/毫米，均是国际一流水平。该精密机械系统还将包括采用完全符合“阿贝原则”的多层台结构、承重兼导向的一体式石英刀架导轨、金刚石刀具的中途连续切换技术以及实现连续运行与间歇刻划相结合的独特工作方式等多个创新点。　　说起被称为“精密机械之王”的光栅刻划机，很多人觉得陌生，认为离自己的生活很远。其实大到空间探测，小到血糖化验，都少不了光栅发挥作用，而光栅刻划机就是制造光栅的工作母机。　　唐玉国表示，光栅是光谱仪器的核心元件，只有拥有了新的光栅技术，才能催生新的光谱仪器，推动整个光谱仪器行业的创新和发展。研制大型高精度衍射光栅刻划机将大幅度提升我国光栅制造水平，促进光谱仪器产业及光谱测试技术的快速发展，提升我国精密机械制造行业的自主创新能力。　　据了解，该项目将在我国长期技术积累、关键技术获得突破的基础上，依托中科院长春光机所及联合国内相关技术力量进行研制。目前已经获得国家重大科研装备研制项目支持，经费达1.18亿元。此外，该项目已被吉林省纳入十个重大科技攻关项目之列。

目前，测量方法标准在制修订中通常涉及精密度的内容，国家标准、行业标准主要有“允许差”和“重复性限、再现性限”两类精密度的表述方法。为科学、合理地给出测量方法精密度，国际标准化组织发布了ISO 5725《测量方法与结果的准确度(正确度和精密度)》系列标准，我国等同采用ISO 标准，颁布了GB/T 6379系列标准。该系列标准的第2 部分GB/T 6379.2-2004《测量方法与结果的准确度(正确度与精密度) 第2 部分：确定标准测量方法重复性与再现性的基本方法》，系统介绍了测量方法正确度与精密度的基本概念，给出了一些通过协同实验室间试验获得测量方法精密度的数值估计的试验设计中应遵循的原则，提供了组织和进行测量方法精密度的试验的程序，测量方法精密度试验的数学模型和统计方法等。　　为帮助测量方法标准制修订及使用人员更加深入理解GB/T 6379.2-2004《测量方法与结果的准确度(正确度和精密度)第2 部分：确定标准测量方法重复性与再现性基本方法》标准，在测量方法标准制修订过程中，运用GB/T 6379.2-2004，确定测量方法精密度的重复性限和再现性限参数或函数关系，提升制修订测量方法标准的水平，CSTM 科学试验领域标准委员会秘书处与全国分析检测人员能力培训委员会秘书处拟定于2021 年12 月14 日举办“测量方法标准制修订中精密度试验设计与统计方法”培训班。参加本次培训班学习并通过考核的学员，可取得CSTM“测量方法标准制修订中精密度试验设计与统计方法”培训证书。　　本次培训班具体安排如下：　　一、组织机构　　CSTM 科学试验领域标准委员会秘书处　　全国分析检测人员能力培训委员会秘书处　　二、培训对象　　各相关单位的测量方法标准制修订人员及标准使用人员。　　三、培训及研讨内容　　1、GB/T 6379.2-2004《测量方法与结果的准确度(正确度和精密度)第2部分：确定标准测量方法重复性与再现性基本方法》标准解读 　　2、测量方法标准制修订中精密度试验设计与统计案例解析及经验分享 　　3、互动答疑。　　四、授课时间及形式　　1、培训时间：2021 年12 月14 日9：00-17：00　　2、培训方式：腾讯会议(在线)　　五、培训专家　　罗倩华，女，工学博士。1990 年毕业于吉林大学环境科学系环境化学专业，现为钢研纳克检测技术股份有限公司正高级工程师，一直从事冶金材料分析方法研究和标准制修订等工作。现为全国钢标准化技术委员会钢铁及合金化学成分测定分技术委员会秘书长，组织和承担国际标准、国家标准、冶金行业标准和团体标准的制修订100 余项，曾获得冶金科学技术奖一等奖和二等奖。　　六、收费标准及付款方式　　1、培训费：1500 元/人　　2、付款方式：　　汇款至下列帐号：　　单位名称：中关村材料试验技术联盟　　开户行：中国工商银行北京新街口支行　　银行帐号：0200002909200227889　　微信及支付宝支付二维码：　　注： 请在提交培训回执表后及时付款， 付款后将转账凭证发送至邮箱(training@analysis.org.cn)。　　七、报名方式　　1、参加人员请将《培训报名回执》填写完毕发送至邮箱：　　training@analysis.org.cn，收到邮件“您的邮件已收到，稍后答复”视为秘书处收到了　　报名申请 工作日24 小时内未收到回复，请联系工作人员，联系电话：010-62182851。　　2、《培训报名回执表》(附件一)请于12 月10 日之前发送至上述邮箱。　　3、秘书处收到贵方所付本次培训的培训费，视为报名成功。　　八、联系方式　　联系电话：　　王爽：010-62182851 13381073503　　许康：010-62182851 18601075050　　邮箱：training@analysis.org.cn　　CSTM 科学试验领域标准委员会秘书处　　全国分析检测人员能力培训委员会秘书处附件1:培训报名回执.docx

25日凌晨，郑州市西关虎屯小区一单元楼底层电表箱着火，目前已造成13人死亡，4人受伤。据报道，火灾中被浓烟熏死呛死的人是烧死者的4-5倍。 为何火势不大却伤亡如此惨重？ 标准集团（香港）有限公司提出，在火灾中，材料燃烧时产生的浓烟毒气是造成人员伤亡的重要原因。 高层建筑发生火灾时，烟雾阻碍人们逃生、进行灭火行动从而导致人员死亡。统计表明,由于一氧化碳中毒窒息死亡或被其它有毒烟气熏死者一般占火灾总死亡人数的以上，而被烧死的人当中，多数是先中毒窒息晕倒后被烧死的。 标准集团（香港）有限公司认为，控制材料生烟性能以及烟气毒性是消防检测的一个重要问题，应该引起各方的重视。

日前，通标标准技术服务有限公司安吉分公司完成韩国FESTEC NBS 烟密度测试箱的安装调试工作，完毕后客户对该设备签订了安装调试验收单，同时对该设备及此次安装给予了高度的评价。 在此次安装验收过程中，专业的培训工程师对该设备的操作提供了耐心的讲解，同时严格按照测试标准进行的标准样品的测试，该标准样品来自于美国NIST，确保了测试结果的准确性。 通过该设备的投入使用，通标标准技术服务有限公司安吉分公司拓宽了其测试标准的领域，韩国FESTEC NBS 烟密度测试箱不仅仅可满足传统的ASTM E662和 ISO 5659-2 标准测试，通过测试附件的更换，同时可以满足NES 711标准测试，并连接傅立叶红外变换光谱（FTIR），完成DIN 5510-2、ISO 17902 等烟毒性测试标准的检测要求。 作为韩国FESTEC 在中国区域的独家代理，莫帝斯燃烧技术（中国）有限公司秉承着忠于测试结果的原则，我们使用最权威的标准检测样品，同时给予对方标准的校准报告及证书，确保我们测试结果的准确性，我们的数据完全可以追溯至美国NIST内部实验室，在保证测试结果准确性的基础上，同时追求最好的人性化操作也是我们的信念。 客户介绍：SGS阻燃实验室于2004年落户浙江省安吉县。经过几年的发展，现已从原先200平方米的单一的家具检测实验室发展成为目前涵盖软体家具、纺织品、建筑材积构建、交通工具、电线电缆以及电子电工等所有阻燃测试需求领域的5000平方米的实验室空间。凭借齐全的先进检测仪器设备和经验丰富的专业技术人才，SGS安吉阻燃实验室现已在国内乃至国际阻燃检测领域赢得了良好的口碑。在阻燃测试领域，安吉阻燃实验室已获得英国皇家认可委员会授权的UKAS实验室认可，成为国内唯一一家在防火领域具有此项资质的第三方检测机构。 值得一提的是，SGS安吉阻燃实验室能够提供全面的燃烧性能测试与评估服务，是目前国内首个具备轨道车辆燃烧性、浓烟度、烟毒性全面测试能力的实验室。在此次扩建过程中，SGS充分考虑到地域经济的发展特点，为安吉周边的客户带来便利高效的&ldquo 一站式&rdquo 专业服务。如为安吉、杭州、宁波、金华等地提供家具检测服务，为安徽、江苏等地的电线电缆燃烧测试提供便捷服务等。特别是针对户外用品检测服务的问题也通过此次扩建得以解决，从今以后公司可在该实验室中完成所有阻燃项目的检测而无须送到其他城市，从而为客户节省了大量的检测时间和成本。www.firetester.cn

