量子干涉测量仪

一、采购项目名称：宁波海洋研究院采购红外折射率测量仪及中波红外干涉仪项目二、项目编号：CBNB-20221203三、公告期限：2022年5月31日至2022年6月8日止四、采购组织类型：分散采购委托代理五、采购方式：公开招标六、招标项目概况（货物名称、数量、简要技术要求、采购预算/最高限价）：品目号货物名称数量简要规格描述采购预算/最高限价一红外折射率测量仪1台用于测量光学材料的折射率特性，具体详见招标文件450万元二中波红外干涉仪1台用于红外玻璃均匀性检测，球面、非球面以及自由曲面等面型透镜加工精度检测，具体详见招标文件250万元

近日，冷原子量子精密测量和量子计算技术研发商中科酷原科技（武汉）有限公司（以下简称“中科酷原”）完成数千万元A轮融资，独家投资方为中科创星。据悉，本轮融资主要用于量子精密测量仪器和原子量子计算的研发和产业化，进一步强化公司人才储备，提升公司核心竞争力，将系列化的量子精密测量仪器和量子计算产品在科研、教学和科普等领域进行推广和应用。中科酷原成立于2020年，核心团队源自中国科学院精密测量创新与技术研究院，先后承担过973、863、国家重点研发计划等多项国家项目。公司于2020年获得中科科源基金种子轮的投资，入选了武汉市量子技术产业重点企业；2021年获得湖北省工友杯创业大赛决赛第一名、湖北省工会“工人先锋号”等荣誉。核心团队研制的原子绝对重力仪参加了第十届绝对重力仪的国际比对，测量结果得到国际计量局的认可，仪器测量灵敏度和稳定度等关键指标已达到国际一流水平。团队自主研制的小型化原子重力仪入选“中科院自主研制仪器产品”名录。中科酷原以推动量子技术革命的浪潮为使命，致力于为科研机构、企业研发部门、工业生产和教育科普等领域的客户提供技术先进、品质优异、成本可控的量子技术产品。地球重力场反映物质分布及其随时间和空间的变化。测量重力场的仪器统称为重力仪，具体可分为相对重力仪和绝对重力仪。量子重力仪是一种典型的绝对重力仪，它摆脱了传统光电仪器的工作机理限制，直接利用物质的量子本质进行精密测量，测量精度也有了大幅提升。量子重力测量研究分为超高精度和小型化两个方向。大型超高精度喷泉式冷原子重力仪有望应用于验证爱因斯坦广义相对论理论、探测引力波、研究暗物质和暗能量等，成为基础科研的有力工具。小型化下抛式冷原子重力仪有望应用于可移动平台，例如航空重力仪、潜艇重力仪甚至卫星重力仪。英国伯明翰大学率先开发了名为Wee_G的量子重力仪样机，并于2018年成功实现了量子重力梯度仪样机Gravity-Imager的测试。2019年该团队进一步将Wee_G的重力场测量精度提升至10-9mGa数量级。其未来有望被当成一个早期预警系统，用于监测火山喷发前衡量火山的岩浆堆积程度。同时，它还能被用于民用工程以及油气储藏的勘察等。美国的激光干涉引力波观测仪（LIGO）成功测量到在距离地球13亿光年处的两个黑洞合并所发射出的引力波信号。总体来说，随着相关技术的发展，将广泛应用于地球物理、资源勘探、地震研究、重力勘察等领域。

“新春上班第一天，省委、省政府就召开高规格的全省性会议，不仅是省委、省政府对民营企业的重视，也是对我们民营企业的激励，我深感使命在肩。”国仪量子技术（合肥）股份有限公司董事长贺羽说。　　国仪量子成立于2016年12月，是一家以量子精密测量为核心技术的专精特新“小巨人”企业，主要从事量子精密测量、量子计算及高端科学仪器的技术研发和相关产品的研制、生产与销售。国仪量子通过不断地原始创新、沿途下蛋和技术整合，以“鼎新”带动“革故”，打造以量子测量仪器为核心的先进仪器产业集群。去年，国仪量子营收超4亿元，实现连年翻番，研发投入占比近30%，现有员工600余人，其中，研发人员占比近70%，荣获“独角兽企业”称号。　　据介绍，公司成立时就承接了中国科大原始创新成果的产业化任务，并在国家及省市多项重点研发项目的支持下，不断进行原始创新，陆续研制并发布了多款“人无我有”“人有我优”的高端科学仪器。在公司的高端科学仪器产业化过程中，诞生了一系列关键部件，均取得了性能指标的突破。这些部件形成的产品，不仅提升了国产化率，同时为公司带来了更广阔的市场空间。　　“随着原始创新设备和关键器件在市场的推广应用，国仪量子在科学仪器行业形成了集聚效应，技术关联或市场相近的一些科学仪器团队不断聚拢、融合发展，形成以量子测量仪器为核心的先进仪器产业集群雏形。”贺羽介绍，公司成立7年来，集中精力办好自己的事情。目前，实现了量子精密测量仪器全球市场占有率领先；顺磁共振谱仪国内市场占有率第一，并超过其他进口品牌总和；电子显微镜年成交量近200台，国内市场占有率前三，超过其他国产品牌总和。目前，公司正在积极有序筹备上市工作。　　“国仪量子将立足安徽，坚持量子科技和高端科学仪器主航道，催生出更多‘从0到1’的原创性成果，突破一批‘卡脖子’关键核心技术，不断拓展行业应用示范场景，助力量子领域科技创新实现并跑领跑。”贺羽说。

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

日前，国仪量子（合肥）技术有限公司制定的《固态量子材料自旋信息测量仪》企业标准顺利通过“企业标准信息公共服务平台（安徽）”登记备案。该标准将于2019年12月20日正式实施。这是国内首个面向量子精密测量领域产品的企业标准。通过对产品企业标准的制定，规范了固态量子材料自旋信息测量仪的技术要求、试验方法、检验规则以及标志、包装、运输、储存等。已达到整个生产过程规范化、程序化和科学化，使产品质量得到保证，废品率降低，经济效益提高。一流的企业做标准，国仪量子通过产品企业标准的制定建立自己的竞争壁垒，树立行业领导品牌，积极提升企业在整个行业中的公众形象。通过规范产品，破除各种各样技术贸易的壁垒，从而抢占国际国内市场先机，在产品参数的设定等方面引领产品或者行业的动向。国仪量子实现了标准体系建设零的突破，下一步将积极参与到行业标准和国家标准的制定中，提升企业的市场核心竞争力，引领行业的发展，担负起为国造仪的使命，掌握更多的国际话语权。

2018先进材料研究国际研讨会于2018年8月2日至8月5日在中国上海市举行，此次会议由中国材料研究学会、北京理工大学、东华大学和应用物理化学国家重点实验室（陕西应用物理化学研究所）联合主办。研讨会旨在推动中外材料科学与技术科学的发展，扩大中外学者在科学研究层面的合作水平，同时为国内材料研究工作者和博士生提供有关综述和展望近年来新材料最新进展和科研成果的平台。会议现场滨松中国展台滨松近红外绝对量子产率测量仪Quantaurus-QY PLUS C13534亮相了本次会议。绝对法是一种快速而准确测定量子效率的方法，该方法具有低能源消费与高环境保护的特点，所以被广泛应用于先进材料研究。滨松近红外绝对量子产率测量仪Quantaurus-QY PLUS是采用绝对法测量光致发光材料量子产率（PLQY）的集成化全新产品，通过集成光源、分光系统、积分球以及探测器于一体，大大提高了空间利用率，产品的软件操作自动化，让用户可以简单、便捷地使用产品。其可以测量薄膜、粉末以及液体样品，包含样品的激发光谱、发射光谱、量子产率、色度参数、EEM谱。在前代产品的基础上，Quantaurus-QY PLUS C13534增加了可扩展近红外探测器通道以及可扩展外接光源的接口。可扩展的近红外通道可以将量子产率的测量范围扩展至300-1650nm，覆盖市面上发光材料量子效率测量需求波段。与普通双通道探测器不同，滨松的双通道探测器测量结果通过算法拟合，结合JCSS级别的校准技术，可以让双通道结果无缝接合，得到稳定结果。产品的外接光源扩展接口可外接激光器以及高能氙灯等光源，可以轻松测量低量子产率以及上转换发光的材料，满足客户对于低发光效率以及上转换材料的测量需求。滨松近红外绝对量子产率测量仪 Quantaurus-QY PLUS C13534产品涉及领域广泛，包括荧光粉、量子点、有机电致发光材料、金属有机框架材料、PV敏化染料电池片、荧光探针、钙钛矿材料、上转换材料、AIE材料等。凭借优秀的性能以及滨松高效优质的技术支持和产品服务，近红外绝对量子产率测量仪Quantaurus-QY PLUS在研讨会期间受到了与会专家学者的高度关注。

第3届高端测量仪器国际论坛暨第13届精密工程测量与仪器国际会议（IFMI & ISPEMI 2024）于2024年8月8日至10日在山东青岛成功举办。本会议由国际测量与仪器委员会、中国计量测试学会、中国仪器仪表学会共同发起，中国工程院信息与电子工程学部指导，哈尔滨工业大学主办，中国计量测试学会计量仪器专业委员会、北京信息科技大学、中国石油大学（华东）、海克斯康制造智能技术（青岛）有限公司联合承办。本会议的目的是，邀请各国精密工程测量与仪器领域的高层科学家、专家与业界领袖，就国际精密工程测量与仪器领域面临的重大机遇、重大科学问题和关键技术问题进行研讨，交流国际精密工程测量与仪器领域取得的重大进展；特别是，根据世界新一轮科技革命与产业变革的前沿发展趋势，判断未来5年和10年精密工程测量与仪器技术的发展方向和技术路线；同时，推测未来5年和10年全球各领域对精密工程测量与仪器的需求，判断国际精密工程测量与仪器产业发展趋势；进而提出促进世界高端测量仪器科学研究与产业发展的建议，共同促进世界范围内高端测量仪器技术的发展。中国工程院院士、哈尔滨工业大学精密仪器工程研究院院长谭久彬教授担任大会主席并致辞。谭久彬院士指出：“随着超精密工程、精准医疗、智能制造和原子级制造，以及物联网、大数据、云计算、人工智能和智慧城市等领域不断发生革命性突破，精密工程测量与仪器技术必然迎来前所未有的巨大挑战和发展机遇。近年来，至少有三件大事将对精密测量和仪器技术的发展走势产生至关重要的影响。一是2018年国际计量大会正式通过了一项具有里程碑意义的重要决议，即7个国际基本计量单位均由自然常数来定义，并于2019年5.20国际计量日正式实施。这件事带来的直接好处是，标准量值传递链将实现扁平化和去中心化，这将导致国际测量体系与各国的国家测量体系发生革命性的变化。二是数字化制造、网络化制造和智能化制造发展得非常迅速，加上国际计量单位定义常数化、计量量子化发展双重趋势的作用下，精密测量仪器将产生新的形态；三是原子级制造的兴起将导致精密测量仪器技术成体系的创新。上述三件大事必将导致国际仪器产业体系的重大变革。”谭久彬院士担任大会主席并致辞大会现场中国计量测试学会副理事长兼秘书长马爱文先生、中国仪器仪表学会副理事长兼秘书长张彤先生、中国石油大学（华东）校长助理于连栋教授参加大会并在开幕式上致辞。中国计量测试学会秘书长马爱文在大会开幕式致辞中国仪器仪表学会副理事长兼秘书长张彤在大会开幕式致辞中国石油大学（华东）校长助理于连栋在大会开幕式致辞本次会议分为主论坛大会报告、分论坛研讨和圆桌论坛3部分。共有来自中国、美国、英国、德国、日本、韩国、加拿大、澳大利亚、俄罗斯、白俄罗斯、塞尔维亚、比利时、新加坡等13个国家和地区的280余位专家出席本次盛会，10900余名科技工作者和研究生观看了会议直播。大会特邀中国工程院院士、中国科学院长春光学精密机械与物理研究所所长张学军研究员，德国工程院院士Ö mer Sahin Ganiyusufoglu教授、白俄罗斯国家科学院主席团第一副主席Sergey Antonovich Chizhik院士、美国密歇根大学Steven Cundiff教授、韩国科学技术院Seung-Woo Kim教授、德国联邦物理技术研究院Jens Flügge教授、中国计量科学研究院原院长方向研究员、美国加州大学洛杉矶分校Mona Jarrahi教授、海克斯康制造智能技术研究院首席专家王慧珍女士等国际著名专家做大会主旨报告。张学军院士的主题演讲题为《机器人辅助的超精密非球面及自由曲面光学抛光》，提出了一种以机器人系统为中心的新型抛光方法，将确定性抛光技术（如计算机控制光学表面抛光和离子束整形）与机器人平台协同集成，形成了一种灵活、经济、高效的多轴抛光设备，在中型非球面和自由曲面光学元件制造中实现了亚纳米精度，同时大幅度降低了生产成本，可满足新一代高端制造装备制造、前沿科学实验所需的高端光学元件大规模生产需求。张学军院士发表主题演讲Ö mer Sahin Ganiyusufoglu院士的主题演讲《智能装备与在线测试》着重探讨了从大规模生产向创新驱动的高质量产业快速转型的发展趋势。在这一过程中，智能机器和智能制造技术扮演着至关重要的角色，这些技术能够通过在线测量和在线测试实现自动化的过程优化。他强调，传感器是信息数据获取的关键，并通过人工智能（AI）使装备“智能化”。Ganiyusufoglu院士通过汽车行业的若干实例详细介绍了从传统大规模生产向智能制造转型的过程。Ö mer Sahin Ganiyusufoglu院士发表主题演讲Mona Jarrahi教授在其题为《太赫兹技术的新前沿》的主题演讲中，介绍了一种新型高性能光电导太赫兹源，利用等离子体纳米天线实现了创纪录的太赫兹辐射输出，功率达到数毫瓦级，比现有技术提高了三个数量级，成功应用于太赫兹探测器、超光谱焦平面阵列和量子级探测灵敏度的外差光谱仪，使其在宽太赫兹频带和室温条件下的检测能力大幅提升。该技术突破为医疗成像、诊断、大气监测、制药质量控制和安全监测等领域带来了新的机遇，具有广阔的应用潜力。Mona Jarrahi教授在线发表主题演讲Seung-Woo Kim教授的主题演讲《基于梳状激光的光频率产生技术用于精密测量和仪器》，探讨了超短激光脉冲及其频率梳在现代计量学中的革命性应用。他指出，频率梳作为一种“频率标尺”，能够与微波原子钟或光钟稳定联结，产生超稳定的光频率，从而促进干涉测量和飞行时间测量等领域的技术突破。Kim教授进一步介绍了这种光频合成技术在自由空间相干通信、频率传输、光谱学以及太赫兹波生成等领域的应用。他还展望了频率梳技术未来在计量学和仪器制造领域的广泛应用前景，并提出了相关的技术挑战和解决方案。Seung-Woo Kim教授发表主题演讲Steven Cundiff教授的主题演讲《优化频率梳用于多梳光谱》集中讨论了双梳光谱技术的优势与挑战。双梳光谱是一种光学傅里叶变换光谱技术，通过使用两个略有不同重复频率的频率梳，实现无需移动部件的扫描延迟。Steven Cundiff教授指出，虽然双梳光谱在光谱分辨率、信噪比和采集时间方面表现优异，但也存在诸如光谱范围与采集时间之间的难以兼顾的问题。他提出，通过使用重复频率接近倍数关系的两个梳子，可以改善光谱分辨率，减少对信噪比的影响。此外，通过相位调制技术可以在不降低信噪比的情况下缩短采集时间，满足非线性光谱学中的高脉冲能量需求。Steven Cundiff教授发表主题演讲Sergey Antonovich Chizhik院士的发表了《原子力显微镜在微机械装置表征中的应用》的主题演讲，讨论了原子力显微镜（AFM）在微机电系统（MEMS）纳米级结构和材料性能表征方面的应用。Chizhik院士介绍了一系列自主开发的AFM设备和方法，及其在电子学和生物细胞研究中的应用，展示了包括纳米层析成像、静态与动态力谱学、纳米钻探以及振荡摩擦测量等技术的创新性应用。他还讨论了这些方法在生物细胞研究中的特殊应用，并展望了AFM在MEMS表征中的广阔应用前景。Sergey Antonovich Chizhik院士发表主题演讲方向研究员在主题演讲《计量数字化转型的机遇与挑战》中，详细探讨了数字化时代对计量学的深远影响。自2018年国际单位制（SI）重新定义以来，计量领域进入了数字时代，所有SI单位都基于物理学的基本定律和常数进行了定义。方向研究员介绍了数字化计量的转型过程，特别是国际计量委员会（CIPM）在推动全球数字化计量框架方面的努力，并探讨了未来计量技术和测量仪器发展面临的机遇和挑战。他强调，随着全球数字化转型的加速，计量学的数字化变革将继续深刻影响各个行业，推动工程测量技术的进一步创新和发展。方向研究员发表主题演讲Jens Flügge教授的主题演讲《干涉仪在测量系统中的集成》探讨了干涉仪在高精度测量中的广泛应用。Jens Flügge教授介绍了激光干涉仪的设计方案及其在不同测量系统中的应用，包括PTB纳米比长仪、用于硅晶格参数测定的光学/X射线干涉仪，以及用于干涉仪校准的真空比较仪等。他详细介绍了上述装备的设计、优化过程及其实际测量案例，展示了在降低测量不确定度和提高测量精度方面的创新性解决方案，阐明了干涉仪技术在计量领域的重要性和应用前景。Jens Flügge教授在线发表主题演讲王慧珍首席专家的主题演讲《智能计量技术深度赋能制造业高质量发展》重点介绍了现代几何计量技术的最新进展，及其在高端制造业中的应用。人工智能（AI）、多传感器技术和测量数据再利用相融合，实现了制造过程的优化和提高生产效率。她展示了智能几何计量系统提升生产精度和质量控制水平的典型案例，探讨了未来智能计量技术的发展趋势和挑战。她认为，随着先进制造业对高精度、高效生产需求的不断增长，智能几何计量系统将在提升制造业整体质量和竞争力方面发挥越来越重要的作用。王慧珍女士发表主题演讲分论坛分为10个分会场，共计63个分论坛邀请报告。分论坛的专家学者们结合测量仪器技术与精密工程各个分支方向，交流了目前本领域存在的重大科学问题与关键技术问题、具有发展优势的新的技术路线和近期重大研究进展与突破；探讨了因学科交叉衍生出的新原理、新技术和新方向；并对该领域未来10-15年的发展趋势与特点、新的应用背景和可能产生的新突破进行了探索与研判。除主论坛、分论坛的学术交流与研讨外，会议还以圆桌论坛形式进行战略研讨。圆桌论坛邀请测量仪器领域的著名专家学者与企业家参加了研讨。圆桌论坛围绕“面向高端装备制造的高端测量仪器发展战略”为主题展开讨论。与会专家学者与企业家首先就我国当前国家测量体系和仪器产业体系对先进制造支撑能力的现状及存在的问题，未来10-15年仪器领域重大应用场景战略需求、前沿仪器技术、发展趋势、全景路线图，全制造链、全产业链和全生命周期测量仪器体系建设框架构建，嵌入式、芯片化、微型化、小型化的计量标准体系与实时精度调控体系构建，仪器学科发展战略和创新领军人才培养体系，精密仪器产业体系构建、发展趋势研判、仪器产业布局构想等热点问题展开了热烈讨论，并达成了初步共识。

