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。

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。

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

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

热塑性塑料波纹管排水管导管高密度管材抗压测试 环刚度试验机ZB-810型50KN伺服控制环刚度试验机主要适用于各类管材的环刚度指标测试，更换不同夹具，还可以做拉伸、弯曲等试验。环刚度试验机仪器特点：1. 采用高精度力量传感器，具有精度高，线性好等优点；2. 动力系统采用伺服电机+伺服驱动器＋台湾ABBA滚珠丝杆＋同步带传动，运行平稳，噪音低；3. 上下夹具同轴度好且整体机械结构刚度高；4.采集数据量处理能力强，可同时对多条测试曲线进行对比分析；5.安全设施专业化，具有过载自动保护停机、上下行程限位保护停机、漏电自动断电保护；6.位移、速度、力量三闭环控制系统，同步采集频率达120Hz以上，即使在材料屈服阶段也能保证数据真实可靠；7.可实现定速度、定位移、定荷重(可设定保持时间)、定荷重增率、定应力增率、定应变增率等控制模式加上多阶控制模式可满足不同的测试要求；8.软件操作界面可实现中英文及其它小语种任意切换，试验报告可通过Excel或Word文档格式输出。关于正瑞泰邦江苏正瑞泰邦电子科技有限公司坐落在历史文化名城扬州，由成立于2007年的江都市天璨试验机械厂经过十年发展而来。公司拥有专业的技术开发和售后服务团队，主要生产物理性能测试仪器及相关软件开发，产品涉及材料力学性能试验、材料燃烧测试、高低温环境试验、橡胶加工设备四大板块；销售网络遍布全国并远销韩国、日本、中东等地区。主要服务于石油化工企业、原材料检测单位、高校及第三方检测机构等。 多年来，我们一直坚持以“多元化、一站式”服务为中心，站在用户角度思考问题，急用户之所急，尽量为用户提供所需要的成套设备及工具。特别是在用户实验室建设初期，我们免费提供经验及方案供参考，得到了广大用户的好评。同时，我们拥有自主进出口权，可以为用户在海外实验室提供“门到门”（DTD）服务；真正做到生产、销售、送货上门、安装调试及售后一条龙服务。节约用户时间和精力是我们的售前服务初衷，快速、圆满的解决问题是我们的售后服务宗旨。

2019年7月5日，湖北工业大学-滨松中国-金顿激光共同建立的“激光加工联合实验室”在湖北工业大学举行揭牌仪式。湖北省机械工程学会监事长陈万诚教授、秘书长朱永平教授、湖北省激光学会秘书长唐霞辉教授、华工激光、锐科激光、华日激光等十余家国内知名激光企业代表及吉林大学、华中科技大学、华南师范大学的专家学者近百人参加了活动。在出席嘉宾的见证下，湖北工业大学科研处处长武明虎、滨松中国总经理章劲松与金顿激光总经理金翔代表三方签署了联合实验室合作框架协议。湖北工业大学校长刘德富代表学校，与两方企业一起，为 “激光加工联合实验室”揭牌。该联合实验室目前主要进行着基于空间光调制器的精密激光加工方案（钻孔，切割，打标等）的研究，包括不同应用的相位图计算算法、光路系统的搭建与优化、不同材料和应用的实验工艺验证等等。期望通过产学研一体化的发展，推进空间光调制技术在精密加工中的应用。除此之外，实验室也将持续以行业需求为导向，集合三方资源，逐渐拓宽研究范围，将该平台拓展为国内一流产学研平台，促进我国智能激光加工行业的发展。湖北工业大学校长刘德富在致辞中回顾了与滨松长久以来的深入合作，希望以此次三方全方位的合作为契机，博采众长，共同提高，建立一个相互交流的平台，实现校企共赢，创建联合实验室的行业典范。滨松中国总经理章劲松则表示，滨松致力于光子的研究已经60余年，一直秉持着不断探索人类未知未涉的理念。滨松相信，“光”将是引领第四次工业革命的关键，而在中国制造2025的政策引领下，激光加工也必将是下一个备受追逐的风口，此次激光加工联合实验室的建立具有重大意义。华南师范大学博士生导师张庆茂教授、中国科学院上海光机所储蔚副研究员、吉林大学樊华博士、华中科技大学博士生导师甘棕松教授、新加坡南洋理工大学邵国栋博士、滨松中国高级光学技术工程师王梓博士等七名国内知名专家学者也出席了本次活动，并围绕超快激光微加工技术发展趋势、激光微加工技术与激光微纳制造技术研究发展现状等相关主题，进行了精彩的学术报告分享。