2007年，费业泰被授予国际测量与仪器委员会“终身贡献奖” 神舟浴火腾飞升空，蛟龙耐寒深潜入海，高度精密的仪器在热胀冷缩时会产生什么变化?如何才能保证它们正常运转?我国高新技术领域的每一项重大突破，都离不开精密仪器学科的支撑。　　在我国精密仪器领域，很多知名专家自称“费家军”，因为他们有着共同的导师——我国现代精度理论及工程应用的奠基人、合肥工业大学教授费业泰。在把60年人生奉献给精密仪器事业后，今年2月26日，费业泰教授在合肥逝世，享年82岁。　　60年努力，奠基我国现代精度理论及工程应用　　“精度”与“误差”这对反义词，是人类科学研究中不可回避的问题。而费业泰一辈子的工作，正是不断消除误差，追求越来越高的精度。　　1955年，费业泰在合肥工业大学留校任教，同年6月加入中国共产党，1959年来到新开办的精密仪器专业。那时，新中国工业建设刚刚起步，我国对精度与误差的研究几近空白，机械工业总是难逃噪音大、震动大、能耗大的“傻大粗”模式。　　现在精度测量以微米为标准，而当时的标准是毫米甚至厘米，相差千倍、万倍，为了改变这一切，费业泰养成了没日没夜工作的习惯。由于精密仪器特别敏感，为了确保实验质量，多年来，费业泰在忙碌一天后，晚上仍会趁夜深人静继续待在实验室。　　经过长期的研究，费业泰提出了精度误差理论，半个多世纪来，这一理论在我国社会主义现代化建设的各个领域中得到了广泛应用，并成为我国精度评定的基本方法以及精密仪器学科的理论基础。　　航天器在太空中飞行，向阳与背阳的两面温度相差数百摄氏度，由于膨胀系数标准有误，用什么材料才能确保卫星正常使用，一直长期困扰我国航空业的发展。九十年代末，时任我国某型卫星研制部门负责同志找到了费业泰。　　在大量实验的基础上，费业泰发现原有的检测方法和计算标准存在较大误区，于是创新膨胀系数的检测和制定方法，不仅成功解决了精密仪器的稳定问题，还依此提出了全新的热误差理论体系。　　在我国精密机械领域，曾一度陷入加工设备每个部件都要高精度的误区。这不仅大大提高了成本，而效果也并不稳定。针对这一情况，费业泰在我国率先提出“最好的部件在一起不一定能有最好的性能”这一理念，找到了误差传递的规律，并利用这一规律提出了新的方法，不再要求每个部件均为高精度，而是通过不同部件之间的最优组合，保证机械设备的高精度。这一方法成为我国最新精度理论的重要内容。　　60年来，费业泰承担并完成了40余项高水平科研项目，发表过320余篇论文，获得9项省部级奖励，是安徽省五一劳动奖章获得者，为我国重点科研项目解决了大量实践难题，被称为我国精度理论的开拓者。2007年，费业泰被国际测量与仪器委员会(ICMI)授予终身贡献奖。　　2010年，费业泰入选“感动工大十大人物”　　潜心钻研，淡泊名利拒绝美国抛出的“橄榄枝”　　《误差理论与数据处理》是费业泰的9本专著之一，他的学生、合肥工业大学仪器科学与光电工程学院院长于连栋教授介绍，该书1981年被列为国家重点教材，成为我国精密仪器学科理论的开拓之作。30多年来，该书再版7次，被全国200余所高校采用，很多年轻一代的杰出青年、长江学者，都是读着它迈进了精密仪器科学的殿堂。　　“做科研不能带有一点功利心。”合肥工业大学仪器科学与光电工程学院苗恩铭教授至今牢记着费业泰的教导。　　其实热误差理论，费业泰早在1980年代就已经发现并进行总结，但很长一段时间内，热误差的研究一直是领域内的“冷门”，甚至其理论的科学性也受到质疑。　　如今苗恩铭率领的热误差研究团队，在全国已处于领头羊的位置，但最初这个研究之“冷”，曾让他想到放弃。　　“科研不能追名逐利，什么方向热门做什么，你在科学的路上走不远。”费业泰的一再告诫，让苗恩铭坚持了下来。如今，热误差理论，已经成为精密仪器学科典型的三个学科方向之一。而热误差理论研究团队，也不断在我国重大项目中建功立业。　　费业泰的老伴郭子顺还记得，1989年费业泰在美国西雅图华盛顿大学做客座教授时，他所负责的波音公司一项科研项目原计划要做9个月，但在他的努力下仅用时6个月。费业泰的出色表现引起了美国方面的兴趣，向他抛出橄榄枝，表示如果他愿意留下，就可以拿到绿卡。但费业泰毫不犹豫地拒绝了，甚至放弃了应得的3个月优厚报酬，毅然提前回国。　　虽然淡薄名利，但费业泰对国内相关产业的发展一直十分关注。　　“中国数控机床的落后，让老先生一直耿耿于怀。”苗恩铭说，费业泰在1980年代发现热误差后，研究了国际上近30年来数控机床精度的发展，预测未来机床如果要提高精度，必须利用其材料结构的热特性来设计。　　当时费业泰找了很多国内大型企业，建议企业进行相关研发提高产品精度，但当时普通数控机床很好卖，他的建议被一一拒绝。1990年代中期，费业泰受邀到日本作学术报告，他的理论引起现场日本、德国专家的注意，并特意向他请教。2005年，日本企业生产了第一台热亲和数控机床，现在这种机床已经成为全世界最著名的数控机床之一。　　“现在很多国内企业产品卖不出去，又去模仿，但只能模仿个外形，其实它的核心思想是我们这边出来的，但是当年国内却没有人相信。”苗恩铭说。　　2013年，80岁的费业泰仍坚持工作　　教书育人，言传身教关注每个学生前行　　为了保证人才培养质量，费业泰不但对学生因材施教，还始终坚持在科研一线，用自己的言行给学生们做好榜样。　　“费老师知道每个学生的特点，哪怕我们毕业了，他还会一直关注着。” 于连栋说，费老师去世后，有同学在微信群里晒出老师以前寄来的信，老人家对这位学生从专业方向到人生道路，都给出了言辞真切的建议，让人十分感动。　　费业泰一生严谨，今年48岁、早已是博士生导师的胡鹏浩教授回忆起恩师的严谨时说：“怕挨训、被训怕了，但总是被训得心服口服。”　　2003年的暑假期间，时任学院副院长的胡鹏浩去找费业泰汇报工作，因穿着随意让老师很不高兴。　　最初胡鹏浩不以为然，他觉得不是工作日，也不在正式场合，穿着随便一些无所谓，但老师的反问让他意识到自己的不足：“老师说，如果现在学院有急事，需要你立即送一份材料到教育主管部门，你觉得你现在的穿着合适吗?这就是费老师的做事风格。”　　“我参加工作后，学校安排我授课，但费老师坚持让我再等一年，用一年的时间备课。” 费业泰的学生、合肥工业大学仪器科学与光电工程学院副院长夏豪杰副教授说，费老师认为“照本宣科是没有质量的授课”，只有精心准备，才能真正传授给学生知识。　　除了专业知识和严谨的科研态度，费业泰带给学生的，还有做人的道理。　　2004年，胡鹏浩评上了教授，但费业泰却说其实不希望他这么早获评，随后老先生的一席话让胡鹏浩非常感动。　　“他说虽然我评上教授，但知识的宽度和广度沉淀不够，可能会碍于面子，到哪都端着架子，不懂的也不好意思问，时间一长，就会越来越空。”胡鹏浩说，从那时起，他不管到哪，遇到不懂的就会直接问，　　2011年夏天，77岁高龄的费业泰在北京进行完一项国家专项答辩后，急着赶回合肥，由于北京暴雨，等到23点仍然不能起飞，临时也买不到火车票。　　“下着大雨，他跑到火车站，没有票又回到机场，这么大年纪，我看着很心疼，就劝他住一晚明天再走，他却坚持要当天回去。”当时随行的夏豪杰说，当天老人家等到凌晨4点，才得到登机的通知。　　早上7点，费业泰带着一身疲惫抵达合肥，随后立即赶到办公室时，这时夏豪杰才发现，费业泰坚持赶回来的原因，只是答应给一位研究生修改论文。　　“费教授辛勤工作60年，精于专业，一心教书育人，忠诚于人民的教育事业，是一位有理想信念、有道德情操、有扎实知识、有仁爱之心的好老师。”合肥工业大学党委副书记周军说。　　2013年，80岁的费业泰仍坚持工作　　2013年，费业泰与学生们在桃李园合影