一、项目基本情况项目编号：SDGP370300000202202000688项目名称：淄博市计量技术研究院2022年专用设备采购项目预算金额：本项目总预算为1448500.00元,共分1个包,其中包1包含光学干涉轮廓仪、弱光照度计、垂直度测量仪升级改造等设备等设备:1448500.00元。采购需求：①采购名称：淄博市计量技术研究院2022年专用设备采购项目；②采购内容：包含光学干涉轮廓仪、弱光照度计、垂直度测量仪升级改造等设备等设备；③质量要求：所有产品的生产、制造等各项技术标准，应当符合国家标准、各项规范要求和使用许可；④质保期：产品质保期自安装调试完毕并经验收合格之日起不少于24个月。合同履行期限：进口设备在合同签订后60日历天内交货并安装调试完毕；国产设备在合同签订后30日历天内交货并安装调试完毕。本项目不接受联合体投标。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.落实政府采购政策需满足的资格要求：无单独资格要求。采购文件落实政府采购政策，包括节能环保产品、小型和微型企业、监狱企业和残疾人福利性单位等政府采购政策。3.本项目的特定资格要求：1、具有加载统一社会信用代码的《营业执照》有效证件；2、未被列入信用中国网(www.creditchina.gov.cn)、中国政府采购网(www.ccgp.gov.cn) 等渠道信用记录失信被执行人、重大税收违法案件当事人名单、政府采购严重违法失信行为记录名单；3、投标人提供“政府采购供应商信用承诺书”的承诺函。三、获取招标文件时间：截止到2022年11月08日14时00分（北京时间）。地点：淄博市公共资源交易网（http://ggzyjy.zibo.gov.cn/）招标文件获取方式： ①已在淄博市公共资源交易平台（http://ggzyjy.zibo.gov.cn/）注册的供应商，需要登录淄博市公共资源交易网网站首页点击“新系统登录入口”（http://ggzyjy.zibo.gov.cn:9181/TPBidder）根据页面提示重新完善信息。完善后在登录新系统免费下载采购文件。②未注册的供应商请到淄博市公共资源交易网（http://ggzyjy.zibo.gov.cn:8082/）在网站首页点击“新系统登录入口”（http://ggzyjy.zibo.gov.cn:9181/TPBidder）根据页面提示进行注册（注册类型：交易乙方）。咨询电话：0533-2270020、2270010、2270050，咨询时间：北京时间8：30-12：00，13：30-17：00（法定公休日、法定节假日除外）。技术咨询电话：400-998-0000。③为满足信息公开和供应商诚信体系建设需要，供应商还需同时在中国山东政府采购网（http://www.ccgp-shandong.gov.cn/）进行注册。未注册的供应商须登录中国山东政府采购网点击首页右侧“系统入口”模块的“供应商注册”进行注册。请各供应商自行查验，务必保证淄博市公共资源交易网与中国山东政府采购网的注册单位名称及统一社会信用代码信息一致。四、提交投标文件截止时间、开标时间和地点截止时间： 2022年11月09日14时00分（北京时间）投标文件递交方式： 将加密的电子投标文件在截止时间前通过淄博市公共资源交易网 “上传投标文件”栏目上传完成。①拟参加本项目的投标人须办理并取得数字证书（电子签章）后，方可加密生成及上传电子投标文件。请各投标人仔细阅读《数字证书办理注意事项及相关资料下载》（淄博公共资源交易网→办事指南→服务指南）并按照须知要求办理。②投标人可到淄博市公共资源交易中心一楼大厅办理数字证书，也可网上办理。山东CA（山东省数字证书认证管理有限公司）证书办理电话为400-607-8966，CFCA（中金金融认证中心有限公司）证书办理电话为0533-3590310。其他具体操作请参考“新点投标文件制作软件（淄博版）操作视频-采购类”（淄博市公共资源交易中心网站→办事指南→服务指南），技术咨询电话：400-998-0000。开标时间： 2022年11月09日14时00分（北京时间）地点：?网上开标大厅。请各供应商在开标前登录网上开标大厅（http://ggzyjy.zibo.gov.cn:9181/BidOpeningHall/bidopeninghallaction/hall/login）,在线准时参加开标活动并进行投标文件解密、答疑、澄清等。五、公告期限自本公告发布之日起5个工作日。六、其他补充事宜本项目采用网上开标模式。各投标人无需到达开标现场，请在开标时间截止前登录网上开标大厅，在线准时参加开标活动并进行报价文件解密等。网上开标等详细事宜见招标文件 “网上开标提示”模块。七、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：淄博市计量技术研究院地 址：淄博市张店区共青团西路98号联系人：陈杰联系方式：0533-23159562.采购代理机构信息名 称：山东和鑫盛工程咨询管理有限公司地 址：山东省淄博市张店区新村西路42号铂金商务大厦4层联系方式：0533-23088813.项目联系方式项目联系人：薛皎、吕丽媛电 话：0533-2308881

近日，由514所航天河公司牵头的国家重点研发计划“重大科学仪器设备开发”专项“低场量子电阻测量仪”项目顺利通过国家科技部、高技术研究发展中心组织的综合绩效评价验收。 验收会以视频的方式进行，科技部高技术研究发展中心组织了来自清华大学、北京大学、中科院、中国计量院等单位的国内顶级技术专家和财务专家形成的评审专家组。项目负责人徐思伟研究员对项目执行情况进行了汇报、黄晓钉研究员对项目技术进展进行了汇报。 专家组严格按照项目任务书，对项目目标和考核指标完成情况、研究成果水平及创新性、成果示范推广及应用前景、项目组织管理及内部协作配合、人才培养等情况进行综合绩效评价。经过质询和讨论，专家组一致认为：项目攻克了多项核心技术，高质量完成了任务书规定的研究内容和考核指标，通过终期验收。 “低场量子电阻测量仪”项目由514所航天河公司牵头，北京东方计量测试研究所、中国计量科学研究院、中船重工鹏力（南京）超低温技术有限公司、中国科学院电工研究所、湖南银河电气有限公司、中国工程物理研究院计量测试中心和北京博华鑫诺科技有限公司联合承担。项目组经三年艰辛努力，研制出新型量子电阻测量仪，可满足国内电阻计量和精密电阻测量的广泛需求。 项目组利用“低场量子电阻测量仪”产品的技术优势，已经在型号测试、军工计量和高精度仪表研制领域开展了应用研究，对装备计量保障和国产精密仪器技术指标的提升发挥了重要作用。后续，514所将进一步持续开展推广应用工作，服务国计民生。

5月21日，2024量子精密测量赋能产业发展大会暨第三届量子科仪节在合肥高新区举行。国仪计测（深圳）量子科技有限公司重磅首发了自主研发的微波量子精密测量仪器——QuEM-I计量型微波量子场强测量仪（Metrology-grade Quantum Microwave E-field Meter），这是一款基于高激发态里德堡原子的全新微波量子精密测量仪器，在测量灵敏度、频率范围、不确定度以及计量溯源性方面具有独特的优势，可广泛应用于微波计量测试、电磁兼容、电磁环境监测、频谱分析及无线通信等领域。发布会现场仪器介绍QuEM-I 计量型微波电场测量仪（Metrology-grade Quantum Microwave E-field Meter）是一款基于高激发态里德堡原子的微波量子精密测量仪器。基于量子相干效应将微波电场直接溯源至基本物理常数普朗克常数（h = 6.62607015×10-34Js）和国际单位制（SI）基本单位频率。这种全新的量子测量仪器在测量灵敏度、频率范围、不确定度及溯源性方面具有独特的优势。技术优势01 碱金属原子固有能级频率标尺实现仪器自校准02 支持基于本地时钟或GNSS远程高精度频率溯源03 低电磁扰动光纤耦合原子探头 / 微波腔增强型原子探头（选件）04 支持国标GB/T 43735-2024多模式里德堡原子制备泵浦激光组合05 内置减隔振机构，光机电一体化高度集成，支持定制硬件调试接口06 友好操控界面，底层软件开放，提供不确定度分析模块应用场景&bull 无线电计量&bull 电磁兼容&bull 电磁环境检测&bull 频谱分析&bull 电磁成像&bull 无线通信&bull 雷达导航关于国仪计测（深圳）量子科技有限公司国仪计测（深圳）量子科技有限公司是中国计量科学研究院系列专利技术通过科技成果转化，与国仪量子技术（合肥）股份有限公司合作设立的科技型公司，成立于2022年，注册地位于国际科创中心城市深圳，公司专注量子计量测试科学仪器研发与推广，当前重点研发基于里德堡原子的量子微波测量科学仪器及其配套设备。

图1 来源：诺贝尔奖委员会官网。北京时间10月4日17时45分，有着“理科综合奖”之称的诺贝尔化学奖揭晓。瑞典皇家科学院决定将2023年诺贝尔化学奖授予美国科学家Moungi G.Bawendi、Louis E Brus，俄罗斯科学家Alexei l.Ekimov ，以表彰他们对量子点的发现和研究。该奖项的授予充分表明了量子点技术在科学领域中的又一重要突破。 01量子点是一种纳米级半导体发光材料，通过施加一定的电场或光压，这些纳米半导体就会发出特定频率的光，而发出光的频率会随着半导体的尺寸的改变而变化。因此，我们通过控制它们的尺寸和形状，就可以控制其发出的光的颜色（如图2），从而获得独特的光学和电子特性（如图2）。 图2 量子点荧光随尺寸的变化示例。 由于量子点丰富的物理化学性质，吸引了很多学者投身其中，目前已经形成了很多重要的前沿技术。除了我们熟知的已经商业化的量子点液晶显示以外，量子点还可以用于未来显示、光伏发电、高性能激光光源应用、单光子光源应用以及作为荧光探针用于生物成像等。 02 作为一种独特的纳米材料，在量子点的研究中，首先会关注其光谱特征和量子产率；在一些情况下，电致发光效率和荧光寿命也是需要被测量的参数。 #宽广的光谱测量 在生物荧光探针等应用的量子点研究中，不仅需要测量可见光区的光谱，还可能需要测量近红外红外光的光谱。 图3 从可见到近红外连续光谱测量的双探测器方案。为了契合这样的需要，滨松Quantaurus-QY plus中不仅配备了高灵敏度高信噪比背照式CCD探测器（探测范围从紫外至约1100nm的近红外，如图3上左），而且配备了专门用于近红外波段的InGaAs探测器（从850nm至1650nm，如图3上右）。作为在光电行业深耕细作几十年，光探测器产品线非常宽广的技术型公司，滨松在Quantaurus系列产品中均选用了自产的探测器。并基于对探测器的深刻理解与定制，开发出了特有的“光谱无缝缝合”技术，使得通过可见光探测器和近红外探测器所得到的光谱能够衔接在一起（如图3），从而使用户可以在350-1650nm的范围内，横跨可见及近红外区域得到完整且精准的光谱和真实的量子产率数值。(如图4） 图4 文献案例：横跨可见到红外的光谱测量。500nm左右的峰为吸收光谱，1300nm左右的峰为发射光谱。(N. Hasebe, et al. Anal. Chem.&ensp 87&ensp (2015), 2360)。 #精准的量子产率测量滨松量子产率测试仪对上至100%，下至1%以下的量子产率都具有非常准确的测量能力（如图5）。 图5 滨松量子效率分析仪对一些标准样品的测试值与文献值的对比(K. Suzuki, et al. Phys. Chem. Chem. Phys. 11 (2009), 9850)。 为了得到精确的结果，除了在硬件方面精益求精，滨松也一直在研究量子产率测量中的各种误差来源。比如对于许多量子点，激发光谱和发射光谱会有所重叠（如图6）；这意味着量子点发出的荧光有可能被自身再次吸收——这种自吸收（reabsorption)现象会导致量子产率的测量值低于真实值，而且越浓的溶液低估得越厉害（如图7）。图6 几种量子点的吸收及发射光谱。实线为吸收光谱，多点连线为发射光谱；蓝绿黑红对应着量子点尺寸从小到大。(U. Resch-Genger, et al. Nat. Methods 5 (2008), 763)。 针对这种低估量子产率的可能，滨松运用了对应的自动测量流程及算法（K. Suzuki, et al. Phys. Chem. Chem. Phys.&ensp 11&ensp (2009), 9850）保证得到最为准确的量子产率读数（如图7）。 图7 自吸收（Reabsorption)校正结果示例(K. Suzuki, et al. Phys. Chem. Chem. Phys. 11 (2009), 9850)。#滨松量子产率测量仪Quantaurus-QY plus

