精密管材激光加工平台

时代在发展技术在进步20世纪60年代第一台红宝石激光器诞生制造业进入“光”时代从纳秒、皮秒到飞秒人们对激光技术的探索未曾止步 时间换算：1秒=109纳秒=1012皮秒=1015飞秒时间越短，激光作用在材料表面的时间越短，对材料表面的影响越小，加工效果也更好，因此超快激光技术已成为制造业精密加工领域的热点话题。 在精密加工领域，传统纳秒激光加工设备仍占据了大部分市场。但是就加工效果而言，飞秒及皮秒激光加工更具优势与前景，可飞秒激光器由于自身的可靠性低、价格昂贵等原因，从科研到工业应用，还需一段时间。与纳秒激光相比较，皮秒激光加工具有更短的脉冲宽度、更高的峰值功率，能够达到更好更精细的加工效果，实现真正冷加工，基本无炭化，逐步成为主流选择。 ▲正业激光切割效果图（皮秒VS纳秒） 正业皮秒激光切割机 正业科技研发生产的皮秒激光切割机应用超快激光技术，适用于覆盖膜（CVL）、柔性板（FPC）、软硬结合板（RF）和薄多层板的切割成形。 01切割实例 02独特优势 1、真正冷加工，基本无炭化：激光脉宽小于10ps，炭化范围极小，基本看不到炭化现象。 2、切割效果更精细：采用小单脉冲能量，高频加工，精雕细作，加工面更加精细光滑，综合加工精度高达±20μm。 3、双台面，零上下料时间，效率高，速度更快：皮秒的重复频率非常高，可达兆赫兹，大幅度提升加工效率。 4、加工前预览功能：避免切板报废。 正业激光 正业科技在PCB行业历经22载，始终认为技术创新才是企业的立足之本，是企业长久生存和可持续发展的不竭动力，不断攻克激光技术难题，探索超快激光技术奥秘。 目前，正业科技承担的激光类国家重点计划项目有典型硬脆构件的超快激光精密智造技术及装备、激光高性能连接技术与装备和激光高精度快速复合制造工艺与装备。 未来，正业科技将不断增强核心竞争力，积极拓展激光技术应用产业链，满足市场及广大客户需求，通过做强“激光”助力制造业转型升级发展。

2022难加工材料元件的超精密金刚石加工技术短课程培训https://b2b.csoe.org.cn/meeting/YSAOM2022SC.html制造业是国民经济的主体，是立国之本、兴国之器、强国之基。单点金刚石车削技术（SPDT）作为一种高效率、高精度的光学表面加工方法，可直接生产具有纳米级表面粗糙度和亚微米级形状精度的光学元件，已成为实现多种光学应用最佳的解决方案。本短课程主要针对难加工材料元件的加工技术进行介绍，以单点金刚石超精密机床为载体，结合物理光学、应用光学、材料力学、精密机械、光学设计、光学加工技术以及相关的应用知识等，介绍难加工材料光学元件的超精密可加工材料和面型金刚石加工技术在当下的发展与挑战、机遇和市场需求。以实践应用角度出发，结合加工材料、加工面型、金刚石刀具等方面介绍难加工材料光学元件的超精密金刚石加工技术，超精密切削的特点和加工表面质量影响规律，以及难加工材料元件能场复合超精密加工技术等方面知识，培养国家急需的高端制造行业的工程人才，为我国成为世界制造强国奠定技术应用基础。一、培训时间：2022年7月29日9:00-12:00(8:00-9:00签到)二、培训地点：长春国际会展中心大饭店三、主办单位：中国光学工程学会四、承办单位：中国光学工程学会先进光学制造青年专家委员会五、课程形式：授课式，实例解析六、课程说明：学员自带电脑，自带Zemax软件，完成培训发放培训证书七、讲师介绍： 薛常喜，长春理工大学光学工程学科教授，博士生导师，2011年香港理工大学从事博士后研究工作。主要从事光学设计与衍射光学、光学超精密制造技术及其应用方面的研究工作。现中国光学工程学会先进光学制造青年专家委员会副主任委员，全国光学和光子学标准化技术委员会光学材料和元件分技术委员会委员，中国光学学会光学制造技术专业委员会委员，红外与激光工程和应用光学期刊青年编委。现主持国家自然科学基金等国家级、省部级高层次科研项目。在国内外学术刊物发表论文50余篇，多篇论文被Spotlight on Optics和Edtior pick。获吉林省自然科技奖三等奖一项，吉林省自然科学学术成果奖二等奖一项，国防科学技术进步奖三等奖一项，兵器集团科技进步二等奖一项，博士学位论文获吉林省优秀博士学位论文。宗文俊，哈尔滨工业大学机电工程学院教授、博士生导师，目前为中国生产工程分会精密工程与微纳技术专业委员会委员、中国机械工程学会高级会员、国际纳米制造学会会员、亚洲精密工程与纳米技术协会会员。近20年来，一直从事天然金刚石刀具与微工具制造技术、可见光-红外宽频谱光学超精密车削技术研究，发表学术论文70余篇，编写专著1部。主持并参与了国家自然科学基金、国防基础科研核科学挑战计划与重点、国家重大科技专项、授权国家发明专利近30项。