近日，中国的几何精密计量和测量仪器企业深圳中图仪器股份有限公司（简称“中图仪器”）宣布完成了B轮融资。此次融资由沃衍资本和钟鼎资本联合投资，其中，沃衍资本出资7800万领投。本次融资金额超过一亿元人民币。据悉，本次中图仪器的融资将为其高端产品的持续研发、团队拓展以及销售提供资金保障，进而加速其高端几何精密仪器产业的发展。中图仪器成立于2005年，是一家专注于精密测量、计量检测等仪器设备的研发、生产和销售的高新技术企业。中图仪器在微纳米运动设计制造、微纳米显微测量三维重建等领域形成了设计和制造优势，并具备了从纳米到百米为用户提供专业的精密测量解决方案的能力。此前，中图仪器已获得来自壹海汇资本、深创投等多家风投公司的投资。沃衍资本的合伙人在此次中图仪器的投资中表示，这是沃衍资本今年在数字化产业投资领域最重要的一项投资。他们认为中图仪器在创始人马俊杰的领导下全面掌握了发展现代精密测量产业所需的技术和算法，并完成了不同尺寸测量的平台型技术和产品的全面布局。同时，中图仪器的产品战略追求品类全，应用覆盖面广，品质高，得到了多行业多领域的头部客户验证，并在航空航天、工程机械、高端机床、3C电子、汽车、显微半导体、新能源、计量院所、科研院校等领域形成规模化销售。沃衍资本将与中图仪器共同努力，在精密测量领域进行技术创新，促进中国高端制造和数字化发展，并致力于打造中国自主品牌的高端几何量测量仪器和装备产品。

德国“工业4.0”与”中国制造2025“发展战略，对高端装备中的超精密测量精度要求越来越高。激光因其高方向性、高单色性、高相干性等特点，具有高准确度、非接触、稳定性好等独特优点，在超精密加工和测量领域应用广泛。激光干涉仪以光波为载体，利用激光作为长度基准，是迄今公认的高精度、高灵敏度的测量仪器。激光束通过分光镜后，分成两束激光（参考光束和测量），分别经两个角锥反射镜反射后平行于出射光返回，通过分光镜后进行叠加（两束激光频率相同、振动方向相同且相位差恒定，即满足干涉条件），产生相长或相消。反射镜每移动半个激光波长，将产生一次完整的明暗干涉现象，通过接收到的明暗条纹变化及电子细分，即可求得距离变化（距离=干涉条纹数*激光半波长）。激光干涉仪可配合各种折射镜、反射镜等来作线性位置、速度、角度、真平度、真直度、平行度和垂直度等测量工作。激光干涉仪原理构造激光测距仪是利用激光对目标的距离进行准确测定的仪器，根据测量原理分为脉冲法和相位法。脉冲激光测距法由于激光发散角小，激光脉冲持续时间极短，瞬时功率极大可达兆瓦以上，可以达到极远的测程，广泛应用在地形地貌测量、地质勘探、工程施工测量、飞行器高度测量、人造地球卫星相关测距、天体之间距离测量等方面。第二届精密测量技术与先进制造网络会议期间，清华大学与哈尔滨工业大学两位专家将分享激光精密测量技术、仪器及应用。部分报告预告如下，点击报名  》》》清华大学精密仪器系系副主任/副教授 谈宜东《激光干涉精密测量技术、仪器及应用》（点击报名）谈宜东，清华大学精密仪器系长聘副教授，博士生导师，副系主任；基金委优秀青年科学基金获得者，英国皇家学会牛顿高级学者，教育部创新团队负责人。中国电子信息行业联合会光电产业委员会副会长、中国仪器仪表学会机械量测试仪器分会常务理事。主要从事激光技术和精密测量应用等方面的研究工作。作为负责人承担国家自然科学基金，装发和科工局测试仪器领域关键技术攻关项目，科技部重点研发计划课题，军科委基础加强，重大科学仪器专项等多个项目。在Nature Communications, PhotoniX, Optica, Bioelectronics and Biosensors, IEEE Transactions on Industrial Electronics等期刊发表SCI论文100余篇，授权发明专利37项，在国际会议Keynote/Plenary/Invited报告60余次。先后获日内瓦国际发明展金奖，中国激光杂志社主编推荐奖，中国光学工程学会技术发明一等奖，中国电子学会技术发明一、二等奖多项。【报告摘要】 以传统激光干涉为引，介绍清华大学激光精密测量及应用团队在双频激光器、干涉仪及在光刻机中的精密测量应用，并拓展到空间引力波测量。针对传统干涉测量需要配合靶镜的局限性，提出激光回馈测量原理，实现了无靶镜纳米测量，攻克了航空航天、先进制造和国防安全领域的无靶镜测量难题，并开展了多种应用研究，包括：位移测量、激光侦听、高精度激光测距及雷达技术等。哈尔滨工业大学副研究员 杨睿韬《短脉冲光频梳激光测距技术》（点击报名）杨睿韬，哈尔滨工业大学副研究员，博士生导师。研究方向为超精密激光干涉测量，重点攻关短脉冲/光频梳生成与稳频、光梳激光测距等关键技术，承担国家重点研发计划课题/子课题、国自然面上等项目，参与国家科技重大专项、欧盟计量联合研究计划等项目。获中国计量测试学会科技进步一等奖(序4/6)、全国优秀博士学位论文提名等奖项。担任国际SCI期刊Photonics客座编辑。发表学术论文20余篇，申请发明专利10余项，出版专著1部。指导哈工大优秀本科/硕士毕业论文共5人，指导大学生光电设计竞赛国赛一等奖等2项。【报告摘要】 激光测距技术是大范围、高精度空间几何量测量的核心技术基础。短脉冲光频梳的诞生极大的推动了该技术领域的发展，其独特的时域短脉冲序列、频域等间隔梳状多光谱特征，不仅大幅提高了经典的飞行时间、调制波测相、多波长干涉等测距方法的性能，更引领了一系列新型激光测距方法的发展。本报告分析了短脉冲光频梳激光测距方法及趋势，介绍了项目组在短脉冲光频梳激光测距领域的最新进展。更多详细日程如下：第二届精密测量与先进制造主题网络研讨会报告时间报告题目报告嘉宾单位职称12月14日上午09:00-09:30纳米级微区形态性能参数激光差动共焦多谱联用测量技术及仪器赵维谦北京理工大学 光电学院院长09:30-10:00扫描白光干涉表面形貌测量技术：原理及应用苏榕中国科学院上海光学精密机械研究所研究员10:00-10:30先进封装工艺中三维几何尺寸监控的挑战与布鲁克白光干涉技术的计量解决方案黄鹤布鲁克（北京）科技有限公司应用经理10:30-11:00激光干涉精密测量技术、仪器及应用谈宜东清华大学 精密仪器系系副主任/副教授11:00-11:30关节类坐标测量技术于连栋中国石油大学（华东）教授12月14日下午14:00-14:30基于相位辅助的复杂属性表面全场三维测量技术张宗华河北工业大学教授14:30-15:00短脉冲光频梳激光测距技术杨睿韬哈尔滨工业大学副研究员15:00-15:30机器人精密减速器及关节测试技术程慧明北京工业大学 博士研究生15:30-16:00纳米尺度精密计量技术与国家量值体系施玉书中国计量科学研究院纳米计量研究室主任/副研究员16:00-16:30尺寸测量，从检验走向控制与孪生李明上海大学教授为促进精密测量技术发展和应用，助力制造业高质量发展，仪器信息网联合哈尔滨工业大学精密仪器工程研究院，将于2023年12月14日举办第二届精密测量技术与先进制造网络会议，邀请业内资深专家及仪器企业技术专家分享主题报告，就制造中的精密测量技术等进行深入的交流探讨。报名页面：https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/precisionmes2023/