近日，第3届高端测量仪器国际论坛暨第13届精密工程测量与仪器国际会议（IFMI & ISPEMI 2024）在山东青岛成功举办。会议邀请各国精密工程测量与仪器领域的高层科学家、专家与业界领袖，就国际精密工程测量与仪器领域面临的重大机遇、重大科学问题和关键技术问题展开深入研讨，展望其未来发展方向和技术路线等。会议期间，仪器信息网特别策划了专访环节，荣幸地邀请到了中国计量学会秘书马爱文，就我国精密测量仪器产业发展现状与建议、精密测量技术未来发展方向、制造业转型升级面临的挑战等话题展开分享。国产精密测量仪器产业发展面临瓶颈马爱文秘书长表示，“国内精密测量仪器的发展正面临瓶颈期。从更宏观的视角审视，精密测量技术是社会发展水平的缩影。我们过去常言，测得准才能造得精。这意味着，只有不断推进高精度测量仪器的研发与应用，才能引领产品向更高质量、更高精度迈进。以机械制造业为例，要实现高精尖产品的制造，其背后的工业母机必须具备远超产品本身的精度标准，而测量技术则需再上一层楼，至少达到母机精度的三分之一以上额外精度，方能确保产品的质量。然而，不可否认的是，我国在机械加工领域，包括精度、可靠性等方面，仍面临诸多挑战，这也在一定程度上折射出我国精密测量仪器及其技术与国际先进水平之间的显著差距。更为严峻的是，国际上的高精度产品禁运政策，如同一道无形的壁垒，严重制约了我国多个产业，尤其是高精度仪器仪表产业的发展。但我坚信，挑战与机遇并存，中华民族自古以来便以坚韧不拔、勇于探索著称，面对重重困难，我们定能迎难而上，研发出具有自主知识产权的高精度测量仪器，满足社会高质量发展的迫切需求。”多措并举，推动精密仪器产业高质量发展马爱文秘书长进一步谈到：“推动精密仪器产业的全面发展，需采取多维度策略，首要且核心的是计量测试技术的坚实基础。2018年国际单位制迎来重大变革，将七个基本量被定义于基本物理常数之上，为全球测量技术领域树立了统一的基准线。然而，要精准定义这七个基本量、构建坚实的计量基准体系，仍面临漫长且艰巨的探索之路。鉴于此，国家应聚焦基础研究，攻克计量基准难题，研发高精度仪器，为技术转化与社会应用奠定基础。同时，仪器仪表产业需加大科研投入，加速成果转化，将创新应用于实践。国家与产业界共同努力，才能推动我国精密仪器产业的蓬勃发展。高精密测量仪器的性能，实为整个产业技术水平的集中展现。其内部集成的芯片、精密齿轮及诸多基础零部件，其性能与品质直接决定了仪器的测量精度。这些部件共同构建了一个精密而复杂的产品系统，而系统性问题的解决，如误差调控，便成为推动仪器仪表产业向前发展的关键所在。以激光干涉仪为例，其高精度的实现同样依赖于多元零部件的精密配合。因此，零部件的质量、设计思路、制造工艺等因素，均对精密测量仪器的整体精度产生影响。中国若要在高精度测量仪器领域取得突破，不仅需计量部门的不懈努力，更需整个产业链上下游的协同提升。近年来，我持续关注国产仪器与国外同行在性能与市场上的差距。从设计等多个维度来看，国产仪器已在众多领域展现出替代进口产品的强劲实力。然而，在稳定性和可靠性方面，国产仪器及设备存在一定短板。以机床制造为例，德国机床采用经过30年应力消除的钢材制作导轨，以确保长期精度稳定，而国内企业往往难以达到这种高标准，甚至存在直接使用未经充分应力消除的钢材制作导轨的情况。这直接导致机床在使用一两年后，因应力变化而影响测量精度，发生精度漂移。此现象并非个例，也广泛存在于各类精密测量与测试设备中。国产设备在初期往往表现出色，但长期使用后精度下降的问题较为突出。尽管国家已建立了严格的检定校准制度作为外部保障，但提升设备自身的稳定性和可靠性才是治本之策。此外，在科研领域，前沿理论的探索与现场实际应用的紧密结合也至关重要。针对仪器设备在不同应用环境下的性能变化，特别是测量精度的波动及其对最终结果的潜在影响，亟需深入探究。当前，我国计量体系已臻完善，国家计量院专注于计量基准的研究，各省计量院则负责计量标准的制定。同时，众多高校与科研院所也在测量技术领域深耕细作。我们应凝聚各方智慧与力量，共同推动高精度测量技术及仪器的研发与转化进程，以切实满足企业及社会发展的实际需求。当前，国家高度重视这一领域的协同发展，通过NQI等支撑项目，积极促进产学研深度融合，确保企业界的广泛参与。”AI与量子测量赋能精密测量技术发展聚焦精密测量技术，仪器厂商正积极拥抱人工智能（AI）技术，通过深度融合与创新应用，实现测量精度与效率的双重提升。对此，马爱文秘书长认为，人工智能与精密测量之间相辅相成，不可分割。精密测量借助人工智能的算法优化，显著提升了测量精度；然而，若过度聚焦于人工智能，可能导致对测试技术基础工艺及零部件材料研究的忽视，从而限制了测量技术的整体进步。因此，他强调两者应形成良性的互动循环，人工智能为精密测量提供算法支持，精密测量则为人工智能算法提供精确数据，共同推动整个系统性能的大幅提升。在探讨精密测量的未来发展方向时，马爱文秘书长则表示：“量子测量技术无疑是一个极具潜力和前瞻性的领域。随着2018年国际单位制中七个基本单位全面基于基本物理常数重新定义，人类社会正式迈入了量子时代，极大地促进了量子测量技术的发展。量子测量技术，简而言之，是利用量子、原子、分子等微观粒子作为测量工具，依托其独特的物理特性（如体积小、能量高、带电性、磁性等）来精确感知和测量外界环境的变化。这一技术因其极高的灵敏度，在精密测量领域展现出前所未有的优势，被视为未来发展的重要方向。然而，量子测量仍需攻克诸多技术难题，如离子干涉、离子阱的精确控制、单控温色芯技术的突破等。这些技术挑战要求我们在研发过程中不断创新，攻克难关，以实现量子测量技术的突破与应用。尽管如此，量子测量的潜力和价值不容忽视。它将成为人类认知世界、利用自然规律的重要工具。因此，我衷心希望仪器仪表产业能够紧跟量子测量技术的发展步伐，积极投入研发创新，推出具有自主知识产权的量子测量产品与设备。”精密测量：筑牢数字化与智能化转型的基石2024年3月，工信部等七部门联合印发《推动工业领域设备更新实施方案》，围绕推进新型工业化，以大规模工业设备更新为抓手，实施制造业技术改造升级工程，以数字化转型和绿色化升级为重点，推动制造业高端化、智能化、绿色化发展。针对此重大举措，马爱文秘书长发表了深刻见解：“数字化转型是一个多维度、深层次的变革过程。基于我在工业计量与测量领域的研究，以及对众多工业企业的实地考察，我深刻体会到，我国工业发展尚处在1.0至2.0的初级阶段，数字化与智能化水平与国际前沿存在显著差距，这主要受限于历史工业基础薄弱。然而，值得注意的是，国内大型企业已积极投身数字化、智能化、网络化转型，并初显成效，特别是在汽车制造业中，智能化技术的应用彻底革新了这一传统行业。关于精密测量技术，对于大多数工业企业而言，当前或许并不需要过于高端的测量设备；但在高端装备制造领域，如芯片制造与航空航天关键部件（如齿轮）的制造中，高精度测量仪器不可或缺。这种高精度需求推动了精密测量技术的发展，反过来精密测量技术也促进了工业企业的智能化与快速化进程。传感器作为智能化的基石，其高精度制造同样离不开先进测量技术的有力支撑。因此，精密测量技术与工业智能化之间形成了相辅相成、共同发展的良性循环。工信部最新推出的大规模设备更新政策，旨在通过优化生产工艺与流程，引领工业企业借助数字化转型实现制造质量的提升。在此过程中，我强烈建议加强对测量仪器与设备的集成应用，将其直接嵌入生产流程，确保产品质量的显著提升。以汽车制造业为例，高精度测量技术是机床与机器人高效运作的关键。只有确保机器人装配精准无误，才能组装出高质量汽车。因此，我们必须将计量与高精度测试技术融入设备更新与工艺改造之中，确保每一次升级都是对品质追求的深刻实践，而非简单的设备替换。此外，国家大力倡导的数字化转型及大数据应用，其根基源自精准的测量技术，特别是稳定可靠的高精度数据。这些数据不仅是提升产品质量的基石，也是节能减排、精细化管理及应对气候变化等战略决策的重要依据。因此，我们呼吁将计量与测试技术贯穿于产品全生命周期的每一个环节，从设计、研发、制造到检验、报废，全程赋能产业升级，减少资源浪费，促进可持续发展。同时，这也为测量仪器制造企业与供应商带来了前所未有的发展机遇，但前提是他们必须持续提供高质量的产品与服务，以满足市场的测量需求。”采访中，马爱文多次强调，精密测量技术不仅是产业升级的基石，更是国家高端科研不可或缺的支撑。作为科学研究的先行者，高精度的测量仪器应广泛服务于各科研领域，提供可靠的测量手段。与此同时，智慧城市、智慧交通、医疗及生命科学等领域都离不开精密的测量设备与仪器。我衷心希望，全国的仪器仪表制造企业能够瞄准社会需求，研发出更多高质量、高性能的测量仪器设备，共同促社会进步与发展。

近日，市场监管总局、科技部、工业和信息化部、国务院国资委、国家知识产权局联合印发《关于加强国家现代先进测量体系建设的指导意见》（以下简称《指导意见》），提出一个出发点、十一项重点任务和六项保障措施。 《指导意见》指出，测量是人类认识世界和改造世界的重要手段，是突破科学前沿、解决经济社会发展重大问题的技术基础。国家测量体系是国家战略科技力量的重要支撑，是国家核心竞争力的重要标志。国际单位制量子化变革以来，开启了以测量单位数字化、测量标准量子化、测量技术先进化、测量管理现代化为主要特征的“先进测量”时代。据介绍，《指导意见》提出一个出发点，鼓励和引导社会各方资源和力量，构建国家现代先进测量体系，提升国家整体测量能力和水平，服务经济社会高质量发展。十一项重点任务主要包括建立先进量传溯源体系；优化计量基准标准和标准物质建设；加快先进测量技术研究；推动先进测量仪器设备的研发和应用；建设国家先进测量实验室；提升企业测量能力和水平；推进测量数据积累和应用；完善先进测量技术规范；优化先进测量技术服务；发挥质量基础设施协同推动作用；培养先进测量人才队伍等内容。六项保障措施包括加强组织领导、完善制度保障、加大财政支持、强化知识产权战略、普及先进测量理念、加强国际测量合作等六项具体措施。近年来，我国计量事业得到快速发展，国家整体测量能力和水平不断提升，获得国际互认的国家校准与测量能力达1779项，位居世界前列。《指导意见》作为国家现代先进测量体系建设的纲领性文件，对未来一段时间我国测量事业的发展具有重要的战略指导意义。作为以量子精密测量为核心技术、高端科学仪器为主营产品的高新技术企业，国仪量子将面向世界科技前沿和国家重大需求，加大关键核心技术攻关力度，为提高国家科技创新能力、促进经济社会高质量发展贡献力量。

近日，在重庆市自然科学基金重点项目支持下，重庆融海超声医学工程研究中心有限公司和重庆大学合作，研制出一种全石英光纤法珀干涉型超声水听器。 　　该项目研究了高强度聚焦超声场中的侧向敏感和端部敏感的全石英光纤超声水听器的传感原理，并成功研制出原型样机及测量HIFU声场的仪器系统，实现了HIFU场高分辨率和高声压的测量。 　　该项目取得的重大突破，将有利的推动我国HIFU医疗器械产业发展，并为我国高强度聚焦超声(HIFU)技术无创治疗实体肿瘤新方法发展起到了推动作用，也进一步打破了我国在高声压的HIFU声场测量仪器领域严重依赖进口的局面。 　　要想精确预测治疗剂量和HIFU生物学效应、以及确保治疗的有效性和安全性，高强度聚焦超声技术需要有高声压的HIFU声场测量仪器的支撑。这也是HIFU医疗器械产业发展的关键所在，随着该项目取得的突破，我国在该领域实现了重要的发展，并将推动相关医疗技术的发展。

用于测量高强度聚焦超声场的光纤水听器研究日前取得显著成果，将打破测量仪器全部依赖进口的局面，使得高强度聚焦超声(HIFU)技术这一无创治疗实体肿瘤新方法取得突破。 　　据了解，就高强度聚焦超声技术而言，准确测量和描述HIFU声场特性对于精确预测治疗剂量和HIFU生物学效应、确保治疗的有效性和安全性、建立HIFU临床设备的统一标准具有非常重要的意义。目前，高声压的HIFU声场测量仪器全部依赖进口，且价格昂贵。 　　重庆市科委介绍，重庆融海超声医学工程研究中心有限公司和重庆大学合作，在重庆市自然科学基金重点项目支持下，发明并设计制造了一种全石英光纤法珀干涉型超声水听器 研究了在HIFU场中的侧向敏感和端部敏感的全石英光纤超声水听器的传感原理 设计开发了全石英光纤法珀干涉型超声水听器原型样机及测量HIFU声场的仪器系统，其中光纤法珀干涉型超声水听器的原型样机可以实现HIFU场高分辨率和高声压的测量，达到国际领先水平，将推动HIFU医疗器械产业发展。该项目还获得国家发明专利权1件，项目相关研究内容已列入国家自然科学基金委员会国家重大科研仪器设备研制专项支持。

