精確到納米！超精密測量技術(shù)沖破“封鎖線” 部分產(chǎn)品填補(bǔ)國內(nèi)空白

南極天文望遠(yuǎn)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(jī)……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(duì)大量光學(xué)元件的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)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(xué)光電學(xué)院莊松林院士領(lǐng)銜的韓森教授團(tuán)隊(duì)與蘇州慧利儀器有限責(zé)任公司共建聯(lián)合實(shí)驗(yàn)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(jìn)展順利。據(jù)介紹，該項(xiàng)目研究成果技術(shù)難度大、創(chuàng)新性強(qiáng)，取得了多項(xiàng)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，部分產(chǎn)品填補(bǔ)國內(nèi)空白，PV值測量等核心指標(biāo)及相關(guān)技術(shù)達(dá)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。”韓森向科技日?qǐng)?bào)記者介紹，數(shù)字化干涉檢測技術(shù)是結(jié)合光學(xué)干涉測量原理與計(jì)算機(jī)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(xué)計(jì)量、國家大科學(xué)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(shí)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。“有裝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。”韓森說道。

團(tuán)隊(duì)針對(duì)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(jì)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(jì)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(hào)高精密數(shù)字化激光干涉儀;接著在滿足高精度相對(duì)測量基礎(chǔ)上提出絕對(duì)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(yuǎn)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(zé)任公司共建聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，以人為紐帶，讓高校教授長期深度對(duì)接產(chǎn)業(yè)，更有利于盤活一系列資源。”韓森表示，在“大學(xué)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(shí)踐緊密綁定，提高了科研成果轉(zhuǎn)化率和使用效益。

目前，項(xiàng)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(shí)現(xiàn)“產(chǎn)學(xué)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(jì)量單位、國家大科學(xué)裝置及工程、高精密光學(xué)機(jī)械加工行業(yè)等多家企事業(yè)單位進(jìn)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(dòng)高精密檢測技術(shù)發(fā)展。

項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)還參與起草國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、國家平晶檢測規(guī)程和數(shù)字式球面干涉儀校準(zhǔn)規(guī)范工作，填補(bǔ)國內(nèi)空白。項(xiàng)目授權(quán)發(fā)明專利5項(xiàng)、實(shí)用新型專利5項(xiàng)，發(fā)表論文10余篇，榮獲中國產(chǎn)學(xué)研創(chuàng)新成果一等獎(jiǎng)、日內(nèi)瓦發(fā)明展特別金獎(jiǎng)等多個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)。

(記者 王 春)