发展现代化先进量子测量体系具有重要的研究意义，它符合时代发展需求和国际化发展潮流，同时面向国际前沿和国家重大需求。由于里德堡原子具有较大的电偶极矩，可以对微弱电场产生很强的响应，因此已经成为一个非常有前景的微波测量量子体系。此外，由于里德堡原子之间具有长程强相互作用，常被用于模拟研究强关联系统以及相变。强关联系统在临界点附近对外界扰动更加敏感，可以被应用于量子精密测量领域。虽然有大量理论报道利用强关联系统的临界状态去做量子传感，但在实验上一直未能成功实现。“主要原因是多体系统相变过程制备难、临界点的外场调控技术欠缺等。” 论文共同作者、中科院量子信息重点实验室丁冬生教授介绍。近年来，史保森、丁冬生科研团队利用里德堡原子体系，聚焦量子模拟和量子精密测量科学研究，已取得了重要进展。此次工作中，团队发展了里德堡原子临界点与微波电场的耦合技术。基于室温铷原子体系，利用多体系统相变点对于微波扰动更加敏感的特点，显著提高了测量微波的精度和灵敏度。丁冬生说，“实验发现，多体系统中的原子透射谱线在相变点附近变得更加陡峭，这相当于一把频域上刻度更细的尺子，因此对于微波测量具有更高的精度。”在评估传感器时，一个关键量是Fisher information，它表示一个测量量包含多少关于未知参数的信息。实验表明，相比于少体无相变的情况，多体系统在临界点的Fisher information具有显著提高，具体提高了三个数量级。对应于测量精度提升至少一个量级，并且随测量时间的增加而增加，呈现指数增长的趋势。该工作得到审稿人高度评价：“该实验真正具有开创性，具有重大的潜在影响，因为它为开发基于强相互作用多体系统的新一代量子传感器打开了大门。” “49纳伏每厘米每根号赫兹的灵敏度令人印象深刻，很好地表明了这种方法在计量方面的潜在应用。”中科院量子信息重点实验室丁冬生教授与博士研究生刘宗凯为本文共同第一作者，丁冬生教授、史保森教授、丹麦奥尔胡斯大学Klaus Molmer教授和英国杜伦大学Charles S. Adams教授为本文共同通讯作者。

尊敬的广大用户： 为感谢各省市广大用户对ATAGO(爱拓）产品的支持和厚爱，特开展优惠促销活动，限时特供！ 价格请联系ＡＴＡＧＯＣＨＩＮＡ的相关市场和销售人员． 关于ATAGO（爱拓）中国2011年ATAGO（爱拓）中国分公司的成立和正式运行（全称广州市爱宕科学仪器有限公司），将使广大国内用户能够快速地购买产品，获得使用指导和维修服务。有关此品牌产品的任何购买问题；请联系：info@atago-china.com 任何技术问题：请联系：wxb@atago-china.com通讯地址：中国广州：广州市天河区林和西路9号耀中广场A座702　(510620)电话：86-20-38108256 38106065 38106057 传真：86-20-38109695E-mail: info@atago-china.com http://www.atago-china.com

2023年7月10日，为期三天的“中国材料大会2022-2023”圆满落幕，全国1.9万余名材料科技工作者、1500余位杰青长江学者、50余位两院院士齐聚一堂，共同探讨学术发展前沿，碰撞智慧火花。本届大会是立足于国家全面推进高水平科技自立自强的大背景下举办的一次跨学科、跨领域、跨行业的学术交流大会，是中国新材料界学术水平最高、涉及领域最广、前沿动态最新的超万人国家级品牌大会。在本次盛会中，重庆摩方精密科技股份有限公司（以下简称：摩方精密）隆重亮相17号馆，展示了多样化的自主研发材料及超高精密3D打印解决方案，以满足不同领域的应用需求。多年来，摩方精密自主研发了多种具有不同性能的超高精密成型材料，包括高强度、高硬度、耐高温、韧性和生物相容性等材料。此次展出的材料样件是通过摩方精密的微纳3D打印设备制备而成，吸引了众多专家学者和各行业企业家前来参观，并受到了广泛关注和好评。摩方精密的超高精密3D打印解决方案为各行业提供了定制化的制造工艺，通过3D打印技术，可实现复杂结构和超高精密部件的快速制造，减少了传统制造工艺过程中的材料浪费和加工时间。同时，还可实现产品设计的灵活性和创新性，在科研、工业制造、航空航天、医疗等领域具有广泛的应用前景。例如，在科研领域，可用于制造具有复杂结构的材料样品，用于研究、培训和医疗实践等，提高实验的效率和准确性；在工业制造领域，可用于制造高强度和高硬度的零部件，提高产品的质量和可靠性；在航空航天领域，可制造轻量化的零件，降低飞行器的重量和燃料消耗；在医疗领域，可用于制造生物相容性好的医疗器械和植入物，提高治疗效果和患者的生活质量。摩方精密的技术和产品为不同行业的发展提供了新的机遇和可能性，并有望推动科学研究、工业制造等多领域创新的进一步发展。microArch S230为了满足客户在精密样件加工尺寸、加工效率和加工材料等方面的需求，第二代摩方精密2μm精度3D打印系统microArch S230具备了更大的打印体积（50mm×50mm×50mm），最高可提升5倍的打印速度，并且可以兼容树脂和陶瓷材料。通过配置激光测距系统，实现了打印平台和离型膜的调平。同时，配备滚刀涂层系统后，能够加快液面流平时间，扩大对各种树脂种类的支持范围，例如耐候性工程光敏树脂、韧性树脂、生物兼容性树脂和陶瓷浆料（如氧化铝、钛酸镁）等功能性复合材料。此外，材料的多元化也拓展了新的应用领域，例如毫米级微波应用（如5G天线、波导、太赫兹、雷达等电子元器件）、新能源器件和精密零件等。这不仅满足了工业领域对终端产品功能性和耐用性的需求，而且为科研领域开发新型功能性复合材料提供了支持。microArch S240备受瞩目的microArch S240设备荣获全球光电科技领域最高奖——"棱镜奖（Prism Award）"。该产品继承了第一代S140打印机在高精密度方面的特点，具备10µ m的打印精度和±25µ m的加工公差。为了更好地满足客户在精密结构件加工尺寸、加工效率和加工材料等方面的需求，S240拥有更大的打印体积（100mm×100mm×75mm），最高可提升10倍以上的打印速度，能够生产更大尺寸的零部件，或实现更大规模的小部件产量。在打印材料方面，S240支持高粘度陶瓷（≤20000cps）和耐候性工程光敏树脂、磁性光敏树脂等功能性复合材料，极大地满足了工业领域对产品耐用性的需求，同时也为科研领域开发新型功能性复合材料提供了有力支持。7月9日上午，在D18-仿生材料分论坛上，摩方精密产品应用部经理彭瑛博士作了《PμSL微尺度3D打印技术及其在仿生领域的应用》的主题报告。她精彩地分享了摩方精密PμSL技术在仿生领域的应用案例，包括仿南洋杉的3D锯齿结构（液体择向输运）、仿弹尾虫表皮结构（可控亲疏水性）、仿松针结构（液滴定向输运）、仿树蛙脚掌多级微纳结构（界面湿增摩效应）和多孔模结构（水下单向流）等。她指出：“摩方精密的专利技术——面投影微立体光刻技术（Pµ SL）是一种微米级精度的3D光刻技术。这一技术利用液态树脂在UV光照下的光聚合作用，借助滚刀快速涂层技术大大缩短了每层打印的时间，并通过打印平台的三维移动逐层累积成型，制作出复杂的三维器件。因此，Pµ SL技术成为仿生领域原型器件开发验证和终端零部件小批量制备的最佳选择。”报告结束后，彭博士受到了热烈的掌声。同时现场观众对公司产品表达了浓厚的兴趣，并向彭博士提出了关于产品性能、制造工艺和应用领域等方面的问题。彭博士以丰富的知识储备和经验，清晰地回答了观众们的疑问，详细介绍了公司产品的特点和优势。这使得观众们对公司产品有了更深入的了解，现场的热烈反应进一步验证了摩方精密在技术与研发上的实力与前景。新材料是战略性新兴产业发展的基石。我国新材料产业已经进入了一个快速发展的阶段，技术创新不断推动着产业的发展，应用领域不断拓展，成为支撑新一代信息技术、节能环保、高端装备制造等重要产业的关键材料。作为增材制造行业发展的先行者，摩方精密在“创新之都”深圳，与众多专家学者、企业家、行业同仁齐聚一堂，共同推动增材制造行业的创新与发展。未来，摩方精密将充分利用材料行业的资源禀赋，不断加强研发投入，探索新材料、新工艺的应用，从而提升整个材料产业链的附加值。我们相信，通过持续不断地努力和创新，摩方精密将引领材料发展的潮流，在众多领域提供颠覆性的生产制造方案！