1 引 言激光干涉位移测量技术具有大量程、高分辨力、非接触式及可溯源性等优势，广泛应用于精密计量、微电子集成装备和大科学装置等领域，成为超精密位移测量领域中的重要技术之一。近年来，随着这些领域的迅猛发展，对激光干涉测量技术提出了新的测量需求。如在基于长度等量子化参量的质量基准溯源方案中，要想实现1×10−8 量级的溯源要求，需要激光干涉仪长度测量精度达0. 1 nm 量级；在集成电路制造方面，激光干涉仪承担光刻机中掩模台、工件台空间位置的高速、超精密测量任务，按照“ 摩尔定律”发展规律，近些年要想实现1 nm 节点光刻技术，需要超精密测量动态精度达0. 1 nm，达到原子尺度。为此，国际上以顶级的计量机构为代表的单位均部署了诸如NNI、Nanotrace 等工程，开展了“纳米”尺度测量仪器的研制工程，并制定了测量确定度在10 pm 以下的激光干涉测量技术的研发战略。着眼于国际形势，我国同样根据先进光刻机等高端备、先进计量的测量需求，制定了诸多纳米计量技术的研发要。可见，超精密位移测量技术的发展对推进我国众多大高端装备具有重要战略意义，是目前纳米度下测量领域逐步发展的重大研究方向。2 激光干涉测量原理根据光波的传播和叠加原理，满足相干条件的光波能够在空间中出现干涉现象。在激光干涉测量中，由于测量目标运动，将产生多普勒- 菲佐（Doppler-Fizeau效应，干涉条纹将随时间呈周期性变化，称为拍频现象。移/相移信息与测量目标的运动速度/位移关系满足fd = 2nv/ λ ， （1）φd = 2nL/ λ ， （2）式中：fd为多普勒频移；φd为多普勒相移；n 为空气折射率；v 和L 为运动速度和位移；λ 为激光波长。通过对干涉信号的频率/相位进行解算即可间接获得测量目标运动过程中速度/位信息。典型的干涉测量系统可按照激光光源类型分为单频（零差式）激光干涉仪和双频（外差式）激光干涉仪两大类。零差式激光干涉测量基本原理如图1 所示，其结构与Michelson 干涉仪相仿，参考光与测量光合光干涉后，经过QPD 输出一对相互正交的信号，为Icos = A cos (2πfd t + φ0 + φd ) ， （3）Isin = A sin (2πfd t + φ0 + φd ) ， （4）式中：（Icos， Isin）为QPD 输出的正交信号；A 为信号幅值；φ0 为初始相位。结合后续的信号处理单元即可构成完整、可辨向的测量系统。图1　零差激光干涉测量原理外差式激光干涉仪的光源是偏振态相互垂直且具有一定频差Δf 的双频激光，其典型的干涉仪结构如图2 所示。双频激光经过NPBS 后，反射光通过偏振片发生干涉，形成参考信号Ir；透射光经过PBS，光束中两个垂直偏振态相互分开，f2 光经过固定的参考镜反射，f1 光经运动的测量镜反射并附加多普勒频移fd，与反射光合光干涉后形成测量信号Im。Ir = Ar cos (2πΔft + φr ) ， （5）Im = Am cos (2πΔft + φm )， （6）式中：Δf、A 和φ 分别为双频激光频差、信号幅值和初始相位差。结合式（5）和式（6），可解算出测量目标的相位信息。图2　外差激光干涉测量原理零差式激光干涉仪常用于分辨力高、速度相对低并且轴数少的应用中。外差式激光干涉仪具有更强的抗电子噪声能力，易于实现对多个目标运动位移的多轴同步测量，适用于兼容高分辨力、高速及多轴同步测量场合，是目前主流的干涉结构之一。3 激光干涉测量关键技术在超精密激光干涉仪中，波长是测量基准，尤其在米量级的大测程中，要实现亚纳米测量，波长准确度对测量精度起到决定性作用。其中，稳频技术直接影响了激光波长的准确度，决定激光干涉仪的精度上限；环境因素的变化将影响激光的真实波长，间接降低了实际的测量精度。干涉镜组结构决定光束传播过程中的偏振态、方向性等参数，影响干涉信号质量。此外，干涉信号相位细分技术决定激光干涉仪的测量分辨力，并限制了激光干涉仪的最大测量速度。3. 1　高精度稳频技术在自由运转的状态下，激光器的频率准确度通常只有±1. 5×10−6，无法满足超精密测量中10−8~10−7的频率准确度要求。利用传统的热稳频技术（单纵模激光器的兰姆凹陷稳频方法等），可以提高频率准确度，但系统中稳频控制点常偏离光功率平衡点，输出光频率准确度仅能达2×10−7量级，无法完全满足超精密测量的精度需求。目前，超精密干涉测量中采用的高精度稳频技术主要有热稳频、饱和吸收及偏频锁定3 种。由于激光管谐振腔的热膨胀特性，腔长随温度变化呈近似线性变化。因此，热稳频方法通过对谐振腔进行温度控制实现对激光频率的闭环调节。具体过程为：选定稳定的参考频标（双纵模激光器的光功率平衡点、纵向塞曼激光器频差曲线的峰/谷值点），当激光频率偏离参考频标时，产生的频差信号用于驱动加热膜等执行机构进行激光管谐振腔腔长调节。热稳频方法能够使激光器的输出频率的准确度在10−9~10−8 量级，但原子跃迁的中心频率随时间推移受腔内气体气压、放电条件及激光管老化的影响会发生温度漂移。利用稳频控制点修正方法，通过对左右旋圆偏振光进行精确偏振分光和对称功率检测来抑制稳频控制点偏移的随机扰动，同时补偿其相对稳定偏置分量。该方法显著改善了激光频率的长期漂移现象，阿伦方差频率稳定度为1. 9×10−10，漂移量可减小至（1~2）×10−8。稳频点修正后的激光波长仍存在较大的短期抖动，主要源于激光器对环境温度的敏感性，温差对频率稳定性的影响大。自然散热型激光器和强耦合水冷散热型激光器均存在散热效果不均匀和散热程度不稳定的问题。多层弱耦合水冷散热结构为激光管提供一个相对稳定的稳频环境，既能抑制外界环境温度变化对激光管产生的扰动，冷却水自身的弱耦合特性又不影响激光管性能，进而减小了温度梯度和热应力，提高了激光器对环境温度的抗干扰能力，减少了输出激光频率的短期噪声，波长的相对频率稳定度约为1×10−9 h−1。碘分子饱和吸收稳频法将激光器的振荡频率锁定在外界的参考频率上，碘分子饱和吸收室内处于低压状态下（1~10 Pa）的碘分子气体在特定频率点附近存在频率稳定的吸收峰，将其作为稳频基准后准确度可达2. 5×10−11。但由于谐振腔损耗过大，稳频激光输出功率难以超过100 μW 且存在MHz 量级的调制频率，与运动目标测量过程中产生的多普勒频移相近。因此，饱和吸收法难以适用于多轴、动态的测量场合。偏频锁定技术是另一种高精度的热稳频方法，其原理如图3 所示，通过实时测量待稳频激光器出射光与高精度碘稳频激光频差，获得反馈控制量，从而对待稳频激光器谐振腔进行不同程度加热，实现高精度稳频。在水冷系统提供的稳频环境下，偏频锁定激光器的出射光相对频率准确度优于2. 3×10−11。图3 偏频锁定热稳频原理3. 2　高精度干涉镜组周期非线性误差是激光干涉仪中特有的内在原理性误差，随位移变化呈周期性变化，每经过半波长，将会出现一次最大值。误差大小取决光束质量，而干涉镜组是决定光束质量的主导因素。传统的周期非线性误差可以归结为零差干涉仪的三差问题和外差干涉仪的双频混叠问题，产生的非线性误差机理如图4 所示，其中Ix、Iy分别表示正交信号的归一化强度。其中，GR为虚反射，MMS 为主信号，PISn 为第n 个寄生干涉信号，DFSn 为第n 阶虚反射信号。二者表现形式不完全相同，但都会对测量结果产生数纳米至数十纳米的测量误差。可见，在面向亚纳米、皮米级的干涉测量技术中，周期非线性误差难以避免。图4　零差与外差干涉仪中的周期非线性误差机理。（a）传统三差问题与多阶虚反射李萨如图；（b）多阶虚反射与双频混叠频谱分布Heydemann 椭圆拟合法是抑制零差干涉仪中非线性误差的有效方法。该方法基于最小二乘拟合，获得关于干涉直流偏置、交流幅值以及相位偏移的线性方程组，从而对信号进行修正。在此基础上，Köning等提出一种基于测量信号和拟合信号最小几何距离的椭圆拟合方法，该方法能提供未知模型参数的局部最佳线性无偏估计量，通过Monte Carlo 随机模拟后，其非线性幅值的理论值约为22 pm。在外差干涉仪中，双频混叠本质上是源于共光路结构中双频激光光源和偏振器件分光的不理想性，称为第1 类周期非线性。对于此类周期非线性误差，补偿方法主要可以从光路系统和信号处理算法两个方面入手。前者通过优化光路可以将非线性误差补偿至数纳米水平；后者通过椭圆拟合法提取椭圆特征参数，可以将外差干涉仪中周期非线性误差补偿至亚纳米量级；两种均属补偿法，方法较为复杂，误差难以抑制到0. 1 nm 以下。另一种基于空间分离式外差干涉结构的光学非线性误差抑制技术采用独立的参考光路和测量光路，非共光路使两路光在干涉前保持独立传播，从根本上避免了外差干涉仪中频率混叠的问题，系统残余的非线性误差约为数十皮米。空间分离式干涉结构能够消除频率混叠引起的第1 类周期非线性误差，但在测量结果中仍残余亚纳米量级的非线性误差，这种有别于频率混叠的残余误差即为多阶多普勒虚反射现象，也称为第2 类周期非线性误差。虚反射现象源自光学镜面的不理想分光、反射等因素，如图5所示，其中MB 为主光束，GR 为反射光束，虚反射现象普遍存在于绝大多数干涉仪结构中。虚反射效应将会使零差干涉仪中李萨如图的椭圆产生畸变，而在外差干涉仪中则出现明显高于双频混叠的高阶误差分量。图5　多阶虚反射现象使用降低反射率的方法，如镀增透膜、设计多层增透膜等，能够弱化虚反射现象，将周期非线性降低至亚纳米水平；德国联邦物理技术研究院Weichert等通过调节虚反射光束与测量光束间的失配角，利用透镜加入空间滤波的方法将周期非线性误差降低至±10 pm。上述方法在抑制单次的虚反射现象时有着良好的效果，但在面对多阶虚反射效应时作用有限。哈尔滨工业大学王越提出一种适用于多阶虚反射的周期非线性误差抑制方法，该方法利用遗传算法优化关键虚反射面空间姿态，精准规划虚反射光束轨迹，可以将周期非线性误差抑制到数皮米量级，突破了该领域10 pm 的周期非线性误差极限。3. 3　高速高分辨力相位细分技术在激光干涉仪中，相位细分技术直接决定系统的测量精度。实现亚纳米、皮米测量的关键离不开高精度的相位细分技术。相位的解算可以从时域和频域两个角度进行。最为常用的时域解算方法是基于脉冲边缘触发的相位测量方法，该方法利用高频脉冲信号对测量信号与参考信号进行周期计数，进而获取两路信号的相位差。该方法的测量速度与测量分辨力模型可表达为vm/dLm= Bm ， （7）式中：vm 为测量速度；dLm 为测量分辨力；Bm 为系统带宽。在系统带宽恒定的情况下，高测速与高分辨力之间存在相互制约关系。只有提高系统带宽才能实现测量速度和测量分辨力的同时提升，也因此极度依赖硬件运行能力。在测量速度方面，外差激光干涉仪的测量速度主要受限于双频激光频差Δf，测量目标运动产生的多普勒频移需满足fd≤Δf。目前，美国的Zygo 公司和哈尔滨工业大学利用双声光移频方案所研制的结构的频差可达20 MHz，理论的测量速度优于5 m/s。该方法通过增加双频激光频差来间接提升测量速度，频差连续可调，适用于不同测量速度的应用场合，最大频差通常可达几十MHz，满足目前多数测量速度需求。从干涉结构出发，刁晓飞提出一种双向多普勒频移干涉测量方法，采用全对称的光路结构，如图6所示，获得两路多普勒频移方向相反的干涉信号，并根据目标运动方向选择性地采用不同干涉信号，保证始终采用正向多普勒频移进行相位/位移解算。该方法从原理上克服了双频激光频差对测量速度的限制，其最大测量速度主要受限于光电探测器带宽与模/数转换器的采样频率。图6 全对称光路结构在提升测量分辨力方面，Yan 等提出一种基于电光调制的相位调制方法，对频率为500 Hz 的信号进行周期计数，该方法实现的相位测量标准差约为0. 005°，具有10 pm 内的超高位移测量分辨力，适用于低速测量场合。对于高速信号，基于脉冲边缘触发的相位测量方法受限于硬件带宽，高频脉冲频率极限在500 MHz 左右，其测量分辨力极限约为1~10 nm，难以突破亚纳米水平。利用高速芯片，可以将处理带宽提升至10 GHz，从而实现亚纳米的测量分辨力，但成本较大。闫磊提出一种数字延时细分超精细相位测量技术，在硬件性能相同、采样频率不变的情况下，该方法利用8 阶数字延迟线，实现了相位的1024 电子细分，具有0. 31 nm 的位移测量分辨力，实现了亚纳米测量水平。该方法的等效脉冲频率约为5 GHz，接近硬件处理极限，但其测量速度与测量分辨力之间依旧存在式（7）的制约关系。德国联邦物理技术研究院的Köchert 等提出了一种双正交锁相放大相位测量方法，如图7所示，FPGA 内部生成的理想正交信号分别与外部测量信号、参考信号混频，获取相位差。利用该方法，可以实现10 pm 以内的静态测量偏差。双正交锁相放大法能够处理正弦模拟信号，充分利用了信号的频率与幅值信息，其测量速度与测量分辨力计算公式为vm/0. 1λ0= Bm， （8）dLm/0. 5λ0=Bs/dLc， （9）式中：Bs为采样带宽；dLc为解算分辨力。图7 双正交锁相方法测量原理可见，测量速度与测量分辨力相互独立，从原理上解决了高测速与高分辨力相互制约的矛盾，为激光干涉仪提供了一种兼顾高速和高分辨力的相位处理方法。在此基础上，为了适应现代工业中系统化和集成化的测量需求，美国Keysight 公司、Zygo 公司及哈尔滨工业大学相继研发出了光电探测与信号处理一体化板卡，能够实现高于5 m/s 的测量速度以及0. 31 nm 甚至0. 077 nm 的测量分辨力。此外，从变换域方面同样可以实现高精度的相位解算。张紫杨等提出了一种基于小波变换的相位细分方法，通过小波变换提取信号的瞬时频率，计算频率变化的细分时间，实现高精度的位移测量，该方法的理论相位细分数可达1024，等效位移精度约为0. 63 nm。Strube 等利用频谱分析法，从信号离散傅里叶变换（DFT）后的相位谱中获取测量目标的位移，实现了0. 3 nm 的位移测量分辨力。由于采用图像传感器为光电转换器，信号处理是以干涉条纹为基础的，适用于静态、准静态的低速测量场合。3. 4环境补偿与控制技术环境中温度、气压及湿度等变化会引起空气折射率变化，使得激光在空气中传播时波长变动，导致测量结果产生纳米量级的误差。环境误差补偿与控制技术是抑制空气折射率误差的两种重要手段。补偿法是修正空气折射率误差最常用的方法，具有极高的环境容忍度。采用折光仪原理、双波长法等可以实现10−7~10−8 量级的空气折射率相对测量不确定度。根据Edlen 经验公式，通过精确测定环境参数（温度、湿度和大气压等），可以计算出空气折射率的精确值，用于补偿位移测量结果，其中温度是影响补偿精度的最主要因素。采用高精度铂电阻传感器，设备可以实现1 mK 的温度测量精度，其折射率的补偿精度可达10−8量级，接近Edlen 公式的补偿极限。环境控制技术是保证干涉仪亚纳米测量精度的另一种有效方法。在现行的DUV 光刻机中，采用气浴法，建立3 mK/5 min 以内恒温、10 Pa/5 min 以内恒压、恒湿气浴场，该环境中能够实现10−9~10−8 量级空气折射率的不确定度。对于深空引力波探测、下一代质量基准溯源等应用场合，对激光干涉仪工作的环境控制要求更为严苛，测量装置需置于真空环境中，此时，空气折射率引入的测量误差将被彻底消除。4 激光干涉测量技术发展趋势近年来，超精密位移测量的精度需求逐渐从纳米量级向亚纳米甚至皮米量级过渡。国内在激光干涉仪中的激光稳频、周期非线性误差消除和信号处理等关键技术上均取得了重大的突破。在LISA 团队规划的空间引力波探测方案中，要求在500 万千米的距离上，激光干涉仪对相对位移量需要具有10 pm 以内的分辨能力。面对更严苛的测量需求，超精密位移测量依然严峻面临挑战。激光干涉测量技术的未来发展趋势可以归结如下。1）激光波长存在的长期漂移和短期抖动是限制测量精度提升的根本原因。高精度稳频技术对激光波长不确定度的提升极限约为10−9量级。继续提升激光波长稳定度仍需要依托于下一阶段的工业基础，改善激光管本身的物理特性，优化光源质量。2）纳米级原理性光学周期非线性误差是限制激光干涉仪测量精度向亚纳米、皮米精度发展的重要瓶颈。消除和抑制第1 类和第2 类周期非线性误差后，仍残余数十皮米的非线性误差。由于周期非线性误差的表现形式与耦合关系复杂，想要进一步降低周期非线性误差幅值，需要继续探索可能存在的第3 类非线性误差机理。3）测量速度与测量分辨力的矛盾关系在动态锁相放大相位测量方法中得到初步解决。但面对深空引力波探测中高速、皮米的测量要求，仍然需要进一步探索弱光探测下的高分辨力相位细分技术；同时，需要研究高速测量过程中的动态误差校准技术。高速、高分辨力特征依旧是相位细分技术今后的研究方向。全文下载：亚纳米皮米激光干涉位移测量技术与仪器_激光与光电子学进展.pdf

“专精特新”小巨人企业中图仪器对资本市场发起冲刺。　　公开信息显示，10月21日，深圳市中图仪器股份有限公司（简称“中图仪器”）与中信建投（601066）签署上市辅导协议。成立于2005年的中图仪器致力于精密测量、计量检测等仪器设备的研发、生产和销售。去年国家工业和信息化部公示了第三批专精特新“小巨人”企业名单，中图仪器顺利入选。　　自2005年成立以来，中图仪器逐步聚集了来自清华、西安交大、哈工大等高校毕业生带头的工程师队伍，从小仪器到大品种，持续推动国内精密测量技术创新与进步。　　中图仪器重点发展高端精密、超精密几何量检测仪器，提供一维、二维、三维的尺寸测量产品。中图仪器在精密轮廓扫描技术、精密测量传感器、激光干涉测量、微纳米运动设计、显微三维形貌重建、大尺寸三维空间测量、智能机器视觉测量、精密光栅导轨测控等众多技术领域形成了独特的研发设计、制造优势，已具备从纳米到百米为用户提供专业的精密测量仪器和测量解决方案的能力，大部分产品达到国际先进水平。　　目前，中图仪器的产品已广泛应用于计量质量检测机构、汽车、航空航天、机械制造、半导体加工、3C电子等行业，部分产品达到国际先进水平，参与制定了多项国家标准。　　中图仪器在深圳市南山区智园科技园拥有现代化的办公场地，在深圳市宝安区创新新世界产业园拥有仪器设备精密加工、装配检测的专业生产制造基地。发展至今，中图仪器的销售和服务网点遍及三十多个省、市、自治区，海外市场快速成长，营销网络日逐完善。　　公开报道显示，多年来中图仪器的研发投入占销售额的25%以上，高于行业10%的平均水平。截至2021年10月31日，公司已拥有99项专利及软件著作权，参与制定3项ISO标准，主导或参与制定10余项国内或行业标准。　　辅导文件显示，马俊杰为中图仪器控股股东，直接及间接持有公司股权比例为36.28%。企查查显示，中图仪器自2016年起经历多轮融资，参投机构包括壹海汇资本、方广资本、架桥资本、海量资本和深创投等。　　据了解，在我国高端几何量仪器领域被蔡司、海克斯康、三丰、ZYGO等国际著名品牌全面占据的情况下，中图仪器研制的闪测仪、激光跟踪仪、激光干涉仪、光学3D表面轮廓仪、测长机等多款精密测量仪器逐步达到进口仪器性能水平，以较低成本较高性能服务于我国计量质量检测机构、汽车、航空航天、机械制造、半导体加工、3C电子等行业领域，推动行业国产替代，同时市场占有率攀升。