2022年11月15-17日，华南先进激光及加工应用技术展览会重磅来袭。诚邀您探索精密激光加工应用领域的奥秘，共同迎接新激光加工时代！观众预登记现已正式开启，完成预登记就有满满福利相送。2022华南国际智能制造、先进电子及激光博览会（LEAP Expo）旗下成员展：2022华南先进激光及加工应用技术展览会（Laser South China）将于11月15-17日在深圳国际会展中心（宝安新馆6号馆）举行。应高交会宝安会场组委会邀请，并经政府批准，LEAP Expo将成为第二十四届高交会的成员展，充分共享高交会的影响力和资源，共同推进产业跨界协同及合作。本届展会将循着行业主旋律：聚焦新基建，驱动新需求，引发新场景。搭建智能制造、先进电子和精密激光加工技术互联创新的平台，努力营造更精细、更专业的电子智能制造和精密激光加工品牌展会。展会亮点抢先看：1. 高交会成员展，11大专题展览与1场高端大会同场争辉2. 慕尼黑精心打造，华南激光全新力作，规模阵容华丽升级3. 聚焦激光赛道，传递行业气象4. 全新打造质量控制及智能检测展示区5. 激光智能制造上下游产业链一站式采购平台6. 共享光博会行业资源，尊享商贸配对服务7. 携手中国光学学会激光加工委员会，强强联手8. 借力国内大循环，推动创新技术高质量供给展会预登记现已开启，扫描下方二维码，进入预登记页面，5人以上即可成团，团长团员福利满满，现在预登记还可参与抽奖。此外，根据深圳市疫情防控要求，为保障广大参展及参观人员的身体健康，今年展会将实行实名参观制度。观众需提前进行预登记并在登记时提交本人的真实身份证信息，参观展会时需打印电子胸卡，并携带本人身份证入场。个人预登记：每周镭Sir将抽取10位幸运观众发送精美奖品~（活动至10月底），将于11月初进行开奖，赶快把预登记成功链接发给您的同事及好友，一起开启幸运大转盘吧！团体预登记：如果您的报名人数超过五人，还将享受组团多重福利团长/团员要求：• 来自消费电子、微电子、半导体、新能源、PCB、5G、医疗、锂电等激光加工应用领域的管理人员、技术人员、研发人员、采购人员等；• 面向具有明确采购意向及计划并且具有采购决策权的高层或专业人士；• 政府部门、事业单位等成员代表；• 高校科研机构成员代表。如果你想成为团长，还在犹豫什么，快来找镭Sir报名吧（微信号：LASERCHINA4），备注：申请团长。这么多看点及福利尽在华南先进激光及加工应用技术展览会，赶快进行预登记吧！如您有任何问题或需求，请与我们的观众参观服务团队联络，他们将为您提供一对一的供需配对服务，让您不虚此行。观众参观咨询：慕尼黑展览（上海）有限公司杨妮婷女士电话：+86 21 2020 5695邮箱：nettie.yang@mm-sh.com

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/

2019年9月4日-7日，中国国际光博会（CIOE 2019）在深圳成功举行。本次滨松中国在展会中主要以激光加工、激光雷达、光通信、工业计测、气体分析、民用消费、光谱检测、检验医学八个方向为主，进行了产品技术的呈现。久经市场考验的经典产品，以及最新曝光的新品都同台出现，获得了众多参观者的驻足。展会现场激光加工# 激光加工联合实验室展品：激光并行加工模块2019年7月，湖北工业大学-滨松中国-金顿激光共同建立的“激光加工联合实验室”正式成立。目前主要进行着基于空间光调制器的精密激光加工方案（钻孔、切割、打标等）的研究，包括不同应用的相位图计算算法、光路系统的搭建与优化、不同材料和应用的实验工艺验证等等。激光并行加工模块是联合实验室的一个小小的首秀。内部配置了滨松空间光调制器（LCOS-SLM）。激光入射到SLM上，在软件内预先设置的多焦点全息图，随后激光通过独特设计的光路，最终在相机靶面上产生多光束。在光调制时，该模块使用了带反馈的迭代算法。相机采集的多个光束的能量分布首先经过算法优化，再迭代入GS算法迭代循环中，经过不断迭代循环，最终得到了能量分布均匀的多个光束。这在实际的加工中，是十分必要的。利用这套激光并行加工模块可以进行10*10阵列多光束打孔、多光束并行蚀刻加工、多光束字母打孔等作业。现场亦展示了多个使用该模块进行加工的样品。除了光调制技术以外，联合实验室计划逐渐拓宽研究范围，滨松的更多产品和技术也将参与其中。以行业需求为导向，更好的促进我国智能激光加工行业的发展。加工样品通过便携显微镜可看到样品上的打孔细节# 下一代激光加工模块：JIZAI此次CIOE，首次曝光了滨松下一代激光加工引擎JIZAI的信息。JIZAI是基于滨松隐形切割技术（独有技术，拥有全球专利）以及空间光调制技术开发而出的产品。灵活性极强，可以根据不同的应用选配其中的器件，进行自由定制。模块可以实现任意形状的加工光束，比如多点并行加工、像差校正、平顶光束等等。紧凑轻巧，可自由移动，在多点打标、内部打标、玻璃打孔、微通道成型等众多激光加工作业中都可应用。JIZAI概念图使用JIZAI进行的玻璃打孔作业激光雷达 # 面阵红外近距离传感器低速及特殊场景下的应用，是激光雷达目前的落地热点之一。智能工厂、智慧物流、智能仓库等场景中，都少不了它的存在。新系列的面阵红外近距离传感器，主要就是面向针对此类应用的激光雷达的。新产品增大了像素尺寸，提高了饱和上限，并在内部设置了补偿电路，增强了抗环境光干扰的能力，更加适合于强背景光环境（如：室外环境）下的近距离测距。同时该器件还具有低成本的特点。目前推出了3种不同像素数量的器件，也可根据具体需求进行定制。# VCSEL固态Flash LiDAR被普遍看做是当前LiDAR发展阶段的下一个台阶。在探测器和激光器的选择上，都将有很大的变化。激光器方面，旋转式中普遍使用的边缘发射激光器（EEL）已经不再完全适用于Flash式的雷达，高功率垂直腔面发射激光器（VCSEL）将成为最理想的选择。随着3D摄像头的热潮，VCSEL成为了近几年的热点话题，在大众熟知的人脸识别、手势识别等应用中都扮演了重要角色。但面向激光雷达的产品，对其各方面性能都有了新的要求，而此次滨松展出的940nm的VCSEL也是特别针对此应用开发的。除了本身光斑形态好的特点外，滨松新展出的VCSEL还具有光功率密度高、光电效率转换高、稳定性好的优点。带封装（金属）的滨松VCSEL产品,特定要求下，裸片产品的提供也可探讨光通信# 面向5G前传和数据通信中心光模块应用CIOE中，滨松呈现了面向中长距5G前传25G/50G光模块，以及100G/200G/400G数据中心互联光模块的全系列探测器方案。包括正照式/背照式、单点/阵列（pitch250/500/750μm）的InGaAs PIN PD，满足不同项目应用的需求。系列产品的特点在于，其采用了独特的设计结构，在保证高灵敏度、低终端电容的同时，也具备极高的可靠性。整个系列产品均可支持非气密封装。工业计测# 应用于编码器的光电探测方案展会中主要展出了目前编码器应用中比较具有代表性的产品，PD阵列、LED光源，以及集成光发射和探测的整体模块产品。实际上滨松探测器覆盖从可见光到近红外几乎全波段，可为LED光源匹配最合适高灵敏度的探测器，实现整个系统的高信噪比。滨松一贯是全线In-house设计和生产，无论是半导体设计及制造工艺，还是封装工艺都拥有丰富的技术储备，可以很好的应对针对编码器应用的各种定制化需求，打磨出最优的产品方案。民用消费# 针对广泛消费类应用的全波段产品“光”是无处不在的，不光是在生产制造、科研学术中，更是在生活的方方面面。滨松则希望通过自身的光电技术，为与我们息息相关的种种生活中的应用，带来更好的可能。让它们变得更加便捷、智能、环保。CIOE中滨松展出了多类光电半导体产品，其中包括可用于屏下，辅助屏幕亮度控制的接近传感器；可装配在便携式设备或独立体温计中，实现无探测位置限制的高精度温度测量，且低成本、环境友好的InAsSb探测器等等。滨松能为民用消费应用提供高一致性、高可靠性的产品。但最为重要的是，以60余年光电技术的沉淀，可以为具体的客户需求提供高定制化的服务，以及产品技术建议。成就更有竞争力的性能，抢占更新市场的先机。目前滨松中国除了北京总部外，在深圳和上海均设有分公司，拥有本土的销售、市场、产品团队，亦可以为中国客户提供更快速有效的服务。在CIOE中我们展现的产品技术和应用仅是冰山一角。实际上，滨松一直希望被看做是一个光子技术的提供者，以和客户更紧密的交流沟通，以及更深入的相互理解，来促成最佳的应用技术诞生。