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

“中国制造 2025”发展战略对高端装备制造业的质量提出了更高要求。超精密测量对提升高端装备制造质量具有基础支撑作用，并在制造全过程中的质量控制发挥决定性作用；只有解决整体测量能力问题，才能从根本上解决高端装备制造质量问题。激光因其高方向性、高单色性、高相干性等特点，具有高准确度、非接触、稳定性好等独特优点，在超精密加工和测量领域应用广泛。目前，越来越多的激光精密测量系统已作为产品检测的重要环节融入高端装备制造生产线，并已成为大型装备制造业中质量保证的重要手段，包括激光干涉仪、激光跟踪仪等。激光干涉仪以光波为载体，利用激光作为长度基准，是迄今公认的高精度、高灵敏度的测量仪器，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；特别是基于激光外差干涉技术的超精密位移测量系统同时具备亚纳米级分辨率、纳米级精度、米级量程和数米每秒的测量速度等优点，是目前唯一能满足光刻机要求的位移测量系统。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。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。为帮助用户更好地了解激光精密测量技术及其在高端制造中的应用，仪器信息网将于2022年10月20-21日举办首届“精密测量与先进制造”主题网络研讨会，特邀中国科学院微电子研究所主任周维虎、清华大学教授张书练、哈尔滨工业大学长聘教授胡鹏程、中国计量科学研究院副研究员崔建军分享主题报告。 点击图片直达报名页面中国科学院微电子研究所主任/研究员 周维虎《激光跟踪仪精密测量技术与应用》（点击报名）周维虎研究员长期从事精密光电测量技术与仪器研究，主持科技部重大仪器专项、国家重点研发计划、自然基金重大仪器专项、国防科工局重点预研、装备发展部军用测试仪器、中科院仪器装备项目等50余项精密测量与仪器类课题，获得中国机械工业科学技术发明特等奖、中国计量测试学会技术发明一等奖等7项省部级奖励，发表论文近200篇，申请专利近50项，编写教材1部，起草国家计量检定规程和规范4部，获得国务院特殊津贴、中科院朱李月华优秀教师奖、江苏省双创领军人才、青岛市创新领军人才等称号。成功研发国际上首台飞秒激光跟踪仪、国内首台三自由度激光跟踪仪和六自由度激光跟踪仪，打破了国外在激光跟踪测量领域的技术垄断。担任中国科学院大学岗位教授、博士生导师，北京航空航天大学、华中科技大学、大连理工大学、吉林大学、合肥工业大学等十余所高校兼职教授和博士生导师，南京航空航天大学特聘教授，湖北工业大学楚天学者教授。担任《计测技术》、《测控技术》、《中国测试》和《光电子》期刊编委，《Optical Engineering》、《中国航空学报（中、英文）》等十余份国内外期刊审稿人。报告摘要：激光跟踪仪用于超大尺寸空间几何量测量，具有测量速度快、精度高、范围大，可现场测量等特点。在航空航天、船舶、雷达、高铁、能源设备、汽车、大科学装置等大型装备制造领域具有广泛应用，本报告重点介绍激光跟踪仪研发技术及相关领域中应用。清华大学教授 张书练《激光回馈精密测量技术新进展》（点击报名）张书练，清华大学教授，博士生导师。激光和精密测量专家，偏振正交激光器纳米测量技术的国内创建人和国际主要创建人。曾任清华大学精密测试技术及仪器国家重点实验室主任，现任广东省计量院重点实验室学术委员会主任。作为第一完成人，获国家技术发明二等奖两项，教育部自然科学一等奖两项，电子学会发明一等奖一项等十余次奖项。在ISMTII-2017国际学术会议上被授终身贡献奖。出版专著：唯一作者3部，第一作者1部，主编国际会议专题文集2部，计测技术“教授论精密测量”一期，发表论文360余篇，发明专利权80余项。发明的双折射-双频激光器及干涉仪等纳米测量仪器已经批产。哈尔滨工业大学长聘教授 胡鹏程《超精密激光干涉位移测量技术进展与挑战》（点击报名）胡鹏程，哈工大长聘教授、博导，精密仪器工程研究院副院长，2019年入选国家高层次青年人才计划。校内兼职：第二届校学术委员会，委员；超精密仪器技术及智能化工信部重点实验室，副主任；超精密光电仪器工程研究所，常务副所长。校外兼职：中国计量测试学会，第八届计量仪器专业委员会，副主任委员；IEEE Senior Member；中国电子学会、中国光学工程学会，高级会员；中国仪器仪表学会传感器分会，理事；教育部学位与研究生教育发展中心，中国高校创新创业教育研究中心，评审专家；《光学精密工程》编委，《哈尔滨工业大学学报》青年编委，《红外与激光工程》青年编委；国家重点研发计划引力波探测重点项目，咨询专家组，成员；ISPEMI 2018, Secretary General；IFMI&ISPEMI 2020，Cochair of organizing committee，IFMI&ISPEMI 2022，Cochair of organizing committee 学术研究：围绕超精密激光测量与光电仪器方向，从事基础研究、关键技术突破和仪器研制测试。承担国家科技重大专项课题、技术基础项目、国家重大工程项目、国家自然科学基金国际合作研究项目、国家自然科学基金重大研究计划课题、国家自然科学基金面上项目等，项目经费1.2亿余元；发表SCI检索论文60篇，出版编著1部，申请/授权国内外发明专利152项。 科研成果奖励：中国计量测试学会科学技术进步奖，一等奖(第1完成人，基础类，2021年)；国家技术发明奖，二等奖（第5完成人，2013年）等。报告摘要：甚多轴高速超精密激光干涉测量技术与仪器是高端装备发展与前沿研究的重大核心基础技术，作为光刻机等高端装备中不可替代的核心单元，其直接决定了装备所能达到的极限运动精度与整体性能；作为溯源精度最高的长度计量测试仪器，其准确统一全国相关量值，支撑国际单位制量子化变革等前沿研究。随着高端装备发展与前沿研究的迅猛发展，其甚多轴、高速、超精密测量需求越加显著，使激光干涉测量技术发展不断面临新的挑战。为此，开展了甚多轴高速超精密激光干涉测量技术研究，突破了激光稳频、多轴干涉镜组、干涉信号处理等多项关键技术，研制成功系列超精密激光干涉测量仪器，测量速度优于5m/s，动态测量分辨力0.077nm，光学非线性误差优于0.02nm，并在微电子光刻机、国家基准装置、德国PTB超测量装备等成功应用，为我国高端装备发展与前沿研究奠定重大共性技术基础。中国计量科学研究院课题组长/副研究员 崔建军《差分珐珀激光干涉微位移计量及应用研究》（点击报名）崔建军副研究员长期从事精密几何量测量技术及计量标准研究，主持和参加科技部重大仪器专项、国家重点研发计划、国家及北京市自然科学基金项目、国家市场监管总局项目等30余项精密测量与几何量计量研究项目，获得浙江省科学技术进步二等奖、国家质检总局科技兴检二等奖、中国计量测试学会科学技术进步三等奖等多项省部级奖励，发表论文近40余篇，申请专利近30项，软件著作权20余项，正在负责及参加起草的国家计量检定规程规范10余项。主持建立新一代双频激光干涉仪计量标准装置、激光测微仪、光栅式测微仪校准装置、纳米薄膜厚度计量标准装置等多项国家量值最高的计量标准装置。提出了双频差分法布里珀罗激光干涉技术原理，研制了准确度达到数十皮米的微位移及干涉仪非线性计量装置。担任担任全国半导体器件、全国光学和光子学光纤传感、全国试验机等3个标准化技术委员会委员，担任中国机器人检测认证联盟技术委员会分工作专家组专家，国家计量标准的一级考评员和一级注册计量师，中国计量科学研究院研究生导师，南方科技大学、河南理工大学等多所高校兼职研究生导师，担任《计量学报》、《计量科学与技术》、《中国计量》、《中国激光》，《光学学报》、《sensor review》《measurement》、等十余份国内外期刊审稿人。报告摘要：微位移测量是高端装备核心零部件设计和先进制造急需的应用基础技术，也是几何量计量、微纳制造和光刻技术等发展所急需的关键技术。报告针对当前急需的纳米及亚纳米精度的激光干涉仪、亚纳米电容测微仪和纳米位移传感器等难以计量的现状，创造性提出采用固定频差双频激光建立差分珐珀干涉系统的光学理论，并研究基于该理论构建精度达到数十皮米甚至更高量级的位移测量技术实现方法，研制实现皮米级分辨力的高精度位移测量装置，推动国家精密测量、先进制造等领域的高质量发展，也为建立皮米级国家最高微位移计量标准装置提供技术方法。扫码报名抢位指导单位：中国计量测试学会主办单位：仪器信息网协办单位：上海大学会议日程报告时间报告主题报告人单位职务10月20日上午09:30-10:00工业视觉技术进展及装备应用邾继贵天津大学精密仪器及光电子工程学院院长10:00-10:30激光跟踪仪精密测量技术与应用周维虎中国科学院微电子研究所主任/研究员10:30-11:00激光回馈精密测量技术新进展张书练清华大学教授11:00-11:30待定胡鹏程哈尔滨工业大学长聘教授10月20日下午14:00-14:3020年来齿轮测量技术的发展石照耀北京工业大学长江学者特聘教授14:30-15:00基于波长移相技术的光学平行平板轮廓和厚度信息测量技术于瀛洁上海大学机电工程与自动化学院院长15:00-15:30视觉在线测量与检测技术卢荣胜合肥工业大学教授15:30-16:00面向智能制造的全过程、全样本、全场景测量李明上海大学教授10月21日上午09:00-09:30工业摄影测量技术研究及应用郑顺义武汉大学教授09:30-10:00装备空间运动误差被动跟踪测量方法与仪器娄志峰大连理工大学副教授10:00-10:30差分珐珀激光干涉微位移计量及应用研究崔建军中国计量科学研究院课题组长/副研究员10:30-11:00面向先进制造过程的在线计量技术研究赵子越中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所高级工程师