随着工业4.0浪潮的持续深化，高精度、智能化、集成化的测量仪器成为推动制造业转型升级的关键力量。2024年上半年，众多仪器厂商凭借其深厚的技术积累和创新能力，推出一系列几何量精密测量仪器新品，不仅提升了测量技术的边界，更为智能制造注入了新的活力。本文特对2024年上半年上市新品进行盘点，以飨读者。（本文产品信息来源网络公开信息，如有遗漏，欢迎留言补充。联系邮箱:niuyw@instrument.com.cn）海克斯康 SmartScan VR800智能蓝光扫描系统3月，海克斯康发布SmartScan VR800智能蓝光扫描系统。该新品是首款配备自动变焦镜头的结构光3D扫描仪，拥有智能分辨率、智能变焦和智能抓拍三大创新功能。它专为提高工作效率而设计，通过简单的软件设置，即可完成扫描分辨率和测量范围的快速调整，为用户实现精确、高效的扫描测量提供了前所未有的创新体验。 OCTAV HP高精度复合式影像测量专机4月，在2024中国数控机床展览会（CCMT）期间，海克斯康发布重量级新产品——OCTAV HP高精度复合式影像测量专机。该产品精度高达0.4μ+，是一款为满足用户对于高精度、高性能、高稳定性测量需求而设计的高端复合式影像测量专机。该新品将行业内先进的测量传感技术，包括高精度的接触式触发和扫描技术，基于影像测头的视觉检测技术，基于共聚焦白光测头的光学扫描测量技术等，定制化集成到一台测量设备上，实现了一机多能以及高精度复合式测量。OCTAV HP亚微米级别的影像测量功能结合先进的多传感器融合技术，适用于航空航天、半导体、新能源、3C电子、医疗等行业领域。蔡司CAPTUM三坐标测量机3月 28 日，深圳ITES展会现场，蔡司盛大推出全新三坐标测量机CAPTUM。新品具有安装快捷、服务便利、操作简便等优势，为企业提供坚实可靠的质量保障。值得一提的是，CAPTUM 家族首次引入“Plug and Play”即插即用设计概念，让用户操作更为便捷。其高适配的应用场景特点，更是让三坐标的应用变得更简单易用。4月，在第十六届重庆国际电池技术交流会/展览会（CIBF 2024）上，蔡司发布O-INSPECT 863 Duo多用途复合式坐标测量机，该新品是一款集成了三坐标测量功能、影像测量以及显微镜检测功能的复合式测量设备，配备连续扫描接触式测量、高倍率变焦影像镜头等，广泛应用于电子、医疗、汽车、航空航天领域的复杂工件的形位公差测量及缺陷检测。天准科技CM系列三坐标测量机4月，在第十三届中国数控机床展览会（CCMT 2024）上，天准科技发布CM系列三坐标测量机，该新品以超高精度 0.3μm 国家重大专项复合测量机技术背景为研发基础，目前拥有CMZ/CMU/CME 三大系列，集Vispec Pro软件系统、HSP测头/TR50旋转测座探测系统、驱控一体TCC电控、直线电机驱控技术四大自研技术为一体，同时创新性地将工业级的碳化硅陶瓷材料运用在高端系列机型上，重新定义行业精密测量标准，广泛应用于汽车、模具、机械加工、精密制造、计量院所、航空航天等领域。6月18日，在第十六届中国国际机床工具展览会(CIMES)上，天准科技发布了全新VMZ超高精度影像仪。该新品在测量精度以及稳定性上实现了跨越式提升，测量精度高达0.8μm，最大倍率高达4000倍。出色的测量精度和稳定性，使其能够轻松应对各种复杂测量任务，适用于半导体、微组装、光通信等高精度测量场景。思看科技NimbleTrack灵动式三维扫描系统4月9日，思看科技发布NimbleTrack灵动式三维扫描系统和NimbleTrack灵动式三维扫描系统。NimbleTrack集全无线、不贴点、双边缘计算、一体成型架构于一身，精准驾驭中小型场景动态三维测量场景，其扫描仪和跟踪器深度集成高性能芯片与嵌入式电池模组，实现了全域无线测量和高速稳定的数据传输，开启工业计量智能无线新时代。AM-CELL C系列自动化3D检测系统AM-CELL C系列自动化3D检测系统创新性融入核心单元设计理念，集易部署、易操控、高拓展性、全方位安全于一体，为中小型零部件检测打造自动化交钥匙解决方案，探寻智能制造更多可能。中图仪器WD4000系列无图晶圆几何量测系统2月，中图仪器针对晶圆几何形貌量测需求，基于在精密光学测量多年的技术积累，历经数载，自研了WD4000系列无图晶圆几何量测系统，适用于线切、研磨、抛光工艺后，进行wafer厚度（THK）、整体厚度变化（TTV）、翘曲度（Warp）、弯曲度（Bow）等相关几何形貌数据测量，能够提供Thickness map、LTV map、Top map、Bottommap等几何形貌图及系列参数，有效监测wafer形貌分布变化，从而及时管控与调整生产设备的工艺参数，确保wafer生产稳定且高效。3月，中图仪器发布Mizar Silver三坐标测量机，融汇多项核心创新技术，采用低热膨胀花岗岩导轨系统、环抱式气浮支撑系统、Z轴柔性平衡设计、高刚性传动系统、空间21项结构误差补偿技术等，并装载全自主化运动控制器与测头测座系统，自主化三坐标测量软件PowerDMIS。先临三维FreeScan UE Pro2 无线高速激光手持三维扫描仪5月，先临三维发布FreeScan UE Pro2 无线高速激光手持三维扫描仪。此番创新融合了嵌入式边缘计算模块，实现无线传输功能，为用户带来了前所未有的操作自由。这款新品借助内置的嵌入式边缘计算模块与灵活的移动电源支持，可以更加游刃有余地获取高精度三维数据。基恩士VM-6000大范围三坐标测量仪5月，基恩士发布VM-6000大范围三坐标测量仪，通过接触探头、激光扫描探头，单人即可在现场测量大型产品的尺寸、形状。新品测量范围由原来的15m扩大到25m，适用于各行各业的大型产品。Qualifire&trade 激光干涉仪2024年初，阿美特克 旗下Zygo公司宣布发布其最新的激光干涉仪Qualifire&trade 。Qualifier加入了一系列高端干涉仪解决方案，旨在支持半导体、光刻、星载成像系统、尖端消费电子产品、国防等行业中最苛刻的计量应用。这款干涉仪在不牺牲性能的情况下，将显著的增强功能集成到一个更轻的小型封装中。秉承Zygo在计量领域的卓越标准，Qualifire&trade 不仅确保了高精度，更通过精细化的人体工程学设计优化了用户交互体验，使操作更为高效，部署更加灵活，完美平衡了性能与便捷性。综上所述，2024年上半年发布的一系列新品，在高精度、集成化、智能化、自动化、便捷性与易用性等多个维度实现了显著突破与创新。这些技术的深度融合可大幅提升生产效率与灵活性，降低对人工的依赖，助力企业降本增效。这一系列创新成果，无疑为工业4.0智能制造的加速推进提供了强有力的技术支持和保障。

南极天文望远镜、空间引力波探测装置、极大规模集成电路制造装备、光刻机… … 这一系列关键装备的加工制造，都需要依靠超高精度的测量仪器对大量光学元件的各项参数进行测量。以往，超精密测量技术受到国外封锁，成为制约高端装备制造发展的瓶颈问题。近日，由上海理工大学光电学院庄松林院士领衔的韩森教授团队与苏州慧利仪器有限责任公司共建联合实验室所研发的国产化高端产品——数字化激光干涉仪进展顺利。据介绍，该项目研究成果技术难度大、创新性强，取得了多项自主知识产权，部分产品填补国内空白，PV值测量等核心指标及相关技术达到国际领先水平。有装备制造的地方就需要精密的测量仪器“简单来说，干涉仪就是将激光分为两束，照射至需要测量的器件上，再汇合产生干涉，从而精确地测量出被测件表面的形貌误差，包括平面、球面、柱面或者自由曲面。”韩森向科技日报记者介绍，数字化干涉检测技术是结合光学干涉测量原理与计算机技术、能够实现纳米精度的非接触式测量技术，是超精密光学计量、国家大科学装置及工程、高端工业检测领域最重要的手段之一。中国装备制造要实现突破，首先要解决制造质量问题，其核心关键就是超精密测量能力。“有装备制造尤其是高端装备制造的地方，就需要精密的测量仪器，国内精密测量仪器不能照搬国外的那一套，我们必须把核心技术掌握在自己手中。”韩森说道。团队针对中国高端检测仪器和技术的需求，系统性地开展了模块化激光干涉仪设计以及应用的关键技术的研究与攻关。他们首先基于模块化设计思路开发了激光干涉仪的核心关键部件和测量软件，形成了多种型号高精密数字化激光干涉仪；接着在满足高精度相对测量基础上提出绝对检测算法和闭环自检技术，使平面面形检测精度提高5倍。在双重身份中缩短创新与市场的距离技术创新到市场，还有多远的路需要走？“最后一公里”是科技成果转化的普遍难题。“早在2018年，上理工就与苏州慧利仪器有限责任公司共建联合实验室，以人为纽带，让高校教授长期深度对接产业，更有利于盘活一系列资源。”韩森表示，在“大学教授”和“创业者”的双重身份下，高校的基础创新与企业的技术实践紧密绑定，提高了科研成果转化率和使用效益。目前，项目成果完成了数字化激光干涉仪的工程化，研制出多种口径的商业化检测仪器，实现“产学研用”的完美结合。相关产品及技术已经在国家计量单位、国家大科学装置及工程、高精密光学机械加工行业等多家企事业单位进行推广应用，有助于提升中国高端检测仪器在市场的占有率，推动高精密检测技术发展。项目团队还参与起草国家行业标准、国家平晶检测规程和数字式球面干涉仪校准规范工作，填补国内空白。项目授权发明专利5项、实用新型专利5项，发表论文10余篇，荣获中国产学研创新成果一等奖、日内瓦发明展特别金奖等多个奖项。

一个以德国科学家为主的欧洲研究团队在微重力下的量子气体(QUANTUS)项目上取得重要进展，他们成功开发出一种仪器，其可在失重条件下产生玻色—爱因斯坦凝聚态。科学家希望借助这种零重力下的超低温量子气体研制原子干涉仪等高精密测量仪器，以用于测量地球的重力场，同时解决物理学领域的一些基础问题。相关成果发表在最新的《科学》杂志上。 　　物质波干涉开辟了计量学和基础物理学领域精确测量的全新办法。一个充满希望的干涉源就是玻色—爱因斯坦凝聚。玻色—爱因斯坦凝聚态是原子在冷却到绝对零度左右时所呈现出的一种气态的、超流性的物态。在这种状态下，几乎全部原子都聚集到能量最低的量子态，原子因此失去其独立的身份，可以用一个波函数来描述。这种物质状态显示出和激光巨大的相似性。将玻色—爱因斯坦凝聚体中的原子相干耦合输出，就可得到一种性能全新的相干物质波源——原子激光。这种原子激光是将来提高原子干涉仪灵敏度和准确性的关键。 　　现在，由德国汉诺威大学领导的QUANTUS项目组成功研发出一种新仪器，其外形是一个与门差不多高和宽的圆柱体，内部安装有原子芯片、螺线管、激光器和摄像头。该设备已在不来梅应用空间技术和微重力中心(ZARM)146米的下降塔中得到应用，并在失重条件下成功获得了玻色—爱因斯坦凝聚态。 　　在不来梅下降塔的自由下落实验中，科学家在原子芯片上创造了一个数毫米大的宏观波包，并且观察其演变超过1秒。归功于类似激光的特性，科学家们借助光诊断的方法确认这个物质波包中超过10000个原子是不确定的(即处于玻色—爱因斯坦凝聚态)。研究小组在不来梅下降塔进行投放试验超过180次，是目前为止最复杂和最稳定的试验。这些试验结果为未来利用原子干涉观察量子物质演变以及将其作为惯性传感器的研究奠定了基础。 　　未来原子干涉仪的应用范围将从地球重力场测量的跨学科应用延伸至弱等效原则的量子试验。弱等效原则是广义相对论的理论基石。与组成无关的物质波以同样的方式在重力场中下降需要弱等效原则。等效原则试验或许有助于将量子力学和广义相对论统一到一个共同的理论里。因此，这个量子物质等效原则试验是利用玻色—爱因斯坦凝聚态验证爱因斯坦相对论的一个令人鼓舞的做法。

高附加值产品中元器件的表面形貌，包括几何形状和微观纹理，对于其公差、装配和功能至关重要。表面形貌对制造工艺的变化非常敏感，由不同工艺形成的表面复杂且多样。表面形貌会影响零件的摩擦学特性、磨损和使用寿命，例如航发叶片的表面会影响飞机的空气动力学性能和燃料使用效率。扫描白光干涉术（SWLI），也称为相干扫描干涉术（CSI），是用于测量材料表面形貌最精确的技术之一。作为一种光学测量手段，扫描白光干涉术先天具有高精度、快速、高数据密度和非接触式测量等优势，被广泛应用于精密光学、半导体、汽车及航天等先进制造与研究领域。扫描白光干涉仪光路结构与成像原理示意图扫描白光干涉术经过30多年发展，在制造和科研领域得到验证，成为表面形貌高精度测量技术的标杆，尤其在半导体、精密光学和消费电子等产业的推动下，其测量功能和性能得到了持续提升。以扫描白光干涉术为代表的光学测量技术，充分利用了光的波动属性以及干涉和全息成像的优势，以光的波长作为“尺子”，在先进的光学、电子和机械元器件的支撑下，将在先进制造与智能制造中充当越来越重要的角色。第二届精密测量技术与先进制造网络会议期间，两位专家将现场分享扫描白光干涉技术及其在半导体行业的典型应用。部分报告预告如下，点击报名  》》》中国科学院上海光学精密机械研究所研究员 苏榕《扫描白光干涉表面形貌测量技术：原理及应用》（点击报名）苏榕博士，研究员，博士生导师，中国科学院及上海市海外高层次人才引进。长期致力于超精密光学干涉成像与散射测量仪器与技术研究，聚焦基础理论、核心算法、校准技术、工业应用及相关国际标准制定。主持多项国家和省部级重点研发项目；发表论文40余篇，书籍章节2章，部分技术被国际顶尖仪器制造商采用。担任期刊《Light: Advanced Manufacturing》和《Nanomanufacturing and Metrology》编委及《激光与光电子学进展》青年编委，SPIE-Photonics Europe、EOSAM和ASPE技术委员会委员，全国产品几何技术规范标准化技术委员会委员，中国计量测试学会计量仪器专业委员会委员，中国仪器仪表学会显微分会委员。【报告摘要】扫描白光干涉术是目前最精确的表面形貌测量技术之一，被广泛应用于各种工业与科研领域。从发明至今的三十余年间，在精密光学、半导体、汽车及航天等先进制造领域的需求牵引下，该技术不断取得新的进展与突破。本报告将介绍白光干涉技术的原理与应用，以及近年来的技术创新。布鲁克（北京）科技有限公司应用经理 黄鹤《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》（点击报名）黄鹤博士现任布鲁克公司纳米表面仪器部中国区应用经理。服务于工艺设备和测量仪器行业超过15年，尤其在半导体、数据存储和材料表面工程研究领域拥有丰富经验，是一名材料学博士。黄鹤博士先后在香港理工大学任助研；在应用材料公司任高级应用工程师，负责化学机械抛光工艺和缺陷检测应用；在维易科公司任应用科学家，负责白光干涉三维形貌技术推广与导入。【报告摘要】在半导体行业路线图对不断缩小晶体管几何尺寸的快速追求的推动下，PCB/HDI尤其载板制造商正在通过更薄的高密度互连，将多芯片模块（包含芯粒）借由基板上开发更小、更密集的功能。在大批量生产过程中，对于更细线宽的铜线（Line）、更小开口的孔洞（Via）和深沟槽（Trench）及层间对位偏差（Overlay）等三维几何尺寸的测量面临多种新的挑战。而具备计量功能的 ContourSP 大型面板高效测量系统专门设计用于在制造过程中测量载板面板的每一层，确保在生产过程中最短的工艺开发时间、最高的产量、最长的正常运行时间和最稳定的测量结果。此外，本报告也会简略介绍白光干涉技术在晶圆封装时再布线工艺（RDL）监控中的典型应用。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/