近年来，我国高端制造业蓬勃发展，对高精度测量设备的需求持续攀升，极大地推动了以三坐标测量机为代表的精密测量仪器市场的迅猛增长。众多国内外知名品牌竞相涌入这一赛道，同时，也催生了一批崭露头角的国产新兴力量。在国产替代需求日益增长的趋势下，中国三坐标测量机企业迎来了前所未有的发展机遇。为深入了解中国三坐标测量机产业的发展态势，仪器信息网成立25周年之际，特别策划了“万里行”系列走访活动。该活动深入中国三坐标测量机代表性企业，与行业专家共同开展实地走访，探寻产业发展的最新进展和亮点，为发展新阶段赋能。走访第2站，由上海大学李明教授，仪器信息网产业研究部主任武自伟、营销服务中心经理韩永风、测量仪器编辑牛亚伟等组成的走访项目组走进派姆特科技(苏州)有限公司 （以下简称“派姆特”），派姆特华东区区域经理胡书飞、总裁助理Susan接待了走访一行人员。——企业发展进展派姆特成立于2019年，在中国、德国、日本均设有研发中心，并在苏州、西安建立了制造基地。得益于公司成立前的技术积累，派姆特在成立第一年即实现了盈利，且此后每年的收入都实现了翻倍增长。短短五年间，派姆特的团队规模已从最初的约30人发展壮大至现在的150余人。派姆特办公楼派姆特的创始人邰大勇，曾在德国马尔精密量仪和美国法如科技公司任职。他亲眼目睹了我国尺寸精密测量仪器市场几乎一度被国外品牌垄断的状况，这促使他萌生了创立一个拥有自主知识产权、受人尊重的国产高端品牌的念头。随着当前国内对供应链安全要求的日益提升，国产化替代需求旺盛，派姆特迎来了快速发展并受到了资本的青睐。2023年6月，公司获得了由中科创星独家投资的千万元级天使轮融资；同年11月，又获得了深圳高新投的第二轮融资；时隔不到一年，2024年5月，派姆特再次获得了卓远资本的第三轮融资。——产品技术与布局派姆特深耕便携式关节臂，拥有多项专利技术。其关节臂测量机涵盖6轴测量臂、7轴测量臂以及激光扫描臂，完美适应接触式与非接触式测量的多样化需求。设备内置平衡机构，采用等臂长设计，操作灵活自如，测量无死角。测量范围覆盖1.5-4.5米，可在5-45℃的全温度范围之内进行测量，内置温度传感器有效补偿温度变化带来的误差，确保测量精度位居国内顶尖水平，广泛应用于汽车、航空航天、国防军工、轨道交通、工程机械、教育等行业。胡书飞介绍道，为了向客户提供更多的测量方案，派姆特不断拓宽测量技术边界，致力于三坐标测量机的核心系统研发，包括测头、控制器和软件。去年，公司推出了FUTURE系列和PRIME系列桥式机型，以及SPACE车间型三坐标测量机。FUTURE系列采用矩形梁结构、气路分离独立控制等目前三坐标测量机的高端技术，可与进口品牌中高端计量设备相媲美。SPACE系列则专为加工现场设计，能够与机器人、自动上下料系统、机床系统等实现联机，为工业客户带来效率与质量的提升。CAM3软件作为派姆特产品矩阵的核心，是公司战略布局的重要一环。大部分三维测量硬件均需与CAM3软件配合使用，以发挥最大效能。胡书飞呼吁政府加大对软件国产化的支持力度，以便派姆特能够借此东风，打造出更加综合性的CAM3软件，以此为核心和平台，推动公司向更广阔的市场进军。目前，派姆特软件团队已超过20人，CAM3软件在上汽集团等企业中得到成功应用。派姆特的便携式测量臂由两个碳素纤维钢固定臂长和六到七个角度编码器组成。该编码器由派姆特自主研发和生产，可作为独立产品供应市场。派姆特产品矩阵市场调研数据显示，2022年全球三维尺寸测量仪器市场规模已突破100亿美元大关，预计未来将持续保持直线上升的增长态势。为了把握这一市场机遇，派姆特致力于打造一个集多场景应用、多测量精度需求的一体化三维测量平台。公司新推出的圆度仪、圆柱圆度仪和轮廓仪产品刚刚亮相市场，未来还将进一步拓展产品线，布局光笔测量仪和激光跟踪仪产品，以满足更广泛的市场需求。合影留念