近日，天津三英精密仪器股份有限公司（简称：三英精密）发布2023年度报告。报告显示，三英精密2023年度实现营业收入1.80亿元，较去年同期增长41.21%；归属于挂牌公司股东的净利润0.14亿元，较去年同期增长381.75%；毛利率为43.64%。2023年末，三英精密总资产4.46亿元，同比增长69.41%；归属于挂牌公司股东的净资产为3.02亿元，同比增长126.56%。2023年度，三英精密通过国家级专精特新“小巨人”企业认定，获批筹建天津市重点实验室，并募集资金1.35亿元，以加快主营业务发展。三英精密在报告中提到未来五年的经营计划：1、持续开发电子领域及动力电池等在线无损检测设备随着电子产品的集成度及安全性能要求越来越高，电子器件之间的连接也越来越密集，非破坏性的3D工业CT在线检测或测量在生产过程质量监测中必不可少，近年来X射线3D工业CT在高端制造 领域的应用成为新的增长点。而使用自动化检测设备代替人工检测是工业无损检测行业的重要发展方向。2、开发新材料检测的广泛应用新材料是未来发展的重大趋势，将广泛运用于汽车、航天等领域，而X射线三维显微镜和工业CT等专业检测设备在新材料检测领域应用广泛，公司将会在新材料领域不断开发新的应用。3、加快国产替代进程由于以美国为首及其盟友的发达国家对中国大陆高端制造业的打压和制裁为三英精密的国产替代进程提供了良好的发展机遇。公司自主研发的X射线三维显微镜和工业CT设备，最高图像分辨率可达到0.5微米，目前全球范围内仅德国蔡司可以达到同等水平。这类设备可广泛用于汽车电子、新能源电池、石油地质、航空航天、船舶、兵器等诸多领域的无损检测，逐步实现国产替代。

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

12月30日，国内半导体专用设备研发制造领军企业——沈阳和研科技股份有限公司与沈北新区成功签约，企业计划投资3.15亿，在沈北兴建半导体产业项目。此次签约，标志着沈北新区在半导体产业发展上迈出突破一步！新项目，新期待12月30日，沈阳和研科技股份有限公司与沈北新区（辉山经开区）正式签约。企业计划投资3.15亿，拟建设占地95亩的半导体精密设备生产基地项目，项目达产后，预计第一年实现产值5亿元，三年实现产值10亿元。沈北新区区委书记、辉山经开区党工委书记吴军，沈阳和研科技有限公司董事长袁慧珠等政企双方相关负责人出席了签约仪式。新产业，新亮点沈阳和研科技股份有限公司成立于2011年， 目前正在筹备上市，是一家专业从事半导体专用设备及配件耗材的研发、生产、销售、咨询、服务于一体的多元化公司，也是国内半导体行业的领军企业。公司主营业务划片机及其相关半导体封装设备等在行业排名国产设备第一；在国内半导体精密划切细分领域市场占有率第一；和研制造的划片机全国市场销量、品牌效应、技术、售后服务排名第一。公司合作伙伴包含比亚迪、中国电科、阿里巴巴、华为、腾讯、晶导微电子等一众知名企业。特别值得一提的是，和研科技作为辽宁省集成电路封测领域优势企业，曾研发出辽宁省首台12英寸高精度全自动精密划片机，实现了对国外垄断产品的国产化替代，推动了精密磨划设备的国产化进程。该公司此次与沈北签约的项目，主要建设半导体设备生产车间、研发楼、实验室、办公用房及配套设施等。项目建成后，将成为沈北新区打造半导体产业的全新引擎，未来将为沈北半导体等战略性新兴产业发展起到重要作用，更将为全市全省半导体行业贡献新的经济增长点。

成果名称高精密半导体激光系统的研制单位名称北京大学联系人马靖联系邮箱mj@labpku.com成果成熟度&radic 研发阶段 □原理样机 □通过小试 □通过中试 □可以量产成果简介：在新一代高精度卫星全球定位系统中，星载原子钟、新一代原子干涉仪、新一代重力测量仪等精密测量设备都迫切需要频率稳定度高、对参考谱线具有自动识别功能的高精密外腔半导体激光器。此外，发展具有我国自主知识产权的高精密半导体激光技术，使我国摆脱此类高端激光依赖进口的被动局面，将为我国新一代的高精度卫星全球定位系统、环境检测技术和生物检测技术等高新技术的发展打下坚实的基础。北京大学信息科学与技术学院陈徐宗教授申请的&ldquo 高精密半导体激光系统的研制&rdquo 项目，以研制具有国际先进水平的高精度可调谐半导体激光器和高精度倍频激光器为目标，瞄准该课题中的关键技术，着力解决高精度可调谐外腔半导体激光器的光栅反馈的稳定性、宽连续可调谐范围、中心波长范围等核心问题。 2009年，该项目获得了北京大学&ldquo 仪器创制与关键技术研发&rdquo 基金资助。在基金的资助下，通过关键器件的购置和实验材料的加工，课题组开展了一系列富有成效的工作，包括：外腔半导体激光头的研制、精密电源与高精密频率控制器的研制、精密光谱监测系统的研制、激光倍频光学系统的研制、倍频腔稳频电路的设计和精密控温器的研制等，实现了激光自动锁频、连续稳频、迁谱线智能识别等创新功能。在未来的工作中，课题组将进一步提升该系统的稳定性和可靠性，优化相关工艺设计，推动高精密半导体激光技术的发展与产业化。应用前景：在新一代高精度卫星全球定位系统中，星载原子钟、新一代原子干涉仪、新一代重力测量仪等精密测量设备都迫切需要频率稳定度高、对参考谱线具有自动识别功能的高精密外腔半导体激光器。