1月13日，市场监管总局、科技部、工业和信息化部、知识产权局联合发布《关于加强国家现代先进测量体系建设的指导意见》。原文如下：测量是人类认识世界和改造世界的重要手段，是突破科学前沿、解决经济社会发展重大问题的技术基础。国家测量体系是国家战略科技力量的重要支撑，是国家核心竞争力的重要标志。国际单位制量子化变革以来，开启了以测量单位数字化、测量标准量子化、测量技术先进化、测量管理现代化为主要特征的“先进测量”时代。为推动国家现代先进测量体系的建立完善，满足经济社会对高效精准测量的需求，现提出以下意见。一、总体要求（一）指导思想。坚持以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，全面贯彻党的十九大和十九届二中、三中、四中、五中、六中全会精神，落实《中共中央 国务院关于开展质量提升行动的指导意见》(中发〔2017〕24号)，面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康，鼓励和引导社会各方资源和力量，积极开展具有新时代特色的测量技术、测量仪器设备的研究和应用，以先进技术和现代管理为手段，服务支撑测量活动的有效开展和测量数据的广泛应用，提升国家整体测量能力和水平，服务经济社会高质量发展。（二）基本原则。创新引领，优化升级。以国际单位制量子化变革为契机，加大计量科技创新力度，加强基础性、前沿性、共用性、探索性和颠覆性测量技术研究，加快量子测量标准和先进测量仪器设备的研制，补充完善重点测量方法，提升现有测量能力和水平。需求牵引，重点突破。围绕制造强国等国家重大战略，全面梳理经济社会各领域对精准测量的需求，系统分析普遍性和关键共性测量难题，明确测量技术研究主攻方向和建设目标，有计划、有重点地进行突破。政府引导，市场驱动。加强顶层制度设计，从政府层面加大对现代先进测量体系的整体规划和布局，探索建立有效的激励引导机制，调动各类市场主体积极性，发挥市场在测量技术创新和测量资源配置中的重要作用。开放共享，协同推进。鼓励社会各方共同参与现代先进测量体系建设，建立不同行业、不同领域协同攻关和成果共享机制，形成理论研究为基础、产业需求为主导、技术攻关有机制、成果转化有渠道的协同推进局面。（三）工作目标。到2035年，计量基准的准确度和稳定性得到大幅提升，数字化量传溯源应用领域不断扩大。部分重点领域测量技术取得重要突破，研制成功一大批国产测量仪器设备，新建计量基准、计量标准核心测量仪器设备基本实现自主可控。建设50家国家先进测量实验室，培育100家测量仪器设备品牌企业，形成200项核心测量技术或能力。全社会精准测量和有效溯源意识得到明显增强，企业测量能力和水平得到大幅提升，测量活动更加规范，测量数据应用更加广泛。测量技术协同创新与共享机制基本建立，测量技术资源利用率得到明显提高，测量对我国经济社会高质量发展的贡献水平显著提升。二、重点任务（一）建立先进量传溯源体系。紧密结合国际单位制量子化变革和经济社会发展需要，加强基本物理常数精密测量技术和量子计量基础研究，推动以量子物理为基础的高准确度、高稳定性计量基准、计量标准建设。加快量子传感和芯片级计量技术、新型量传溯源技术研究，研制具有典型量子化特征的测量仪器设备，建立计量标准和测量参数传递数字链路，推动量值溯源扁平化发展。积极推进计量数字化，加强数字计量基础设施建设，开展计量标准和测量仪器设备数字化技术研究。（二）优化计量基准、计量标准和标准物质建设。面向国家重大战略需求，增强计量基准自主可控能力，创新计量基准全链条管理机制。改革计量标准体系架构，统筹考虑技术能力和现实需求，建立以国家计量标准、社会公用计量标准、部门（行业）计量标准、企事业计量标准为主体的层次分明、链条清晰的计量标准基础设施网络。实施标准物质能力提升工程，加快生命科学、生物医药、环境监测、食品安全、自然资源和刑事司法等重点领域标准物质研制和应用。加强标准物质监管能力建设和共性关键技术研究，探索建立标准物质量值验证和质量追溯工作机制，建设一批标准物质量值核查验证实验室，开发建设标准物质质量追溯平台，形成标准物质研发、生产、应用全生命周期监管能力。（三）加快先进测量技术研究。加强计量学基础理论和核心技术原始创新。围绕时间单位重新定义，重点研究量子计量技术及计量基准、计量标准小型化技术。加快推动超高灵敏极弱磁场和惯性测量装置、空地一体量子精密测量试验设施等重大科技基础设施建设，支撑关键核心技术攻关，满足空天、深空、深海高精度探测和精密量子测量等重大应用需求。研究人工智能、生物医药、新材料、新能源、先进制造、核安全和新一代信息技术等领域精密测量技术。针对复杂环境、实时工况环境和极端量测量需求，研究新型量值传递溯源方法，突破在线、动态、远程、快速校准技术，解决极端量、复杂量、微观量等准确测量难题。研究数字化模拟测量、工业物联、跨尺度测量、复杂系统综合测量等关键技术，不断填补新领域测量技术空白。（四）推动先进测量仪器设备研发和应用。加强高端仪器设备核心设计、核心器件、核心控制、核心算法和核心溯源技术研究。推动量子芯片、物联网、区块链、人工智能等新技术在测量仪器设备中的应用，积极推进测量仪器设备智能化、网络化。加强高精度计量基准、计量标准的研制和应用，基本实现关键核心设备自主可控。实施测量仪器设备质量提升工程，加快测量仪器设备研发，提升测量仪器设备的准确性、稳定性、可靠性。研究建立测量仪器设备计量测试评价制度，培育具有核心技术和核心竞争力的国产测量仪器设备品牌。加快专用测量系统的研制，形成满足航空航天、海洋监测、交通运输等装备研制生产任务和重大工程需求的测量能力。（五）建设国家先进测量实验室。针对各领域测量能力的不足，加强国家测量基础条件和能力建设，推进大型测量仪器设备、科学测量数据等测量技术基础平台建设，打造突破型、引领型、平台型的国家先进测量实验室。强化测量实验室计量溯源性意识和要求，保证测量结果准确、一致和有效。加强行业或区域测量公共服务能力建设，推动测量资源整合，优化行业、区域测量资源配置。鼓励各类测量主体建立联合实验室和技术创新联盟，形成联合开发、优势互补、成果共享的产学研用协同创新机制。加强测量资源开放共享，推动测量资源一体化发展。（六）提升企业测量能力和水平。鼓励企业加强测量投入，合理配备测量设备，严格测量设备的计量确认和测量过程控制，建立必要的计量管理制度，不断提高企业测量能力和水平。研究建立企业计量能力自我声明制度，推动企业进行对标达标，发挥先进企业示范引领作用。鼓励企业自愿通过测量管理体系认证，推动先进测量技术要素和管理手段在企业的应用。培育一批行业领军企业和产业链链长企业，实施中小企业计量伙伴计划，全面提升核心产业链相关中小企业计量保证能力，加快先进测量技术攻关成果的落地应用，带动产业上下游融通创新、协同发展。（七）推进测量数据积累和应用。引导企业建立产品研制、生产、试验、使用过程动态测量数据信息库，开展测量数据分析研究，改进企业生产控制流程，提高产品控制精度和质量，完善产品全寿命周期数据管理。加强测量数据智能化采集、分析与应用，推进测量设备自动化、数字化改造，建立智慧计量实验室和智能计量管理系统，实现数字化赋能。积极将测量数据纳入工程领域数字化科研过程，推动测量数据资源在工程领域集成应用。加快建设国家计量数据中心，培育一批国家计量数据建设应用示范基地，探索建立国家标准参考数据中心，提升测量数据价值挖掘能力，实现跨行业、跨领域测量数据融合、共享和应用。（八）完善先进测量技术规范。研究建立适应现代先进测量体系建设需要的计量技术规范体系。充分借鉴吸收国际先进测量技术成果和经验，开展测量活动梳理和测量数据研究分析，组织制定一批对测量活动具有指导意义的测量技术规范，指导测量活动规范化、科学化开展。分析梳理各产业领域工程实践活动被测参数，建立动态、开放的参数信息库。加强复杂被测对象、复杂工况环境、复杂耦合关系等工程应用场景的参数测量方法研究，建立满足工程实践要求的测量技术规范。（九）优化先进测量技术服务。鼓励社会各方资源围绕国家重点领域测量需求，建立各类先进测量服务机构，为行业发展提供精准测量服务。发挥中央企业优势作用，在战略性、关键性重大测量项目上起到引领带动作用。积极培育各领域先进测量“单项冠军”和“专精特新”测量标兵，推动先进测量能力差异化、多样化发展，不断提升专业化服务能力和水平。围绕产业测量测试需求，加强国家产业计量测试中心建设，形成关键参数测量、仪器设备校准、产品测试评价、系统方案集成的一站式服务能力，建立全产业链计量溯源体系，提升全产业链计量测试服务和全寿命周期计量保障水平。搭建国家先进测量技术资源共享平台，促进测量需求和测量服务的公开化、信息化。（十）发挥质量基础设施协同推动作用。积极发挥计量、标准、检验检测、认证认可等国家质量基础设施各要素的协同作用，为经济社会高质量发展提供全链条、全流程、全体系的质量基础设施“一站式”服务。推动计量与标准、检验检测、认证认可领域相关技术规范和标准的相互参考借鉴和共享共用，以精准计量推动标准数据和方法的科学验证，通过标准促进计量价值的应用体现；强化检验检测、认证认可领域计量溯源性的概念，通过先进测量技术和测量手段不断丰富完善检验检测、认证认可内涵。聚焦测量数据分析和应用，探索测量数据成果标准化途径，形成标准测量数据包、标准测量模型等，研究采用标准测量数据包、标准测量模型的认证认可方法和程序。（十一）培养先进测量人才队伍。组建国家现代先进测量体系战略咨询专家智库，提高决策的科学性和可行性。加强对计量测试相关专业学科建设的引导，优化高等院校计量测试相关专业设置，推动计量测试相关专业与通信工程、人工智能、数据科学与大数据技术、软件工程以及量子信息科学等相关专业协同建设。完善注册计量师制度，加强产教研用融合，加强计量技术机构与高等院校、科研院所、企业间的技术合作和人才交流，支持各领域科研项目吸纳计量技术机构和企业共同参与，促进测量人才多元化发展。充分发挥行业学协会作用，加强测量技术人才培训，打造富有自主创新精神、专业技术能力强、善于解决实际问题的测量人才队伍。三、保障措施（一）加强组织领导。高度重视国家现代先进测量体系建设工作，将其作为推动经济社会高质量发展的重要手段予以全面规划和重点考虑，制定具体的实施方案和落实措施。在国家层面组建国家现代先进测量体系推进办公室，强化各部门组织协调和沟通协作。鼓励地方和行业、企业积极探索和创设推进现代先进测量体系建设的路径和模式，进行先行先试和推广示范。（二）完善制度保障。争取将国家现代先进测量体系建设工作纳入国家重大战略规划和产业发展专项规划。积极推动将现代先进测量体系建设写入有关法律法规和规章，对测量设备、测量方法、测量程序、测量过程和测量数据等规范和使用提出明确要求。搭建多方测量主体共同参与的联合科研攻关机制，完善先进测量技术应用结果比对、成果评价等制度，推动测量科技创新成果转化、应用和推广。（三）加大政策支持。从政策、资金、科研、人才等各方面鼓励先进测量技术的研发、先进测量设备和方法的研制和应用、先进测量技术规范的完善，不断强化测量过程控制和测量结果应用，提升测量能力和水平。在国家重大工程和科技计划中对现代先进测量体系建设予以重点考虑和倾斜。（四）强化知识产权战略。加强测量技术专利导航，引导各单位加强测量领域知识产权战略储备。推动各单位及时将先进测量科研成果纳入知识产权保护范围，并通过转让、许可、折价入股激励等形式取得市场收益。研究建立先进测量科研成果技术附加值评价体系，提升各领域对先进测量科研成果的重视程度。建设先进测量领域专题数据库，积极推进先进测量领域知识产权信息开放、共享和利用，促进测量领域知识产权成果的广泛应用。（五）普及先进测量理念。结合“世界计量日”“质量月”等活动，充分发挥媒体优势，大力普及测量知识，强调测量在生产生活中的作用，不断增强全民测量意识，更新溯源概念和理念，营造支持国家现代先进测量体系建设的社会环境。加大企业测量工作宣传培训，帮助企业完善测量管理体系，健全测量管理制度，提升测量能力和水平。（六）加强国际测量合作。借鉴吸收国外先进测量技术和测量管理经验，丰富完善国家现代先进测量体系内涵。探索建立国际、区域先进测量技术联盟，加强测量技术国际交流合作，推动先进测量技术能力与国际接轨。积极参与测量领域的全球治理，推动在重要领域影响或主导国际测量技术规范的制定，加大先进测量成果的国际化应用和推广。积极参加国际测量比对，不断提升获得国际互认的国家校准与测量能力，增强我国在国际测量领域的话语权。市场监管总局科 技 部工业和信息化部国 资 委知识产权局2021年12月29日