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。

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。

国家高技术研究发展计划(863计划)新材料技术领域“先进激光材料及全固态激光技术”主题项目申请指南　　在阅读本申请指南之前，请先认真阅读《国家高技术研究发展计划(863计划)申请须知》(详见科学技术部网站国家科技计划项目申报中心的863计划栏目)，了解申请程序、申请资格条件等共性要求。　　一、指南说明　　依据《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》，为满足先进制造、精密测量和国家重大科学工程等对全固态激光器的迫切需求，设立“先进激光材料及全固态激光技术”主题项目。　　本项目通过突破人工晶体材料及全固态激光器研制和产业化关键技术，开发出具有自主知识产权的系列化高功率、皮秒和紫外全固态激光器产品，促进我国人工晶体材料和全固态激光器产业的发展。　　本主题项目的任务落实只针对项目整体进行，项目申请者应针对指南内容，围绕项目总体目标和任务进行申请，而不要只针对项目部分目标和任务进行申请。　　项目可以由一家申请，也可以由多家共同申请。对于多家共同申请的主题项目，由研究单位自行组合形成项目申请团队(一个单位只能参加一个申请团队)，并提出项目牵头申请单位和申请负责人，由项目牵头申请单位具体负责项目申请。　　项目申请要提出项目分解(包括任务分解及经费分解)方案，提出项目课题安排及承担单位建议，并填写课题申请书(项目拟分解的课题数最多不超过10个)。　　二、指南内容　　1、项目名称　　先进激光材料及全固态激光技术　　2、项目总体目标　　突破人工晶体、全固态激光器及其核心器件的研发和产业化关键技术，开发出系列化高功率、皮秒和紫外全固态激光器产品并实现工业示范应用，促进我国人工晶体和全固态激光器产业的发展。　　3、项目主要研究内容　　(1)深紫外激光器及人工晶体关键技术　　KBBF/RBBF晶体生长、KBBF-PCT器件制备、激光高次谐波和激光线宽控制等技术研究。　　(2)新型晶体材料及器件技术　　超晶格晶体制备、超晶格可调谐锁模、Nd:YAG激光陶瓷材料制备等技术研究。　　(3)千瓦级光纤材料及全光纤激光器　　低光子暗化光纤制备、全光纤种子源研制、全光纤激光器整机设计和装配等技术研究。　　(4)单频激光器关键技术　　纵模控制、增益光纤与标准光纤熔接、倍频晶体抗光损伤工艺等技术研究。　　(5)紫外激光器产业化关键技术及应用　　光学晶体长寿命使用、激光器单元模块化、系统集成等产业化关键技术开发 紫外激光微加工应用技术开发。　　(6)高功率激光器产业化关键技术及应用示范　　大批量Nd:YAG单晶高质量低成本生长及加工、激光振荡放大、系统集成等产业化关键技术研发 高功率激光在焊接、表面处理等方面的应用技术开发。　　(7)皮秒激光器产业化关键技术及应用示范　　皮秒激光振荡、再生与行波放大、系统集成等产业化关键技术研发 皮秒激光微加工应用技术开发。　　4、项目主要考核指标　　(1)深紫外人工晶体及激光器　　KBBF晶体尺寸15×10×4mm3，RBBF晶体尺寸12×6×1.5mm3，KBBF-PCT器件透过率95%@193nm 177.3nm激光器功率100mW。　　(2)光学超晶格锁模器件　　线性损耗0.5%/cm、尺寸≥20×3×1mm3 锁模激光器：1.0μm/0.5μm双波长和1.3μm 激光陶瓷尺寸≥100×100×20mm3、透光率≥80%@1064nm。　　(3)千瓦级光纤材料及激光器　　双包层光纤材料光子暗化12dB/m@633nm 全光纤激光器功率1.5kW、光束质量M21.5。　　(4)单频激光器　　倍频晶体KTP抗光损伤阈值2GW/cm2@1064nm/10ns/10Hz 单频绿光激光器功率10W、线宽2MHz、噪声0.03%RMS 单频光纤激光器功率5W、线宽10kHz、边模抑制比60dB。　　(5)紫外激光器　　功率10W/20W/30W系列，重复频率50～150kHz，光束质量M2≤1.3，8小时内功率起伏3%，无故障运行时间≥5000小时，实现与加工系统的匹配及定型生产。　　(6)高功率激光器　　Nd:YAG晶坯直径≥100mm、单程损耗≤2×10-3/cm@1064nm，键合晶体的键合面损耗≤0.1% 3kW和5kW激光器产品:光纤芯径为400μm，连续无故障运行时间≥5000小时，实现与加工系统的匹配及定型生产 激光器功率≥6kW，8小时内功率起伏±2%。　　(7)皮秒激光器产品　　千赫兹10～20mJ@1064nm、5～10mJ@532nm、1～2mJ@355nm,脉冲宽度≤20ps，光束质量M2≤2，连续无故障运行时间≥5000小时，实现与加工系统的匹配及定型生产。　　5、项目支持年限为2年。　　6、项目国拨经费控制额为9000万元，自筹经费不低于国拨经费控制额。　　三、注意事项　　1、鼓励“产学研用”联合申报，项目下设每个课题的协作单位原则上不超过5家。　　2、受理时间：项目申请受理截止日期为2010年12月8日17时。　　3、申报要求：项目申请采取网上申报方式，申报通过“国家科技计划项目申报中心”进行，网址为program.most.gov.cn。请按要求编写《国家高技术研究发展计划(863计划)主题项目申请书》，具体申请程序、要求及其他注意事项详见《国家高技术发展计划(863计划)申请须知》。　　4、咨询联系人及联系电话、电子邮件　　咨询联系人：史冬梅　　联系电话：010-88372105/68338919　　电子邮件：shidm@htrdc.com　　863计划新材料技术领域办公室　　2010年10月20日

