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精確到納米!我超精密測量技術(shù)沖破“封鎖線”
2021年05月14日 10時40分   新華網(wǎng)

南極天文望遠鏡、空間引力波探測裝置、極大規(guī)模集成電路制造裝備、光刻機……這一系列關(guān)鍵裝備的加工制造,都需要依靠超高精度的測量儀器對大量光學元件的各項參數(shù)進行測量。以往,超精密測量技術(shù)受到國外封鎖,成為制約高端裝備制造發(fā)展的瓶頸問題。

近日,由上海理工大學光電學院莊松林院士領(lǐng)銜的韓森教授團隊與蘇州慧利儀器有限責任公司共建聯(lián)合實驗室所研發(fā)的國產(chǎn)化高端產(chǎn)品——數(shù)字化激光干涉儀進展順利。據(jù)介紹,該項目研究成果技術(shù)難度大、創(chuàng)新性強,取得了多項自主知識產(chǎn)權(quán),部分產(chǎn)品填補國內(nèi)空白,PV值測量等核心指標及相關(guān)技術(shù)達到國際領(lǐng)先水平。

有裝備制造的地方就需要精密的測量儀器

“簡單來說,干涉儀就是將激光分為兩束,照射至需要測量的器件上,再匯合產(chǎn)生干涉,從而精確地測量出被測件表面的形貌誤差,包括平面、球面、柱面或者自由曲面?!表n森向科技日報記者介紹,數(shù)字化干涉檢測技術(shù)是結(jié)合光學干涉測量原理與計算機技術(shù)、能夠?qū)崿F(xiàn)納米精度的非接觸式測量技術(shù),是超精密光學計量、國家大科學裝置及工程、高端工業(yè)檢測領(lǐng)域最重要的手段之一。

中國裝備制造要實現(xiàn)突破,首先要解決制造質(zhì)量問題,其核心關(guān)鍵就是超精密測量能力?!坝醒b備制造尤其是高端裝備制造的地方,就需要精密的測量儀器,國內(nèi)精密測量儀器不能照搬國外的那一套,我們必須把核心技術(shù)掌握在自己手中?!表n森說道。

團隊針對中國高端檢測儀器和技術(shù)的需求,系統(tǒng)性地開展了模塊化激光干涉儀設(shè)計以及應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)的研究與攻關(guān)。他們首先基于模塊化設(shè)計思路開發(fā)了激光干涉儀的核心關(guān)鍵部件和測量軟件,形成了多種型號高精密數(shù)字化激光干涉儀;接著在滿足高精度相對測量基礎(chǔ)上提出絕對檢測算法和閉環(huán)自檢技術(shù),使平面面形檢測精度提高5倍。

在雙重身份中縮短創(chuàng)新與市場的距離

技術(shù)創(chuàng)新到市場,還有多遠的路需要走?“最后一公里”是科技成果轉(zhuǎn)化的普遍難題。

“早在2018年,上理工就與蘇州慧利儀器有限責任公司共建聯(lián)合實驗室,以人為紐帶,讓高校教授長期深度對接產(chǎn)業(yè),更有利于盤活一系列資源?!表n森表示,在“大學教授”和“創(chuàng)業(yè)者”的雙重身份下,高校的基礎(chǔ)創(chuàng)新與企業(yè)的技術(shù)實踐緊密綁定,提高了科研成果轉(zhuǎn)化率和使用效益。

目前,項目成果完成了數(shù)字化激光干涉儀的工程化,研制出多種口徑的商業(yè)化檢測儀器,實現(xiàn)“產(chǎn)學研用”的完美結(jié)合。相關(guān)產(chǎn)品及技術(shù)已經(jīng)在國家計量單位、國家大科學裝置及工程、高精密光學機械加工行業(yè)等多家企事業(yè)單位進行推廣應(yīng)用,有助于提升中國高端檢測儀器在市場的占有率,推動高精密檢測技術(shù)發(fā)展。

項目團隊還參與起草國家行業(yè)標準、國家平晶檢測規(guī)程和數(shù)字式球面干涉儀校準規(guī)范工作,填補國內(nèi)空白。項目授權(quán)發(fā)明專利5項、實用新型專利5項,發(fā)表論文10余篇,榮獲中國產(chǎn)學研創(chuàng)新成果一等獎、日內(nèi)瓦發(fā)明展特別金獎等多個獎項。

(責任編輯:蔡文斌)

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