1月17日，科技部在北京正式发布《全球生态环境遥感监测2022年度报告》，报告包含“北极地区冰雪与植被变化”和“全球大宗粮油作物生产形势及复种与灌溉的贡献”两个专题。其中，“北极地区冰雪与植被变化”专题报告(以下简称“北极专题报告”)，由中山大学牵头，联合精密测量院、武汉大学、国家卫星气象中心、南京大学等国内极地研究领域优势科技力量共同编制完成。精密测量院研究员江利明领衔的影像大地测量学团队，负责“北极专题报告”中的格陵兰冰川边缘线数据分析及相关中英文内容编写。利用多源卫星遥感数据，首次研制了2002-2021年整个格陵兰298条冰川边缘线逐季(典型冰流系统为逐月)数据产品，揭示了格陵兰冰川边缘线呈整体退缩趋势的时空变化特征及其大气、海洋驱动机制。自2018年以来，该研究团队在国家重点研发计划课题“格陵兰“冰盖-溢出冰川-海冰”系统关键过程遥感强化观测研究”等多个国家级项目资助下，围绕南北极冰盖关键要素多尺度变化特征及其驱动机制开展持续、深入研究，相关研究成果发表在《地球物理研究通讯》(《Geophysical Research Letters》)、《地球与行星科学通讯》(《Earth and Planetary Science Letters》)、《遥感》(《Remote Sensing》)、《国际数字地球学报》(《International Journal of Digital Earth》)等地学领域权威期刊上。2002—2021年格陵兰各流域平均边缘线的时空变化特征及其气候驱动机制2002—2021年格陵兰Zachariae Isstrom冰川边缘线变化(图片来源： CCTV-13新闻频道报道截图)近20年来，由于全球增温及北极“放大效应”的影响，北极冰雪与植被正在发生快速变化，是全球气候变化的风向标。“北极专题报告”显示，2002—2021年间，北极海冰覆盖范围缩减范围超过200万平方公里，占2002年最小海冰范围的近40%；格陵兰冰盖所有区域都发生过表面融化，主要集中在冰盖边缘地区，84%的格陵兰冰川出现退缩，平均退缩1.37公里；77.4%的北极陆表区域绿度增加，面积约550万平方公里，相当于整个亚马逊雨林的面积。该专题报告为开展北极环境变化对全球气候变化的响应研究和应对全球气候变化提供科学依据。报告全文和相关数据集产品均面向社会公开发布，可通过国家遥感中心网站(http://www.nrscc.most.cn/)和国家综合地球观测数据共享平台(http://www.chinageoss.cn/geoarc)下载。报告成果得到了人民日报、新华社、中央广播电视总台、科技日报等多家新闻媒体的宣传报道。17日发布会由科技部新闻发言人、办公厅吕静副主任主持，国家遥感中心赵静主任、刘志春副主任和中国科学院周成虎院士等领导和专家出席。据科技部国家遥感中心主任赵静介绍，科技部自2012年起持续组织开展《全球生态环境遥感监测年度报告》编制工作，面向国家重大战略需求和国际社会共同关切的议题，开展全球及洲际尺度的生态环境遥感监测、分析和评估，是我国深入实施创新驱动发展战略和联合国2030年可持续发展目标、推动全球生态环境保护和绿色低碳发展的一项重要举措。

2016年12月11日，国家重点研发计划“纳米科技”重点专项项目“纳米尺度多场物性与输运性质测量及调控”启动实施工作会议在深圳召开。南京大学祝世宁院士、中国科学技术大学杜江峰院士、上海纳米技术及应用国家工程研究中心何丹农教授等10余位项目咨询专家、科技部高技术研究发展中心代表、以及项目和课题承担单位的负责人和研究骨干参加了会议。　　该项目由中国科学院先进技术研究院联合华南师范大学、南京大学和清华大学共同承担。项目旨在揭示光电、热电、磁电材料和器件的微观结构、局域响应和宏观性能的关联，分析铁电极化对光电转换的调控作用，界面和缺陷对热电输运的影响，以及微纳结构和磁电耦合的相互作用，发展基于多功能扫描探针的纳米测量与调控技术，在纳米尺度综合定量测量调控材料电学、光学、磁学、力学和热学多场物理及输运性质，并以此解决先进功能材料与器件的一系列关键科学问题，进而形成一系列原创、具有自主知识产权的新思想(如宏观微观协同调控测试)、新技术(如多功能扫描探针激励和多场原子力显微样品加载)、新方法(如跨尺度实验测试、数据采集、和计算模拟)和新发现(如光电、热电、磁电多场物性和耦合新机制)，推动纳米技术、高速低能耗信息处理与存储、微电子器件、高效清洁能源以及精密仪器等产业和领域的发展。　　科技部高技术研究发展中心代表对项目的执行和管理提出要求，强调了纳米科技重点专项项目“重立项、重过程、重验收”的基本原则，要求项目承担单位和研究人员增强责任感和使命感，强化项目组织实施，加强课题间的交流，立足学科领域发展前沿，力争在重大科学问题与关键技术问题上取得原创性突破。　　项目负责人李江宇教授介绍了项目的整体情况，各课题负责人就课题的具体研究目标、实施方案、研究难点以及如何突破、下一步工作计划等进行了详细介绍。项目咨询专家就项目的研究目标、研究内容和技术方案等给予指导，对项目的执行和管理提出了指导性意见和建议，希望通过研发具有自主知识产权的多功能扫描探针的纳米测量与调控技术，为先进功能材料与器件方面的研究提供强有力的工具。

为了推动微尺度增材制造技术的发展和应用，第一届高精密微尺度增材制造峰会将于2021年8月18日在线上举办，本次峰会旨在搭建一个微尺度增材制造技术及其应用进展的高端交流与分享平台，探讨微尺度增材制造技术的研发进展、应用创新，并展望其未来发展方向。 一、会议名称：第一届高精密微尺度增材制造峰会二、会议时间：2021年8月18日下午1:30 – 5:30三、会议主题：高精密微尺度增材制造峰会四、会议主要方向：探讨微尺度增材制造技术的研发进展、应用创新，并展望其未来发展方向五、会议参与方式：线上直播微信扫码进入，设置“开播提醒”线上链接：https://appqd9qsvik6134.h5.xiaoeknow.com/v2/course/alive/l_61137097e4b054ed7c4ca3de?app_id=appqD9QSViK6134&alive_mode=0&pro_id=&type=2六、组织机构：主办单位：深圳摩方新材科技有限公司峰会主席：葛锜 副教授（南方科技大学） 陈小明 教授（西安交通大学） 七、峰会议程：详见附件一（如主题和时间有调整以最后通知为准）。八、联系我们：联系人：邢羽翔电话：0755-26600689邮箱：tommasxing@bmftec.cn 附件一：会议日程及报告安排峰会嘉宾介绍：主办单位介绍：摩方精密（BMF, Boston Micro Fabrication）于2016年05月03日在深圳成立，专注于超高精密微纳3D打印领域，是全球领先的超高精密3D打印技术及颠覆性精密加工能力解决方案提供商。摩方公司基于面投影微立体光刻技术开发的3D打印系统，能够实现2~25μm的打印精度，5~50μm的打印层厚，宏观成型尺寸，±10~±50μm的样件公差控制能力，在众多领域提供了颠覆性的精密加工解决方案。作为微尺度3D打印的先行者和领导者，在三维复杂结构微加工领域，摩方团队拥有超过二十年的科研及工程实践经验。目前，已有来自全球25个国家的700多家客户采用摩方精密微纳3D打印技术。摩方公司已与全球众多知名企业展开合作，提供全球领先的精密增材制造技术方案，应用于精密连接器、医疗器械、消费电子产品、通讯等行业、组织支架、过滤膜等领域。国内外大量知名高校和科研机构也已经采用摩方的设备，应用于微纳力学、超材料、仿生学、微流控以及生物医疗等领域，并发表了一系列高水平科研成果。