2024年全球及中国电子测试测量仪器行业发展趋势和现状研究陈昕(广州思林杰科技股份有限公司 市场总监)前言：电子测试测量仪器是利用电子技术来进行测量的装置，是电子制造、电子设计、电子应用等领域不可或缺的工具。随着电子技术的不断发展，电子测试测量仪器的技术水平也不断提高，应用范围也不断扩大。电子测试测量仪器的广泛应用涉及通信、半导体、医疗、能源等多个领域，其性能和技术水平直接关系到各行业的科研、生产和服务水平。在全球范围内，这一领域正经历着巨大的变革，从而催生出新的机遇和挑战。近年来，全球及中国电子测试测量仪器行业保持稳步增长态势。在全球经济发展、工业技术水平提升背景下，全球电子测试测量仪器市场规模持续增长，预计到2025年，全球电子测试测量仪器行业市场规模将增长至172.72亿美元。中国电子测试测量仪器行业市场规模近年来也保持快速增长态势，2022年中国电子测试测量仪器行业市场规模为381.6亿元人民币，预计2023年将逐步扩大至410.4亿元人民币。在我国利好政策驱动下，智能制造、5G通信、汽车电子等下游产业快速发展，电子测试测量仪器行业也实现了快速增长。未来，全球及中国电子测试测量仪器行业将呈现以下发展趋势：智能化：电子测试测量仪器将向智能化方向发展，以满足工业制造智能化、自动化的需求。智能化电子测试测量仪器将具有更强的自动化、网络化、可视化等功能，能够实现更高效、更精准的测试。集成化：电子测试测量仪器将向集成化方向发展，以满足工业制造小型化、轻量化的需求。集成化电子测试测量仪器将多种功能集成到一个平台上，能够实现更便捷、更灵活的测试。虚拟化：电子测试测量仪器将向虚拟化方向发展，以满足工业制造虚拟化、仿真化的需求。虚拟化电子测试测量仪器将通过计算机模拟实现测试，能够实现更安全、更高效的测试。本文章将对全球及中国电子测试测量仪器行业的发展现状、发展趋势及竞争格局进行深入分析，并对行业发展趋势进行展望。1. 电子测试测量技术/仪器的发展历史电子测试测量技术和仪器的发展历史可以追溯到电子产业的早期阶段，随着电子技术的不断进步和应用领域的拓展，测试测量仪器在推动科技进步和确保电子设备性能的过程中发挥了关键作用。电子测试测量技术/仪器的发展历史可以追溯到19世纪初，以下是电子测试测量技术和仪器的发展历史中一些关键阶段：1820年，德国物理学家Johann Schweigger发明了检流计，这是世界上第一台电子测试仪器。检流计可以用来测量电流强度。1887年，爱迪生发明了真空管，这是电子测试测量技术发展的一个重要里程碑。真空管可以用来放大电信号，这使得电子测试仪器的测量精度和灵敏度得到了大幅提高。20世纪初，电子测试仪器的发展进入了快速发展阶段。1920年，美国的贝尔实验室发明了示波器，这是世界上第一台能够显示电信号波形的仪器。示波器的出现，极大地提高了电子测试技术的水平。20世纪中叶，电子技术的快速发展，推动了电子测试测量仪器的进一步发展。1956年，美国的Tektronix公司发明了数字示波器，这是世界上第一台能够显示数字电信号的仪器。数字示波器的出现，使得电子测试技术更加精准和灵活。20世纪70年代，集成电路技术的出现，使得电子测试测量仪器更加小型化和低成本。1976年，美国的Agilent公司推出了世界上第一台数字存储示波器，这是世界上第一台能够存储电信号波形的仪器。数字存储示波器的出现，使得电子测试技术更加便捷和高效。Tektronix 547型示波器 （图片来源 Lazy Electrons，产品来源Tektronix）随着技术应用发展，电子测试测量技术/仪器广泛应用于电子制造、电子设计、电子应用等领域。电子测试测量技术/仪器的发展，为电子技术的进步和应用提供了重要支撑，如：1. 半导体技术的崛起（1950年代 - 1960年代）：o 集成电路（IC）的出现推动了测试测量技术的发展，测试复杂度大大提高。o 数字化测试技术开始兴起，数字化示波器、逻辑分析仪等成为主流。2. 微处理器和计算机时代（1970年代 - 1980年代）：o 随着微处理器的普及，测试测量设备越来越依赖于计算机控制和数据处理。o 自动测试设备（ATE）开始流行，提高了测试效率和精度。3. 高性能和高频率测试（1990年代至今）：o 通信技术的迅猛发展推动了对高频、高速数字信号的测试需求，射频测试、高速数字通信测试等成为焦点。o 高性能、高灵敏度、高精度的仪器不断涌现，以满足现代电子设备复杂性的测试需求。4. 物联网和5G时代（21世纪）：o 物联网和5G技术的崛起带动了对更高频率、更大带宽的测试需求，尤其是在通信和无线领域。o 智能化、云端化等技术的融入使得测试数据的处理和分析更为高效。芯片测试系统 (图片来源：Teradyne，产品来源：Teradyne、Litepoint)未来，电子测试测量技术/仪器的发展将继续保持快速增长态势。随着智能制造、5G通信、人工智能、量子计算、新型材料等技术的进步，电子测试测量技术/仪器将向智能化、集成化、虚拟化等方向发展。2. 以思林杰的发展历程看行业的时代变迁广州思林杰科技股份有限公司（后简称“思林杰科技”）成立于2005年，是一家领先的测试测量技术与方案提供商。思林杰科技从2010年开始进入自动化测试行业；2013年推出第一代基于ARM+DSP的仪器模块应用于消费类电子产品生产测试场景；2014年推出第二代 ARM+FPGA 仪器模块平台并推向市场；2019年发布第三代嵌入式仪器平台并投入市场，得到国内外多个知名厂商的批量使用并获得好评；2021推出 Nysa 模块化仪器平台与Archon SDK平台；2022年完成IPO登陆上交所科创板；2023年聚焦在高精密、高速及射频测试测量方向发力，实现更高端测量仪器的样机研发。思林杰科技近年来获得国家第四批专精特新“小巨人”企业，广东省高新技术企业，成立院士专家工作站，并与多所高校建立联合实验室。思林杰科技发展历程思林杰科技进入测试测量领域，顺应了行业发展和时代变迁。可穿戴消费类电子产品设备结构非常精密，测试测量的需求规格高，并需要多台仪器设备的组合才能完成各种信号的采集和激励，譬如传感器端的高灵敏度微弱信号，高速的数字信号，射频频段的信号录播与回放，电源的电压电流数据采集分析等。最开始，客户在研发阶段用了多台传统仪器进行测试系统搭建进行原型机验证与测试，NPI 转产时，客户寻求更高效的测试解决方案，我们和客户一起深入讨论需求和应用场景，自研了基于 FPGA 控制器架构，在自研总线上搭载了多种类型的仪器模块，FPGA控制器与仪器模块间通过底层自研总线互联，采集与激励的信号处理通过 FPGA 数字逻辑进行并行处理与算法加速。得益于选择了异构处理的 FPGA 架构，内部集成了ARM处理器，测试用例的调度、测试结果的判定都在同一颗 FPGA 芯片内完成，测试效率得到了很大的提升，同时在体积、成本上也满足了客户转产的需求。经过多个迭代，思林杰科技发布了Nysa模块化仪器平台：有基于嵌入式架构的板卡形态，体积紧凑易于集成到设备里；有基于插卡式架构的仪器形态，多类型仪器可简单插拔配置相应固件就可完成测试系统的搭建，适用于研发和NPI的原型机验证测试阶段；同时思林杰科技有强大的按需定制能力，可以为客户定制各类综合测试仪和解决方案。思林杰 Nysa 模块化仪器与 Archon 测试系统管理软件随着客户对测试测量需求的不断提升，思林杰科技继续完善Nysa仪器模块库，推出了面向高精密测量、高速数字信号测试测量与射频信号测试与处理的解决方案。测试测量解决方案覆盖从验证-试产-量产完整产品周期，与国际领先客户进行深度合作和获得高度认可，其解决方案广泛用于各消费类电子产品原型机测试、NPI、产线测试。近年来，思林杰基于FPGA搭配各类型AD/DA和传感器解决方案开始进入工业、生物医疗、芯片产业等应用场景，有的作为客户产品各阶段的测试测量解决方案，有的甚至作为关键零部件集成到客户产品内部，加深了与客户的紧密合作，对行业发展和对测量需求的提升都有了更深刻的理解。思林杰科技拥有超过200人的专业研发团队，自身具有制造与装配生产线，可保证质量与及时交付，并已通过IS09001,14001和27001等认证，运作成熟规范。3. 全球及中国电子测试测量仪器市场规模及现状全球电子测试测量仪器市场规模近年来保持稳步增长态势，2022年全球电子测试测量仪器行业市场规模扩大至146.10亿美元。在全球经济发展、工业技术水平提升背景下，全球电子测试测量仪器市场规模持续增长，预计到2025年，全球电子测试测量仪器行业市场规模将增长至172.72亿美元。数据来源：FROST&SULLIVAN从区域发展情况来看，欧美等发达国家和地区的电子测试测量仪器行业起步早，上下游产业链基础较好，市场规模较大，市场需求以产品升级换代为主，市场将保持中高速增长 而以中国和印度为代表的亚太地区，处于产业转型升级及新兴市场快速发展阶段，对电子测试仪器的需求潜力大，市场规模将以较高的增速增长。中国电子测试测量仪器市场规模中国电子测试测量仪器行业市场规模近年来也保持快速增长态势，2022年中国电子测试测量仪器行业市场规模为381.6亿元人民币，预计2025年将逐步扩大至410.4亿元人民币。在我国利好政策驱动下，智能制造、5G通信、汽车电子等下游产业快速发展，电子测试测量仪器行业也实现了快速增长。数据来源：FROST&SULLIVAN市场规模增长驱动力全球及中国电子测试测量仪器市场规模的增长主要由以下因素驱动：电子技术的不断发展，推动了电子产品的快速迭代，对电子测试测量仪器的需求不断增加。智能制造、5G通信、人工智能等新兴技术的快速发展，对电子测试测量仪器提出了更高的要求。政府政策的支持，鼓励企业进行技术创新和产业升级，推动了电子测试测量仪器行业的发展。市场竞争格局全球电子测试测量仪器行业市场格局相对集中，CR5约为45%。其中是德科技、罗德与施瓦茨、泰克、美国国家仪器等海外厂商占据市场主导地位。我国电子测试测量仪器行业起步相对较晚，在技术上与国外优势企业仍有一定的差距。近年来，我国电子测试测量仪器行业发展迅速，涌现出一批具有竞争力的企业。行业发展趋势未来，全球及中国电子测试测量仪器行业将呈现以下发展趋势：智能化：电子测试测量仪器将向智能化方向发展，以满足工业制造智能化、自动化的需求。智能化电子测试测量仪器将具有更强的自动化、网络化、可视化等功能，能够实现更高效、更精准的测试。集成化：电子测试测量仪器将向集成化方向发展，以满足工业制造小型化、轻量化的需求。集成化电子测试测量仪器将将多种功能集成到一个平台上，能够实现更便捷、更灵活的测试。虚拟化：电子测试测量仪器将向虚拟化方向发展，以满足工业制造虚拟化、仿真化的需求。虚拟化电子测试测量仪器将通过计算机模拟实现测试，能够实现更安全、更高效的测试。4. 思林杰主推产品介绍思林杰科技目前产品主要方向：NYSA模块化仪器平台、高精确度测量、高速信号采集与处理、射频信号测量。NYSA 模块化仪器平台基于 FPGA 控制器， 搭配丰富灵活的仪器模块， 如万用表、示波器、 信号发生器、 数据记录仪、 音频分析仪等，涵盖了高精度信号、 高速与射频信号测试测量与处理， 提供了从验证到试产到量产的全过程测试测量技术与解决方案，同时与国际领先客户达成深度合作并获得高度认可。 其中嵌入式形态结构紧凑， 方便内嵌设备； 插卡式仪器整机不仅可用于原型开发，也可作为多功能仪器使用；独立式仪器小巧紧凑， 可作为单⼀功能的仪器使用； 综测仪提供了多功能完整产线测试整机形态，方便部署于产线测试。思林杰 NYSA 嵌入式模块化仪器平台Archon 是思林杰科技自主研发的测试系统管理软件，具备图形化低代码方式开发管理运行测试用例和测试计划的功能，支持实时查看测试数据、自定义数据报表模板和可视化数据分析，并为与其他企业系统的连接提供可扩展的插件。Archon 广泛应用在消费电子、军工和芯片测试领域， 降低测试用例开发管理难度，提高生产测试效率。Nysa Toolkit 是 Archon的辅助固件生成工具。其根据不同的项目需求， 可以选择对应的仪器模块并连接到控制模块上，自动生成固件；同时也是 Nysa 系列仪器的管理工具，可以对嵌入式、 插卡式及独立式的 Nysa 仪器集中管理， 可以动态生成仪器的固件，并下载到仪器中。对于不同的仪器模块，显示相应的虚拟仪表界面，方便用户调试。思林杰 Archon 测试系统管理软件近期除了NYSA模块化仪器平台和Archon测试系统管理软件，思林杰科技基于最新的FPGA技术和各类AD/DA解决方案，推出了面向高精度测量、高速信号采集与处理、射频信号测量等解决方案。在高精度测量方面，思林杰科技近期推出了SG2165 SMU和SG2350 LCR。其中，SG2165 精密型源测量单元（SMU）能够实现四象限操作，精确地输出电压或电流以及同时测量电压、电流和电阻等功能。 它集成了六位半数字万用表 (DMM) 、五位半精密电压源、电流源、电⼦负载和脉冲发生器的功能，具有功能丰富，体积小巧紧凑，标准测试接口等特点，非常适合集成到测试治具中。 SG2165 源测量单元平台主要用于半导体、传感器、模组等 IVR 测试测量。 其为产线测试量身定制，为产线自动化 ICT 及 FCT 提供高效、高性价比的测试测量解决方案。思林杰 SG2165 精密型源测量单元（SMU）SG2350 LCR 阻抗测试平台是⼀款精密型 LCR 表，其基本测量精度可达 0.1%，且支持多种测试激励模式，拥有 20 Hz 至 2 MHz 连续可调的宽范围测试频率，和 0 至 2 Vrms 或者 0 至20 mArms 连续可调的测试电平，并且具备可调最大 2 V 的直流偏置功能；使用该平台可测试多种阻抗参数，测量精准的同时，可实现最快 5 ms 的测量速度，其紧凑、模块化的设计为产线元器件，材料，半导体，MEMS 等阻抗参数测试测量提供了高性价比的选择。思林杰 SG2350 LCR 阻抗测试平台在高速信号采集与处理方面，思林杰发布了一系列的DAQ数据采集方案与产品和高速总线分析解决方案。DAQ 数据采集其核心架构由模拟前端 （AFE）、模数转换器 （ADC）、现场可编程门阵列 (FPGA) 及触发(Trigger) 组成。 通过 AFE 对模拟信号进⾏信号调理后经过核心组件 ADC 实现对模拟信号的数字量化编码，最终通过 FPGA SoC 进行数字信号的采集、处理、分析和存储转发，并可支持内部及外部触发采样模式。其中，FPGA基于Xilinx Zynq 7000系列和UltraScale+系列，采集速率涵盖250KSPS/24bits到5GSPS/8bits等各速率和分辨率解决方案。DAQ数据采集产品有三种产品形态，如数据采集模块、数据采集卡及数据采集盒子三种数据采集系统，方便根据客户需求选择合适的产品形态和提供丰富的解决方案。DAQ 产品主要用于电气、物理、机械、声学和信号路由等应用，可以表征产品、监控过程或产品、以及控制测试过程，在科学研究、工业自动化和测试测量领域起着关键的作用。思林杰 SG1227 PCIe 高速采集卡 思林杰 SG2168 高速采集盒在高速总线分析方面，思林杰科技推出了MIPI D-PHY、C-PHY、RFFE、SPMI、I3C、USB-C、Displayport等高速信号采集、发生与处理解决方案，并可基于FPGA SerDes进行PRBS误码率测试，基于BERT进行高速眼图重构，为高速数据线缆测试、高速连接器测试、高速信号链路测试提供了高效高性价比的信号质量评估测试方案。思林杰 SG2153 MIPI Tester PRBS 眼图、误码率&抖动容限分析在射频信号测量方面，思林杰发布了VNA矢量网络分析仪和SDR软件无线电平台。SG2163 型矢量网络分析仪（ VNA ）是⼀款四端口8.5GHz频段的射频测量仪器，其能够提供射频信号传输特性和反射特性的测量。本产品由主机单元和基于 Windows 系统的控制与显示界面组成，数据传输采用千兆以太网接口。其广泛应用于微波器件，材料科学，电子通信等基础行业和领域的射频研发测试与生产制造。思林杰 SG2163 矢量网络分析仪（ VNA ）SG2277 是⼀款基于软件无线电技术的射频测试平台。 该平台集主控处理器、FPGA 和射频前端于⼀体，最多支持 8 个通道的信号生成、8 个通道的信号采样及频谱分析功能。平台有射频直采和上下变频解决方案，覆盖到6.5 GHz频段，该功能使平台在许多场景的应用中更加灵活。思林杰 SG2277 射频测试平台（ SDR ）5. 思林杰产品主要应用场景思林杰科技NYSA模块化仪器最开始应用于消费类电子产品线测试。典型的消费类电子产品FCT测试系统需要若干台传统仪器进行系统搭建，如示波器、信号源、数字万用表、音频分析仪、时序测试仪、程控电源、电子负载、频率计、FW烧写器、数字IO逻辑分析仪、通信接口扩展器、开关与切换等，有的功能由于传统仪器没有现成解决方案或成本高，甚至需要定制化实现。因此，由于消费类电子产品更新速度快、技术应用周期短，基于传统标准仪器的解决方案不能高效满足FCT测试需求，其需要涵盖多类型仪器的测试系统搭建与调试，难度高，周期长，行业内缺乏定制化功能交钥匙解决方案，成本高、体积大、UPH效率低。为了解决消费类电子产品FCT测试这个行业痛点，思林杰科技推出了NYSA模块化仪器的FCT解决方案。其解决方案基于FPGA SOC（ARM+FPGA）控制器，通过底层自定义总线与模块化仪器并行互联。其中FPGA的数字逻辑层，可进行采集和激励信号的处理和算法加速，数字信号的测试测量和一些解决方案的逻辑层面定制，如频率计、FW烧写器、通信接口扩展、数字IO逻辑和总线分析；FPGA的ARM处理器可运行RTOS或Linux，运行Archon测试系统对仪器模块和信号的管理、进行测试序列的执行和测试结果处理和上传。同时，思林杰科技积累了丰富的仪器模块库，如示波器系列、信号源系列、数字万用表系列、音频分析仪系列和相应的IP库，可通过对现有仪器模块选择进行FCT测试系统的搭建。在同等机柜体积下，嵌入式模块化仪器相对于传统标准仪器可以实现总效率、并行通道数、读取、切换、上传效率、测试速率的提高，测试系统体积的大幅减小，总成本的大幅降低。基于标准仪器的传统 FCT 产线测试方案 思林杰NYSA嵌入式仪器模块FCT产线测试方案近年来，NYSA模块化仪器除了在消费类电子产品测试FCT站点大规模部署和应用外，在ICT、模组测试甚至芯片测试阶段也开始用NYSA模块化仪器解决方案进行测试系统的搭建，此外也有越来越多的客户在研发阶段的原型机测试、NPI小批量转产验证测试使用此解决方案。在其他行业，如生物医疗、新能源等领域，思林杰科技也基于FPGA和最新的AD/DA解决方案，提供核心模块的研发、验证、批量生产服务，譬如基于FPGA的卷积、反卷积、积分等算法处理与加速，生物医疗传感器微弱信号的共模噪声抑制和降噪处理，高压信号与激光信号的激励与处理，AI视觉检测与成像处理系统等。这些方案与模块除了应用于产品测试领域，更广泛的应用于客户产品核心模块的测量领域，思林杰科技提供了全过程产品研发、验证、批量生产测试交付服务。生物医疗应用：微生物质谱检测系统应用 新能源应用：激光测风雷达6. 未来电子测试测量技术/仪器发展趋势智慧工厂未来电子测试测量技术和仪器的发展趋势涉及多个方面，其中包括：高集成度和多功能性： 未来的测试测量仪器很可能会越来越集成多种功能，以适应复杂系统和设备的测试需求。高度集成甚至多学科融合的仪器可以提高测试效率和减少测试成本。宽频带和高速度： 随着通信和数据传输速度的不断提高，测试仪器需要具备更高的频带和速度来适应新兴技术和标准，如5G通信、物联网和高速数字总线。自动化和智能化： 自动化在测试领域一直是一个重要的趋势。未来的仪器很可能会更加智能，具备自动识别、配置和执行测试任务的能力。机器学习和人工智能技术可能会应用于测试数据分析和故障诊断。量子技术的应用： 随着量子技术的发展，未来的测试测量仪器可能会受益于量子传感器和量子计算的应用。这可能导致更高的精度和灵敏度。更小型化和便携性： 随着设备越来越小型化，测试仪器也需要变得更小巧轻便，以适应便携性需求。这对于现场测试和移动设备的测试非常重要。绿色技术： 环保和能源效率是未来技术发展的关键方向之一。测试仪器可能会采用更为节能和环保的设计，以减少对环境的影响。云服务和远程访问： 云服务和远程访问技术的发展使得测试数据的存储、管理和分析更加便捷。未来的测试仪器可能会更加集成云服务，实现远程访问和协作。AI 人工智能总体而言，未来电子测试测量技术和仪器的发展趋势将在高度集成、自动化、智能化、便携性和环保方面取得进展，以适应不断变化的技术和市场需求。随着人们对生活品质需求的提升、新技术应用的产品导入，测试测量市场将保持高速发展趋势，测试测量市场规模将越来越大，各芯片厂商、仪器仪表厂家、测试测量方案集成商将在此市场拥有很好的发展空间，结合市场需求和自身产品、解决方案优势持续迭代，获得长远发展。作者简介陈昕(1982)，男，2006英国约克大学获得通信工程硕士学位，毕业后分别从事基于FPGA的通信系统设计与研发、FPGA芯片系统应用、电子测试测量系统与应用设计与市场发展主管，现任思林杰科技市场总监、北美与线上营销总监。

日前，丹麦哥本哈根大学研究人员日前制造出一种可在室温下工作的量子干涉仪，能广泛应用于医疗、勘测、考古等多个领域。相关研究发表在最新一期的《物理评论快报》(PRL)杂志上。 　　量子干涉仪是应用量子力学原理制成的超高灵敏度磁传感器，可检测出非常微弱的磁场。负责该研究的哥本哈根大学尼尔斯波尔研究所的物理学家尤金波尔齐克称，与原先的超导量子干涉仪(squids)相比，新的干涉仪在室温下就能工作，并且结构更简单，造价也更为低廉。 　　自旋是原子的一个基本特性，这使得一个原子就像一个小磁体很容易受到外部磁场的影响。根据这一特性，科学家提出了以原子作为磁传感器的设想，但由于每个原子自旋都存在一定的不确定性，这决定了以这种方法检测外部磁场在灵敏度上存在着极限。由于作为一个整体时数十亿原子能达到的敏感度比单个原子要大得多，传统的原子磁力计一般由极为大量的原子制成。但这样一来要达到理论上最大的灵敏度就困难了很多。为了进一步提高灵敏度，研究人员在新的磁力计中只使用了一个单原子。 　　尤金波尔齐克举例说，为了达到这个目的，研究人员不但要避免一切可能导致仪器出现失误的因素，如广播、手机等公共通讯系统所产生的磁场波动，还要消除现有量子力学理论中可能存在的错误。最终，该仪器可测量到比地球磁场弱一千亿倍的磁通量。 　　由于有电流的地方就有磁场存在，该磁力计在微磁场测量、重力波测量、核磁共振、古地磁测量以及非破坏性磁检测等多个领域都有着广泛的应用前景。