指导博士生获2020年中国机械工程学会上银优秀博士论文铜奖1人次，荣获机械工业联合会技术发明二等奖、国防科技进步三等奖、兵器工业集团科技进步二等奖等科研奖励。许金凯，长春理工大学机电工程学院教授，博士生导师。现为长春理工大学跨尺度微纳制造教育部重点实验室主任，精密制造及检测技术国家地方联合工程实验室主任。国家科技奖励评审专家，十三五“增材与激光制造”国家重点研发计划青年专家，机械工程学会极端制造分会第一届委员会委员,《International Journal of Extreme Manufacturing》期刊青年编委。长期从事精密超精密加工技术、跨尺度微纳制造技术领域的研究工作。近5年，主持国家重大专项课题、国家重点研发计划、国家自然科学基金重点项目等10余项国家、省部级科研任务，发表SCI学术论文30余篇，获授权发明专利25件，获省部级一等奖2项，二等奖1项，研究成果成功用于国家多个领域，促进了科技水平的进步。张建国，博士，华中科技大学机械科学与工程学院副教授，机械工程学科博士生导师，2014年日本名古屋大学获机械工程博士学位。主要从事椭圆振动金刚石微细雕刻技术研究，进行难加工材料(碳化钨、模具钢、单晶硅等)的微纳切削工艺开发，以推动具有先进功能微结构表面的新型光学元件在光电子产业的应用。在制造领域国际知名期刊发表SCI检索论文45篇，参编Springer英文专著1部，授权超精密制造领域专利5项。研究成果获得2020年《极端制造》优秀论文、2019年中日超精密加工国际会议优秀论文、2015年日本精密工学会研究奖励、2014年日本机械学会优秀论文、2011年日本砥粒加工学会优秀论文。2019年入选湖北省海外高层次人才青年项目，2021年入选华中科技大学第四批学术前沿青年团队，担任中国光学工程学会第一届先进光学制造青年专家委员会委员。八、难加工材料元件的超精密金刚石加工技术提纲第一部分 光学超精密车削技术概论1.1 超精密加工技术发展概述1.2 超精密加工技术分类1.3 超精密车削技术的加工材料和面型第二部分 超精密切削的特点和加工表面质量影响规律2.1 超精密切削的特点2.2 切削参数对加工表面粗糙度的影响2.3 金刚石刀具晶向和刀刃质量对加工表面粗糙度的影响2.4 工件材料特性对加工表面粗糙度的影响第三部分难加工材料光学元件的超精密金刚石切削技术介绍3.1 典型难加工光学材料及其应用3.2 超声振动金刚石切削技术简介3.3 超声振动金刚石切削装置的设计3.4 难加工材料超声振动切削材料去除机理3.5 光学功能表面超精密制造及其应用第四部分 难加工材料元件能场复合超精密加工技术4.1 高强难加工材料激光辅助微加工技术4.2 高精度深/薄零件超声复合加工技术4.3 高强难加工材料零件电化学加工技术2022光学自由曲面设计与检测短课程培训https://b2b.csoe.org.cn/meeting/YSAOM2022SC.html随着现代光学技术的快速发展，光学工程的成像光学技术和非成像光学技术发展迅猛，尤其是光学自由曲面的应用研究，成为光学工程领域的应用研究热点。光学自由曲面是光学照明、光学显示、光生物医学、光通讯与光传感等重要领域的关键核心器件，含有自由曲面元件的光学系统已在军事、商业等髙端成像系统得以应用，能够满足现代工业、生物医学、国防等众多领域对成像的要求，在现代光学工程领域中扮演着重要角色。本课程拟结合光学设计和光学制造的优势，主要介绍成像自由曲面和非成像自由曲面的设计、自由曲面制造以及自由曲面的检测技术及其相关案例，为光学自由曲面在VR、AR和HUD等光学工程领域快速发展和应用提供技术支撑，促进相关领域的更新换代技术的发展。一、培训时间：2022年7月29日13:30-16:30(12:30-13:30签到)二、培训地点：长春国际会展中心大饭店三、主办单位：中国光学工程学会四、承办单位：中国光学工程学会先进光学制造青年专家委员会五、课程形式：授课式，实例解析六、课程说明：学员自带电脑，自带Zemax软件，完成培训发放培训证书七、讲师介绍： 薛常喜，长春理工大学光学工程学科教授，博士生导师，2011年香港理工大学从事博士后研究工作。主要从事光学设计与衍射光学、光学超精密制造技术及其应用方面的研究工作。现中国光学工程学会先进光学制造青年专家委员会副主任委员，全国光学和光子学标准化技术委员会光学材料和元件分技术委员会委员，中国光学学会光学制造技术专业委员会委员，红外与激光工程和应用光学期刊青年编委。现主持国家自然科学基金等国家级、省部级高层次科研项目。在国内外学术刊物发表论文50余篇，多篇论文被Spotlight on Optics和Edtior pick。