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

这台设备像给大米进行一次X射线的透视，3分钟之内就能查出被检大米是否重金属超标。　　大米是生活必需品，其是否卫生、有没有被重金属污染，是消费者关心的问题。记者昨日在长沙市质量技术监督局了解到，高精密度稻米中重金属快速检测仪今年在长沙投用。这台设备像给大米进行一次X射线的透视，3分钟之内就能查出被&ldquo 体检&rdquo 大米是否重金属超标，相比传统的标准方法两天检测出结果提速了近千倍，极大地便利了粮食质量安全的监测。　　更精确：打一&ldquo 枪&rdquo 测超标情况　　这台检测仪器由湖南省食品安全生产工程技术研究中心主任彭新凯发明，并联合一家检测技术公司研发，据称是世界上首台能运用多晶X射线衍射技术开发的一款食品重金属快速检测仪，去年12月获国家专利。　　记者昨日在实验室看到，这台白色检测仪外型像一台小型微波炉，只有55厘米长、33厘米宽和44厘米高。检测仪的正面是一个显示窗口，像电脑的显示屏。　　对于这台检测仪的检测原理，彭新凯形象地解释为：用X射线给大米打了一&ldquo 枪&rdquo ，这一&ldquo 枪&rdquo 直接激发稻谷的重金属原子核，激发了M、K、L等壳层能量波的跃迁。仪器对跃迁产生的荧光光谱进行对应分析，从而判断被检大米含有何种重金属，&ldquo 就像美国登月车用X射线能量射手来检测月球含有哪种元素的原理一样，但仪器检出限由10-3mg/Kg提高到10-8mg/Kg，检测的精度提高了十数万倍，测试的结果符合GB/T5009.15-2003等标准和规定的要求。&rdquo 　　更便捷：检测步骤减少了，提速近千倍　　&ldquo 这种检测仪还有更快速、无污染、零耗材的优点。&rdquo 彭新凯介绍说，根据通用的检测标准要求，农民种植的稻谷进行检测需要送样到市级及以上检测中心才能受检。接受样品之后，检测人员需要进行8个小时以上的浸泡处理，再进行相关的检测，&ldquo 整个流程做完有11个程序，需要两天的时间。而这种仪器是无损检测，操作简便，检测成本低，只要3分钟定性，12分钟定量。无需前处理，轻轻松松就完成。&rdquo 　　记者了解到，在今年的收粮工作中，望城区新康乡的万亩试验田基地和长株潭的试验田基地都已用上了这种检测仪。这种检测设备只有35公斤重，对于环境没有特殊要求，能在田间地头运用，适合收购现场和鉴定抽查使用，将来还可以用于环境检测、制药企业的产品检测、商超集市等食品检测机构进行运用，&ldquo 在全国的这些机构进行运用，实现产业化量产之后，未来将形成一个产值达十数亿元的检测装备市场。&rdquo 国家粮食局标准质量中心今年在多地进行了测试验证，并组织专家评审之后认为，这种方式可以满足稻米中镉含量快速检测的需要，建议推广使用。　　操作简单　　记者昨日在实验室采访时，工作人员现场演示了一次仪器的操作过程。　　1 将一个5厘米直径的塑料容器里装满约10克稻谷，将容器放在检测仪上方一洞口里，旋紧、盖上。　　2 在屏幕上设定测试时间200秒，启动扫描。约3分钟后，显示窗口出现波状图案。　　3 完成检测后显示屏上显示检测报告为&ldquo 镉(Cd)的标准要求为：小于等于0.2mg/kg，测试值为0.023mg/kg，测试结果：passed&rdquo 。注：以上稿件转载自新华社，文中观点不代表本网立场，仅供读者参考。

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。

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　　据悉，近日中科院微观磁共振重点实验室杜江峰、石发展、王亚等人在金刚石单自旋量子精密测量研究方向取得重要进展，提出并通过实验实现了一种以金刚石氮-空位(NV)色心单自旋为量子传感器(以下简称“金刚石量子传感器”)的电探测方法，并首次通过磁抑制的NV色心实现了金刚石近表面电噪声信息的提取，为金刚石量子传感器在电探测方向的应用提供新的途径。且该研究成果以“编辑推荐”形式发表在近期的《物理评论快报》上 [Nanoscale Electrometry Based on a Magnetic-Field-Resistant Spin Sensor, Phys. Rev. Lett. 124, 247701 (2020)]。/pp　　对电、磁等基本物理量高分辨率高灵敏度的探测在物理、材料、生命科学等领域均有重要应用。金刚石中的NV色心以其室温大气环境下优越的相干性质而成为高灵敏的磁量子传感器，在磁性探测与成像方面兼具高灵敏度高分辨率的综合优势，已用于单分子磁共振和纳米尺度磁成像等领域[杜江峰团队在该方向的代表性论文：Nature Physics 10, 21 (2014) Science 347, 1135 (2015) Nature Methods 15, 697 (2018) Science Advances 5, eaau8038 (2019) Science Advances 6, eaaz8244 (2020)]。同时，NV色心作为电信号量子传感器早在2011年被提出[Nat. Phys. 7, 459 (2011)]，且被证明在室温大气环境下具备单个电荷的探测灵敏度，目前已实现对金刚石体内的电荷与电场探测。但NV色心作为量子传感器，最终实用化的目标是将其应用于金刚石体外信号表征。为了将NV色心用于金刚石体外样品的电信号高灵敏度与高分辨率的表征，需要将其制备于10纳米到几十纳米深度位置的金刚石浅表层处。但是金刚石近表面磁噪声环境复杂，NV色心易受到磁信号干扰，限制了其对电场探测的实际应用。/pp style="text-align: center "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 247px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202007/uepic/69305224-156a-4a31-a381-c7e6fbc655cd.jpg" title="实验示意图.png" alt="实验示意图.png" width="600" height="247" border="0" vspace="0"//pp　　图 1：(a) 实验示意图，金刚石表面覆盖电极施加电场，旁边放上通电流的螺线管施加磁场。(b) NV色心新本征态的能级随电极电压(即电场，红线及圆环所示)与螺线管内电流(即磁场，蓝线及方块所示)的关系，可见其仅对电场变化有响应。/pp　　为了解决这一局限性，该研究提出了一种能抑制磁信号和噪声同时对电场敏感的方法。NV色心作为一种自旋体系，其对磁场具有天然的敏感性，相对而言对电场的敏感度较低，因此消除磁场干扰是电探测的前提。研究中设计了一种连续动力学解耦序列，形成特定的缀饰态空间，有效地抑制了NV色心对磁场的响应，同时保留对电场的线性响应(如图1所示)，从而构建了一个更加有效的电信号量子传感器。更进一步，研究人员利用这种新的电探测方法，研究了金刚石近表面的电噪声分布。过去认为金刚石近表面NV色心感受到的噪声主要来源于金刚石上表面分布的未配对电子或自旋引起的电磁噪声。另外，他们还发现除了金刚石上表面的电噪声，距离金刚石表面约10纳米深的内部(NV色心周围)的电噪声也不可忽略。通过建立模型与定量的实验研究这两处电噪声，发现它们之间存在显著的相关性。这种定量的探测和分析是以往研究方式无法实现的，而新方法对磁噪声呈现出高度抑制的作用，因此可以被用于金刚石近表面纯电噪声信息的提取。这有助于更准确地分析表面噪声的性质和来源，从而进行针对性的消除。/pp　　该研究成果验证了新的基于金刚石量子传感器的电探测方法，这种方法相对于以往基于NV色心的电探测方式大幅增强了对磁噪声的抑制，从而延长了其相干时间并提高了电探测的灵敏度。该方法非常适用于电磁场共存样品的表征，例如多铁材料。结合NV色心高分辨成像的特性，有望在材料的电磁性质表征领域取得重要应用。除此之外，该方法同样具有室温大气环境下单个电子电荷的探测灵敏度，其可应用于凝聚态以及半导体等材料的电信号表征。/pp　　/pp/pp　　国仪量子公司发布的量子钻石单自旋谱仪，也可应用于该类研究，用于验证实现基于金刚石氮-空位(NV)色心量子传感器的高分辨电磁探测。量子钻石单自旋谱仪是一台基于NV色心的以自旋磁共振为原理的量子实验平台，通过控制光、电、磁等基本物理量，实现对钻石中氮?空位(NV色心)发光缺陷的自旋进行量子操控与读出，与传统顺磁共振、核磁共振相比，具有初态是量子纯态，自旋量子相干时间长，量子操控能力强大，量子塌缩测量实验结果直观等独特优势。/pp style="text-align: center "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 427px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202007/uepic/ec49a55e-b66b-42c2-b332-a244aa2ed2d2.jpg" title="量子钻石单自旋谱仪.png" alt="量子钻石单自旋谱仪.png" width="600" height="427" border="0" vspace="0"//pp　　量子钻石单自旋谱仪在谱学分析和结构解析等应用中具有独到优势，可实现单蛋白等单分子电子顺磁共振，纳米尺度核磁共振，活体细胞温度、磁场、动作电位探测等。/pp　　/ppbr//p