引力波模拟图 　　据近日美国《基督教科学箴言报》在线版文章称，德国引力波探测器GEO 600的一项奇怪发现，不但可能冲击现有宇宙理论，还引发美国费米国家实验室的科学家们开始建造一个“全息干涉仪”，将探测深入到“普朗克长度”，以便更进一步观察宇宙的时空结构及这一结构中的波动――引力波。 　　引力波被称为“爱因斯坦广义相对论中最后一个尚未被证明是对的组成部分”，新探测仪器的出现有可能使人们直接观测到时间的不连续性，亦将带领人们发掘宇宙起源最深处的奥秘。 　　激光干涉追寻时空波纹 　　引力波其实是爱因斯坦对于万有引力本质的理解。他认为引力场有一种跟电磁波一样的波动，是为引力波。而引力波表现为时空曲率的扰动，以行进波的形式向外传递，其传播速度等于光速。 　　按道理，引力波存在且无处不在，深空中的突变性事件，如超新星爆发、黑洞形成、大型天体相撞这些过程，都能辐射出较强引力波。但事实上，以往在地球上进行的引力波直接搜寻的所有努力都以失败告终。其原因在于，波动虽能造成地球上各处相对距离的变动，但当它们到达地球的时候已经变得非常弱了，对于地球上最先进的引力波探测器来说，其变动的数量级小于一颗质子直径的千分之一。因而尽管引力波毫不模糊且被公认，却一直只能是广义相对论的预言。 　　但科学家们可不满足于这一点。于是，基于激光干涉原理的引力波探测器被建造出来。这一类型的探测器通过测量两条激光束相遇时所形成的干涉图像的变化来探测引力波，干涉图像依赖于激光束的传播距离，当引力波穿过时激光束的传播距离会相应变化。 　　因为目标是非常微弱的信号，引力波探测器的敏感度需达到几乎难以想象的程度。以德国引力波探测器GEO 600来讲，其对距离上极微小的变化都非常敏锐，甚至可探测到日地距离所发生的原子半径级别的变化。不过，这种激光干涉计的探测器灵敏度要与激光传播的距离成比例的话，一般来讲其尺寸都非常可观。 　　“奇怪波动”挑战现有认知 　　德国的GEO 600并不是新产物了，其已默默工作有些时日。然而，在近期利用其搜寻引力波的过程中，物理学家偶然发现了令人迷惑的现象――这一高科技设备虽然还没有找到引力波存在的证据，但却发现了大量的噪音。 　　这就有必要简单描述一下这类探测器的工作过程。以GEO 600为例，其要实现功能，需要发射一束激光穿过600米的隧道，再将激光分裂成两束，经过反射的一束以及未经反射的一束均进入干涉仪。当引力波经过这部分空间的时候，两束激光之间的微小位移将会由干涉仪进行探测。即便这种距离的变化非常之微妙，但如果引力波探测器有结果，那就很可能是引力波通过时引起的。 　　而今GEO 600的“噪音”让研究人员无从解释，在剔除了所有人为因素的影响之后仍不得要领，他们于是向费米实验室的科学家克雷格・ 霍根寻求帮助，希望他利用量子力学上的专业知识帮助阐明这一不规则的噪音。 　　霍根反馈的意见让人震撼又迷惑。他说：“看上去GEO 600受到了时空微观量子级别的冲击。”换句话说，GEO 600探测到的并不是来自什么噪音源，而是时空本身发生的量子级别波动。 　　这一看法的深层意义在于：根据爱因斯坦对宇宙的认知，时空应该是连续平滑的，而照霍根的结论推测时空实际上是不连续的，是由一系列量子点组成。其直指爱因斯坦的理论需要修正。 　　全新探测器进入量子尺度 　　量子力学的测不准原理意味着一些基本量度如长度和时间具有测不准性。而测不准的程度由普朗克常数确定，该常数可以定出最小长度量子――“普朗克长度”，比其更短的长度是没有意义的。 　　现在，要证明“奇怪波动”的来源，研究人员就需要深入到“普朗克长度”――10-35米进行探测，而GEO 600实验中探测到的噪音尺度不到10-15米。因此需要提升引力波探测仪的分辨率，这导致了“全息干涉仪”的产生。 　　“全息干涉仪”是利用全息照相的方法来进行干涉计量，其与一般光学干涉检测方法很相似，但获得相干光的方式不同。光学干涉检测方法获得相干光的方式如前所述，一般是将同一束光的振幅分为两个部分，但全息干涉计量术则是将同一束光在不同时间的波前来进行干涉，可以看作是一种波前的时间分割法。这就使相干光束由同一光学系统所产生，可以消除系统误差。 　　霍根认为，GEO 600在其尺度上发现的噪音是由于宇宙“视界”(天文学中黑洞的边界，在此边界以内的光无法逃离)的全息投射造成的。霍根比喻说，这就像一张图片越放大就会越模糊甚至像素化，宇宙“视界”投射其实发生在普朗克尺度中，所以在我们所身处的时空尺度上，这一投射发生了模糊。 　　而要验证霍根的结论，目前最值得依赖的就是这台“全息干涉仪”。其现正由费米实验室全力打造，它必将比GEO 600探测到更小的尺度，从而进入到量子尺度。如果霍根的看法是正确的，探测器将能探测到时空结构中的量子噪声，给我们现有对宇宙的认知带来巨大的冲击。

仪器信息网讯 “科学仪器优秀新品”评选活动2022年度上半年入围奖评审已经结束，经专业编辑团初审、网络评审团初评，现已确定2022上半年的入围奖名单。作为仪器及检测3i奖之一的“科学仪器优秀新品”评选活动由仪器信息网发起，旨在将在中国仪器市场上推出的、创新性比较突出的国内外仪器产品全面、公正、客观地展现给广大的国内用户。“科学仪器优秀新品”评选活动自2006年起已经成功举办了十六届，本次是第十七届。该活动自推出以来，受到越来越多的仪器用户、国内外仪器厂商以及相关媒体的关注和重视。在技术评审委员会主席团监督下，经仪器信息网“专业编辑团”初审、“网络评审团”评审，产生了“科学仪器优秀新品”评选活动2022年度上半年入围名单，获“入围奖”的仪器新品进入到年度“提名奖”评审环节。2022年上半年申报并审批通过的新品共265台，各类仪器新品获“入围奖”的有91台，其中电子测量/测量仪器3台。电子测量/测量仪器入围名单如下（排名不分先后）：仪器名称型号创新点公司名称双子座mini双子座mini查看深圳量旋科技有限公司国仪量子高速数字化仪DAQ2100DAQ2100查看国仪量子（合肥）技术有限公司Thermo Scientific Ramsey Flex 带式输送机皮带秤Thermo Scientific Ramsey Flex查看赛默飞世尔科技材料与矿物在线分析需要特别指出的是，本次入围评选仅限于2022上半年申报的仪器范围。有些厂商虽然在网上进行了申报，但在规定时间内没有能够提供详细、具体的仪器创新点说明，有说服力的证明材料以及详细的仪器样本，因此这次没有列入入围名单。另外，非独家代理的代理商提供的优秀国外新品也不能入选。由于本次参与申报的厂家较多，产品涉及门类也较多，对组织认定工作提出了很高的要求，因此不排除有些专业性很强的仪器未被纳入评审范围。该入围名单将在仪器信息网进行为期10天的公示。所有入围新品的详细资料均可在新品栏目进行查阅，如果您发现入围仪器填写的资料与实际情况不符，或非2022年上市的仪器新品，请您于2022年8月12日前向“科学仪器优秀新品”评审委员会举报和反映情况，一经核实，将取消其入围资格。“科学仪器优秀新品”评审委员会联系方式：电话：010-51654077-8027 刘女士传真：010-82051730电子信箱：xinpin@instrument.com.cn

近日，省市场监管局、省科技厅、省工信厅、省国资委四部门联合制定《河北省加强现代先进测量体系建设实施方案》，提出以全省重大需求为导向，建立以政府为引导、企业为主体、市场为驱动的现代先进测量体系共建机制。实施方案提出，到2035年，每年新建改造提升社会公用计量标准50项以上，研制成功一批国产测量仪器设备，力争建设1至2家国家先进测量实验室，培育10家测量仪器设备品牌企业，形成5项核心测量技术或能力。实施方案确定了我省加强现代先进测量体系建设要开展的11项重点工作。构建先进量传溯源体系。开展量子电压溯源平台、量子电流标准装置研究和应用、基于超感技术的无源传感设备远距离供能和通讯研究。推动量值溯源扁平化发展，加强数字计量基础设施建设，建立计量科技创新基地，打造突破型、引领型、平台型国家先进测量实验室。强化计量标准支撑能力。优化以社会公用计量标准、部门（行业）计量标准、企事业计量标准为主体的计量标准基础设施网络。改造升级现有社会公用计量标准，拓展测量范围，提高准确度等级，强化动态量、复杂量、极端量检定校准能力。加强先进测量技术研究。重点研究新材料、新能源、先进制造和新一代信息技术等领域精密测量技术，力争在复杂环境、实时工况、多参数、极端量、动态在线远程、快速综合校准等准确测量难题上有所突破。开展先进测量仪器设备研发和应用。推动量子芯片、物联网、区块链、人工智能等新技术在测量仪器设备中的应用，积极推进测量仪器设备智能化、网络化。此外，实施方案还就提升企业测量能力和水平、创建企业测量需求服务平台、开展测量数据共享技术研究和应用、完善先进测量技术规范、优化先进测量技术服务、发挥质量基础设施协同推动作用、培养先进测量人才队伍等重点工作作出部署。

量子光学是以辐射的量子理论研究光的产生、传输以及光与物质相互作用的学科。双光子干扰是一种基本的量子光学效应，在量子信息科学中有着大量的应用。来自美国坦佩雷大学的Robert Fickler和Markus Hiekkamki，证明了利用光子的空间形状可以近乎完美地控制双光子干涉。研究结果发表在《物理评论快报》期刊上。单光子可以有高度复杂的形状，已知有利于量子技术，如量子密码、超灵敏测量，或量子增强计算任务。为了利用这些所谓的结构光子，关键是要让它们干扰其他光子。“基本上所有量子技术应用中，一个关键任务是提高以更复杂和可靠的方式操纵量子态的能力。在光子量子技术中，这项任务包括改变单个光子的性质，以及多个光子彼此干涉。”Fickler说。两位研究人员针对沿单一光束路径的多个横向空间模式的双光子干涉进行了研究。除了使用二维空间模式分流器实现Hong-Ou-Mandel干扰的模拟之外，他们还将该方案扩展到观察不同的三维和四维空间模式多端口的凝聚和反凝聚。在空间模式内的操作，沿着单一的光束路径，解除了对干涉测量稳定性的要求，为复杂的量子信息任务开辟了实现线性光学网络的新途径。研究人员下一步的目标是利用这种方法开发新的量子增强传感技术，同时探索更复杂的光子空间结构，开发利用量子态计算系统的新方法。参考资料：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2021/5/457119.shtm

中国科学技术大学郭光灿院士团队在多体非线性量子干涉研究中取得重要进展。该团队任希锋研究组与德国马克斯普朗克光科学研究所MarioKrenn教授合作，基于光量子集成芯片，国际首次展示了四光子非线性产生过程的干涉，相关成果于1月13日发表在光学权威学术期刊Optica上。量子干涉是众多量子应用的基础，特别是近年来基于路径不可区分性产生的非线性干涉过程越来越引起人们的关注。尽管双光子非线性干涉过程已经实现了二十多年，并且在许多新兴量子技术中得到了应用，直到2017年人们才在理论上将该现象扩展到多光子过程，但实验上由于需要极高的相位稳定性和路径重合性需求，一直未获得新的进展。光量子集成芯片，以其极高的相位稳定性和可重构性逐渐发展成为展示新型量子应用、开发新型量子器件的理想平台，也为多光子非线性干涉研究提供了实现的可能性。任希锋研究组长期致力于硅基光量子集成芯片开发及相关应用研究并取得系列重要进展：(1)国际上首次基于硅基光子集成芯片实现了四光子源的制备(Light Sci Appl 8, 41, 2019)；(2)首次实现频率兼并四光子纠缠源制备(npj Quantum Inf 5, 90, 2019)；(3)首次实现波导模式编码的量子逻辑门操作(Phys. Rev. Lett. 128, 060501,2022)和超紧凑量子逻辑门操作(Phys. Rev. Lett., 126, 130501,2021)等。在这些工作基础上，研究组同MarioKrenn教授合作，通过进一步将多光子量子光源模块、滤波模块和延时模块等结构进一步片上级联，在国际上首次展示了四光子非线性产生过程的相干相长、相消过程。实验结果如图1(a)所示，四光子干涉可见度为0.78。而双光子符合并未观测到随相位的明显变化，这同理论预期一致。整个实验在一个尺寸仅为3.8×0.8mm2的硅基集成光子芯片上完成，如图1(b)所示。(a)(b) 　　图1. (a)量子干涉测量结果；(b)用于实现四光子非线性量子干涉的集成光量子芯片。该成果成功地将两光子非线性干涉过程扩展到多光子过程，为新型量子态制备、远程量子计量以及新的非局域多光子干涉效应观测等众多新应用奠定了基础。审稿人一致认为这是一个重要的研究工作，并给出了高度评价：“The chip is well-designed and contains various integrated optical components such as entangled photon source, an interferometer, frequency filter/combiner (该芯片设计精良，包含多种集成光学元件，如纠缠光子源、干涉仪、频率滤波器/组合器)”、“This work pushes forward the research field of integrated photonic quantum information science and technology(这项工作推动了集成光子量子信息科学与技术研究领域的发展)”。中科院量子信息重点实验室任希锋教授、德国马克斯普朗克光科学研究所MarioKrenn教授为论文共同通讯作者，中科院量子信息重点实验室特任副研究员冯兰天为论文第一作者。此外，浙江大学戴道锌教授和张明助理研究员为该工作提供了技术支持。该工作得到了科技部、国家基金委、中国科学院、安徽省以及中国科学技术大学的资助。

自2019年5月20日起，新的国际单位制正式实施，其中质量的单位千克启用了基于普朗克常数的新定义。能量天平是我国自主的千克新定义复现方案，该方案由中国计量科学研究院张钟华院士提出。能量天平利用电磁力做功与电磁场能量变化之间的转换与平衡，建立普朗克常数与被测砝码质量之间的桥梁。图1 能量天平结构示意图与测量原理电磁力做功量的测量涉及电磁力大小的测量和线圈相对位移测量两方面。因此，悬挂线圈与激励磁体的相对位移测量系统至关重要。它不仅实现了能量天平对于“米”的量子化基准的溯源，而且在保证能量天平积分区间的一致性上也发挥了关键作用。能量天平采用外差激光干涉测量系统对悬挂线圈与激励磁体的相对位移进行测量（图2），但该干涉测量系统存在较大的光学闲区（图3），进而影响了能量天平在空气环境中运行时位移测量的准确性。图2 能量天平激光干涉测量系统图3 能量天平光学闲区示意图近日，发表于《计量科学与技术-中国计量科学研究院专刊（2022）》的文章“能量天平激光干涉测量系统闲区长度测量方法研究”，对能量天平干涉测量系统中闲区长度测量方法进行了分析与讨论。主要成果（1）提出了基于真空/空气环境光程差测量的光学闲区长度测量方法。该方法利用能量天平的真空系统改变光学闲区的空气折射率；利用激光干涉系统测量折射率改变过程中的光程变化，进而测得光学闲区的长度，将原毫米量级的闲区长度测量不确定度抑制至4 μm，大大提高了光学闲区长度的测量能力。（2）利用光学闲区长度表征的绝对距离，实现了对能量天平激励磁体与悬挂线圈间相对零位的测量，以保证悬挂线圈系统位于磁体的均匀区范围。该相对零位的标准测量不确定度达到了54.2 μm。此项研究得到了国家自然科学基金青年基金项目(51805507)的支持。能量天平科研团队简介重新定义千克曾被《Nature》列为世界性的科研难题。张钟华院士向这一科研难题发起了挑战，提出了基于全静态测量的能量天平方案，该方案被《Metrologia》列为国际三种千克量子化定义与复现方法之一。目前，能量天平由李正坤研究员带领的年轻团队接力攻关。该团队连续攻克了高匀场激励磁体设计、准静态磁链差测量、外磁屏蔽方法优化、真空超精密几何量测量、能量天平准直误差理论与技术、超高直线度重载驱动方法与装置等一系列科研难题，建立了第二代能量天平装置NIM-2，其实物图如图5所示。该装置于2019~2020年间，代表中国参加了千克新定义后的首次千克复现方法国际关键比对（CCM.M-K8.2019）。经国际计量局对各国的数据综合评定，能量天平的测量结果与比对参考值（KCRV）的相对偏差为1.17E-8，相对标准不确定度为4.49E-8，比对结果如图6所示。该测量数据已成功用于首个国际质量共识值（the Consensus Value）的评定，进而用于SI新定义后全球质量量值传递。能量天平的研究工作，为建立我国自主的质量量子化基准装置提供了重要的技术支撑。图5 能量天平装置实物图图6 首次千克复现方法国际关键比对（CCM.M-K8.2019）比对结果