获吉林省自然科技奖三等奖一项，吉林省自然科学学术成果奖二等奖一项，国防科学技术进步奖三等奖一项，兵器集团科技进步二等奖一项，博士学位论文获吉林省优秀博士学位论文。于清华，中国科学院上海技术物理研究所研究员，博士生导师，上海市三八红旗手，长期专注于空间红外探测成像领域，开展自由曲面光学系统设计、研制和标定方法的研究，主持国家自然学科基金、国防预研、中科院青年创新促进会“优秀会员”基金等多项科研项目，作为科技部重点领域创新团队核心骨干参与国家重大型号任务，获得国家技术发明一等奖、中国科学院杰出科技成就奖、上海市巾帼创新新秀奖等多项科技奖励。近5年，发表代表性科技论文5篇，获授权发明专利6项，翻译学术专著1部。吴仍茂，博士，浙江大学特聘研究员，国家优青。2013年毕业于浙江大学获博士学位，后于2013-2016年期间分别在西班牙马德里理工大学和美国University of Arizona从事博士后研究工作，并于2017年4月入职浙江大学。主要从事自由曲面光束调控和新型成像技术的研究工作，在包括Optica、Laser & Photonics Reviews、Optics Letters等国际知名光学期刊上发表SCI论文50余篇。2017年获中国仪器仪表学会金国藩青年学子奖，2019年获阿里达摩院青橙奖，2020年获国家优秀青年科学基金项目资助，2021年获OSA Kevin P. Thompson Optical Design Innovator Award。沈华，博士，南京理工大学教授、博士生导师。美国加州大学洛杉矶分校（UCLA）访问学者。中国光学学会光学测试专业委员会秘书长，中国光学工程学会首届先进光学制造青年专家委员会常务委员。江苏省“青蓝工程”中青年学术带头人、江苏省“333高层次人才工程”。长期致力于高端激光精密制造与检测成像技术的创新研究工作，主持国家重点研发计划课题、国家自然科学基金、军委装发预研重点项目、江苏省重点研发计划等高层次项目20余项。获得国防科学技术发明二等奖1项、教育部科学技术发明二等奖1项、2019年度中国光学领域“十大社会影响力事件”、中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛金奖项目指导教师、江苏省优秀本科毕业设计指导教师。现任国家卓越期刊《Chinese Optics Letters》期刊编委、中国激光杂志社首届青年编委会委员。八、光学自由曲面设计与检测培训提纲第一部分 光学自由曲面简介1.1 光学自由曲面的研究进展及历史1.2 光学自由曲面元件的设计与检测技术1.3 光学自由曲面元件的制造技术第二部分 非成像自由曲面的设计技术及案例2.1 非成像光学基本概念及原理2.2 太阳能光伏中的自由曲面设计简介2.3 自由曲面照明光束调控技术2.4 自由曲面LED照明及激光束整形设计案例第三部分 成像自由曲面的设计技术及案例3.1 光学自由曲面成像系统的结构选型3.2 光学自由曲面成像系统的设计方法3.3光学自由曲面成像系统的性能评价方法3.4光学自由曲面成像系统的装调与标定 第四部分 自由曲面的检测技术及案例4.1 自由曲面检测的特点与难点4.2 接触式自由曲面检测技术及典型案例4.3 基于计算全息的自由曲面检测技术及典型案例4.4 基于倾斜波面干涉术的自由曲面检测及典型案例九、报名人员要求：基础知识要求：参与培训人员需要经过基本的物理学和光学基础知识训练。名额有限，报名从速。1000元/人同时报名两门课程或者同一单位2人以上报名，可以享受9折优惠1.在线支付：线上报名完成后，可跳转到在线支付页面，选择“支付宝”在线完成支付。2.汇款转账：开户银行：工行北京科技园支行户名：中国光学工程学会账号：0200296409200177730费用包含培训、教材、发票、证书和餐费，其他费用自理，开具“培训费”发票报名网址：https://b2b.csoe.org.cn/registration/YSAOM2022SC.html十、同期活动：2022年先进光学制造技术及应用国际会议暨第二届国际先进光学制造青年科学家论坛https://b2b.csoe.org.cn/meeting/YSAOM2022.html十一、协议酒店：会议酒店：长春国际会展中心大饭店（吉林省长春市经济技术开发区会展大街100号）酒店预订方式：陈经理（18166846117）可享受会议价标间（双早）：318元/天和298元/天十二、联系人：王海明 中国光学工程学会电话：022-59013420邮箱：wanghaiming@csoe.org.cn刘兴旺 中国光学工程学会电话：022- 58168885邮箱：liuxingwang@csoe.org.cn

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。