中科院理化技术研究所段宣明团队、日本理化学研究所河田聪团队通过合作，近日在利用飞秒激光多光子纳米加工技术进行三维微纳结构制备的研究中获得重要进展，成功突破了光学衍射极限，实现了纳米尺度的三维金属纳米结构加工。 近年来，利用飞秒激光直写技术进行三维纳米结构加工，已成为一个广泛受到关注的研究工作。该研究团队利用基于非线性光学原理的飞秒激光多光子直写纳米加工技术，突破衍射极限，利用多光子聚合反应成功地获得纳米尺度加工分辨率，并实现了功能性纳米复合材料的三维微纳结构加工。 金属纳米材料与结构在电子信息、生物检测等多个领域有重要应用前景，但是加工制备具有各种金属三维纳米结构，仍然是目前国际上研究开发的热点与难点。在利用飞秒激光多光子三维纳米加工技术进行金属纳米结构加工的研究中，加工分辨率长期徘徊在微米至亚微米尺度范围，未能实现突破光学衍射极限的纳米尺度加工。针对飞秒激光多光子还原制备金属纳米结构过程中，金属纳米粒子在激光作用下易于生长成为大块晶体的问题，研究团队提出了利用表面活性剂限制金属纳米材料生长，以获得三维金属纳米结构的思路。他们在硝酸银水溶液中添加了含有肽键的羧酸盐阴离子表面活性剂，使多光子光化学还原的银纳米粒子由微米及亚微米尺度不均一分布，成为尺寸约20纳米的均一分布，获得了仅为约激光波长六分之一的120纳米线宽的银纳米线，成功地突破光学衍射极限，实现了纳米尺度加工与三维金属纳米结构的加工。同时，激光加工所用功率也由数十毫瓦降低到了一毫瓦以下，为进行金属纳米结构的多光束平行快速加工奠定了技术基础。该项研究工作成果发表在5月18日出版的Small上。该研究工作所展示的任意三维金属纳米结构加工能力，使飞秒激光多光子三维纳米加工技术具备了在微纳电子器件的三维金属纳米布线与三维金属T型栅、人工介质材料、亚波长等离子光学器件、表面等离子生物传感器及太阳能三维纳米电极等纳米器件制备中获得广泛应用的可能性。 中国科学院、科技部国际科技合作计划、日本科学技术振兴机构对该研究工作给予了支持。

近期，中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室在SEL-100PW激光前端精密光同步方面取得进展。科研团队基于自主建设的时间同步系统实现了超快强激光飞秒级同步。相关研究成果以Timing fluctuation correction for the front end of a 100-PW laser为题，发表在《高功率激光科学与工程》（High Power Laser Science and Engineering）上。高精度时间同步是促进超快强激光装置与加速器光源等大科学装置协同工作和融合发展的关键技术之一。“硬X射线自由电子激光装置”是我国在建的科技基础设施项目。该项目将建设一台100PW超强激光和一台硬X射线自由电子激光，通过泵浦-探测实验研究极端条件下真空量子电动力学、高能量密度物理等基础科学问题。由于超强激光和X射线激光的脉冲宽度均在20fs量级，两者之间的飞秒级同步是泵浦-探测实验成功开展的基础。科研团队发展了激光同步技术，对激光装置前端作了高精度时间抖动测量和实时反馈，实现了复杂强激光系统的飞秒级同步。激光装置前端结构如图1所示。该研究利用平衡光学互相关测量、时间延迟反馈等技术，分别对种子源系统、预放大系统作了时间抖动的测量和校正（结果如图2所示）。基于自主搭建的时间同步系统，种子源系统的同步精度达到1.82fs，预防大系统的同步精度达到4.48fs，实现了百太瓦级激光系统的飞秒级同步。该研究为超强激光及同类大科学装置的同步系统建设奠定了技术基础，并为基于超强激光和自由电子激光的联合实验研究提供了条件。研究工作得到硬X射线自由电子激光装置项目、国家自然科学基金、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。图1. 100PW激光装置前端同步系统示意图。图2. 时间同步结果。（a）（d）分别为预防大和种子源系统时间同步结果；（b）（e）分别为开环状态下两系统时间漂移情况；（c）（f）为对应环境温度波动。

高强激光的加工和产业应用是下一代激光应用的前沿和制高点。2013年3月26日，“上海市高强激光加工产学研联盟及应用示范基地”签约仪式暨第一届理事及管理委员会第一次会议在上海交通大学举行。上海交通大学、上海工程技术大学、上海市激光学会、上海市机械制造工艺研究所有限公司和上海团结普瑞玛激光设备有限公司共同签约，振兴上海市在激光加工应用领域中的地位，推进激光加工产业的升级换代，并以此为契机，进一步联合上海市该领域的优势单位，全面推动上海市乃至推进我国在高强激光加工应用的快速发展与人才培养，通过高校、企业和研究所的协同创新，增强整个高强激光加工应用领域的实力。 　　会议选举产生了联盟第一届理事与管理委员会理事长和副理事长，并宣布了联盟各职能机构人选聘任名单。中国科学院院士、上海交通大学校长张杰出任联盟理事长。上海工程技术大学校长丁晓东、上海市激光学会理事长陈良尧、上海市机械制造工艺研究所有限公司所长叶俭和上海团结普瑞玛激光设备有限公司总经理罗敬文担任副理事长。联盟第一届执行委员会主任由上海交通大学教授徐剑秋和上海工程技术大学教授张光钧担任，中国工程院院士范滇元、庄松林为联盟第一届技术专家委员会主任。 　　张杰在讲话中指出，联盟的主要工作是加强产学研合作，形成高强激光加工领域相互支撑和共同发展的平台。纵观国内外高新技术的工程应用及产业化都是在不同形式的产学研合作的框架下，经过坚持不懈的努力取得的。我国科技界、企业界往往处于条块分割的状况，如果单靠少数科技人员的奔走联系，难以成气候。联盟汇聚高强激光加工领域上海地区(并可辐射至长三角)的优势力量，集产业、研发和人才培养为一体，通过密切合作和协同，组成相互支撑和共同发展的平台，全面提升上海市在高强激光加工应用的创新和研发能力，推进上海市在高强激光应用方面的地位，使上海成为中国乃至国际上高强激光应用和产业的重要中心之一。联盟将本着振兴上海市高强激光应用的共同目标，各联盟单位权利共享，责任共担。联盟各理事单位要在人、财、物等方面为联盟提供必要的支撑和条件，在政策和资源配置等方面给予必要的倾斜，以确保联盟的良好运行和预期目标的实现。

具有极窄线宽的单纵模深紫外可调谐激光由于其高的光谱分辨率及光子能量，是精密光谱学、紫外光刻、激光同位素分离、高分辨成像等诸多领域具有重要需求的光源，但因其涉及到线宽压窄技术、频率稳定技术、精确调谐技术及波长变换技术等一系列复杂的难题，该激光研究工作极具挑战性。为了获得紫外波短的波长，通常需要借助非线性晶体混频已有成熟激光器件的方案，从而获得该波段的相干辐射。我国科学家在非线性激光晶体研究方面成果显著，以BBO、LBO、KBBF等晶体为代表的紫外及深紫外波段非线性晶体蜚声国际。但是由于不同晶体在通光波段、相位匹配范围、有效非线性系数及光学质量、生长工艺、使用寿命等方面的不同表现，很难有可完全取代其他晶体的&ldquo 全能&rdquo 非线性晶体，不断挖掘新的非线性晶体并结合实用激光器件获得技术指标先进的紫外及深紫外激光，是激光材料及激光技术人员追求的重要内容之一。 　　针对极窄线宽可调谐深紫外激光的应用研究任务，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室(筹)光物理重点实验室魏志义研究组基于他们掺钛蓝宝石激光研究的经验，近年来通过深入系统的研究工作，相继克服了压缩线宽、稳定频率、精调波长、提高增益等技术难题，部分工作已发表于Applied Optics等杂志上【Appl. Opt., 51: 1905(2012)及Appl. Opt., 51:5527 (2012)】。最近，魏志义研究员、滕浩副研究员及博士研究生王睿在进一步成功获得平均功率6.5W、线宽小于0.4pm的可调谐窄线宽纳秒钛宝石激光的基础上，通过与福建物质结构研究所洪茂椿、陈长章、林文雄研究员合作，利用他们最新研制成功的BBSAG (Ba1-xB2-y-zO4SixAlyGaz)晶体四倍频该激光，在195～205nm的深紫外波长范围内获得了线宽小于200MHz、单频稳定性优于50MHz、调谐步长小于50MHz的可调谐窄线宽稳频激光输出，最高输出功率达130mW。图1为波长计测量到的基频光典型线宽结果，图2依次为各阶谐波的调谐曲线，对比BBO晶体，BBSAG在紫外波段不仅倍频效率提高了25%，而且由于近两倍高的光学破坏阈值、更高的硬度及完全不潮解的特性，表现出更加优良的连续稳定运行时间及可靠的线宽稳定性、精确的波长调谐能力，可望作为一种新的紫外非线性晶体，在激光科学技术中发挥重要作用。目前该激光器已在合作单位取得成功应用。 　　相关结果已发表在Optics Letters 39,2105(2014)上，此项工作得到了中科院知识创性工程方向性项目和国家自然科学基金委重大研究计划项目的资助。 　图1 基频光的线宽测量结果　　 图2 各次谐波的光谱调谐范围，采用BBSAG的四倍频激光的调谐范围约从193～210nm。最高平均功率135mW。

精准测量是支撑高质量制造的基石。先临三维的高精度工业3D扫描技术作为一种光学测量工具，凭借其高精度、高效率、非接触等优势，为高端制造的精密三维尺寸检测提供保障。当下，这项技术已经渗透至到汽车工业、航天制造、电子电器、教育科研等行业，满足了不同用户对三维尺寸检测的需求。在工业领域，激光3D扫描仪得到了广泛应用。然而，传统的激光3D扫描仪需要在被测物体上粘贴标志点，以实现高精度三维数据的拼接与获取。在大型工件的三维尺寸检测中，这种方式动辄需要粘贴和去除成百上千个标志点，耗费大量时间。先临三维的跟踪式激光扫描系统以动态跟踪、不贴点的独特优势，以及激光扫描高精度、高效率、材质适应性佳的稳定表现，为大型工件精准的三维尺寸检测提供了破题思路。通过在扫描仪的工作过程中使用跟踪仪来获取扫描仪的三维空间信息，跟踪式激光扫描系统实现了大范围的无需标志点的拼接扫描，从而为大型工件的三维尺寸检测进一步提速。行业应用案例: 汽车工业白车身是指装焊完成但未涂装的车身结构，是整车零部件的载体。这种车身具有尺寸体积大、曲面复杂、部分零件表面反光等检测难点，因此需要精度高、无需贴点、材质适应性更强的激光3D扫描设备进行数据获取。使用先临天远的FreeScan Trak Pro2 跟踪式激光扫描系统，仅需约10分钟即可获取完整的白车身三维数据。此外，扫描精度最高可达0.023mm且重复性精度稳定，结果准确可靠满足工业测量需求。*FreeScan系列产品 ISO 17025 认证：基于JJF1951-2021和 VDI/VDE 2634 第 3 部分标准。基于可追踪球体直径测量数据对探测误差性能进行评估，在工作范围内基于可追踪长度标准件从多视角方向进行测量，来评估球体间距误差。可通过集成或内置摄影测量获取体积精度进一步优化的数据。轨道交通轨道车辆的车身主体是由一次次的焊接而成型，保证焊接的准确度，是后期顺利装配的基础。因此，确保扫描结果精准、扫描过程不贴点以保证效率，是车身进行三维检测的核心诉求。FreeScan Trak Pro跟踪式激光扫描系统表现出色，高效获取车身的完整三维数据后，将扫描获取数据与原始的CAD设计数据相对比，即可完成车身的焊接质量检测。模具铸造在模具铸造过程中，模型的形状和尺寸至关重要。面对结构复杂的大型铸件模型，不贴标志点的高效扫描成为三维检测中的关键环节。FreeScan Trak Pro流畅、高质的扫描提供了助力，不仅大幅缩短三维尺寸检测时间，还为铸件的浇筑生产节省大量时间。更多应用场景先临三维的跟踪式激光扫描系统，同样为航空制造、工程机械等行业的大尺寸精密测量提供高效解决方案。我国制造业正向高端迈进，大型化装备 和复杂结构制造的兴起，对测量方式提出了精度更高、适应性更强的要求。先临三维的高精度工业3D扫描业务线，品全而精，包含踪式激光三维扫描系统、手持式激光三维扫描仪、固定式蓝光三维扫描仪等多款产品，以精准测量保证精密制造。未来，先临三维将持续对产品、功能、应用进行深度打磨，让高精度工业3D扫描技术朝着设备无线化、软件智能化、检测自动化的方向不断精进，助力先进制造业的高质量发展。

行业背景一直以来，我们常用的临床医疗给药方式有口服药剂、注射针剂、外用涂抹等。不同的给药方式会各有优劣。口服药剂服用方便，需要首先通过肠胃吸收，这样药效会有所降低，并且对肝脏等器官产生较强的副作用；注射针剂存在使用不便、产生疼痛、制备成本高、过程复杂等特点。外用涂抹膏药因为皮肤的隔离，药物的吸收效率低，并且给日常生活行动带来不便。临床上一般不同的药物有效成分会根据自身的理化性质、药理学等因素而采用不同的给药医疗方式。随着科技的发展，研究人员逐步开发了一种新型的医疗给药方式——微针透皮给药，它既能实现有效给药，又操作简单并且让患者获得良好体验。上世纪90年代，世界上第一个微针是用硅材料制备而成的。由于硅材料具有脆性，且不适合作为模具来大批量复制，因此近年来微针的制备材料研究的重点逐步转移到金属、陶瓷以及聚合物材料。目前微针透皮给药已经在药物治疗、美容祛斑、整形植发等消费市场领域获得应用推广，并且市场上已经出现一批规模化量产的公司，中国的微针市场给药系统产品主要是国外品牌，医疗方面的以欧美国家居多，美容方面以日韩品牌为主。国际上有3M、Zosano Pharma、Corium、Becton-Dickinson（BD）等；国内有中科微针（北京）、揽微医疗、纳通生物、和心诺泰等。加工方法由于表皮厚度高达1500μm，因此针长度达1500μm足以将药物释放到表皮中。长度较大且直径较粗的针可深入真皮层，容易损伤神经并引起疼痛。微针长度大多数150-1500μm，直径50~250μm，尖端宽度为1~25μm。微针常见的形状是圆锥形、圆柱形、三棱锥、四棱锥等。微针根据种类不同（固体型，包被型，中空型、溶解型等）以及材料的需求，制作的工艺也不一样，硅材料常见加工方法有硅蚀刻；金属材料常见的加工方法激光切割；陶瓷材料加工方法陶瓷烧结光刻。而聚合物材料常用的加工方法是微立体光刻3D打印技术。近些年来3D打印技术获得快速发展，相对于传统加工工艺，3D打印技术能够灵活、自由的设计各种复杂三维的结构。目前市场上普通3D打印技术（SLA、FDM等）加工的精度低，表面粗糙，远远满足不了微针加工技术要求。而双光子激光直写（TPP）3D打印技术，虽然加工的精度高，但是加工幅面小、速度极慢，对于大幅面、规模化生产显然不太适宜。面投影微立体光刻（PμsL）3D打印工艺能够加工并兼顾快速、高精度、大幅面的特点，可以满足上述微针尺寸要求，并且加工出来的微针表面光滑程度高，为微创、无痛的微针治疗效果提供技术支持，也为快速、高效产业化生产提供可行性方案。目前，已经和国内多所科研高校、相关企业进行合作。面投影微立体光刻（PμsL）工艺助力微针的制备面投影微立体光刻（PμsL）基于数字DMD（Digital Micromirror Device）芯片作为动态掩模，通过精密的光路投影系统，在树脂液面进行整面曝光打印。因此，与普通的微立体光固化工艺相比，除了成型精度高以外，打印的速度得到大大提升。由于微针需要具有良好的力学性能和生物相容性才能满足其应用的安全性要求，所以微针的选材、结构设计及其相应的制备技术直接关系到微针的效能。一般而言，微针的表面越光滑，微针才能更好的发挥安全、无痛以及定量释放的优势。下图是深圳摩方材料科技有限公司基于面投影微立体光刻（PμsL）工艺的3D打印系统nanoArch® S130设备加工的阵列微针结构，该微针底部直径0.198mm，高度0.572mm，针尖的最尖端宽度仅0.006mm！加工的微针表面光滑，针尖细节更加明晰。该微针打印材料属于丙烯酸聚合物类固体型微针，通常研究人员使用该聚合物打印出针尖形态阳模，通过二次倒模形成实际需要的医用聚合物材料针尖结构，比如形成溶解型微针。最近，国外研究机构美国罗格斯大学Howon Lee和意大利比萨大学Giuseppe Barillaro合作团队从寄生虫的微钩，蜜蜂的尾刺针，豪猪的针毛研究发现一种具有高组织粘附力的微观倒刺结构。这些复杂的微观结构对于传统加工工艺而言是一种巨大的挑战。研究人员通过4D打印技术制造具有后向曲面倒钩以增强组织附着力的仿生微针。通过系列实验测试发现该种倒刺结构的仿生微针的组织附着力是普通微针的18倍！在组织中具有持续、定量释放药物的行为。文章链接地址：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/adfm.201909197结论尽管目前微针在药物治疗、美容祛斑、整形植发等获得广泛应用，并且衍生一批产业化公司。但是微针治疗市场竞争较为混乱、竞争格局并不明晰、技术水平良莠不齐。我们经常会在一些公共场所见到微针治疗的相关广告。未来随着微加工技术的发展和相关的药理学研究的进展，微针治疗会获得广泛的认可，市场规模扩大、市场竞争更加规范。而高精密3D打印作为一种具有复杂三维、灵活自由、快速设计的微细加工技术，目前已经被众多前沿的科研机构以及知名规模化企业所采用，进一步深化课题研究程度，提高了企业的创新性及生产效益。

行业背景一直以来，我们常用的临床医疗给药方式有口服药剂、注射针剂、外用涂抹等。不同的给药方式会各有优劣。口服药剂服用方便，需要首先通过肠胃吸收，这样药效会有所降低，并且对肝脏等器官产生较强的副作用；注射针剂存在使用不便、产生疼痛、制备成本高、过程复杂等特点。外用涂抹膏药因为皮肤的隔离，药物的吸收效率低，并且给日常生活行动带来不便。临床上一般不同的药物有效成分会根据自身的理化性质、药理学等因素而采用不同的给药医疗方式。随着科技的发展，研究人员逐步开发了一种新型的医疗给药方式——微针透皮给药，它既能实现有效给药，又操作简单并且让患者获得良好体验。上世纪90年代，世界上第一个微针是用硅材料制备而成的。由于硅材料具有脆性，且不适合作为模具来大批量复制，因此近年来微针的制备材料研究的重点逐步转移到金属、陶瓷以及聚合物材料。目前微针透皮给药已经在药物治疗、美容祛斑、整形植发等消费市场领域获得应用推广，并且市场上已经出现一批规模化量产的公司，中国的微针市场给药系统产品主要是国外品牌，医疗方面的以欧美国家居多，美容方面以日韩品牌为主。国际上有3M、Zosano Pharma、Corium、Becton-Dickinson（BD）等；国内有中科微针（北京）、揽微医疗、纳通生物、和心诺泰等。加工方法由于表皮厚度高达1500μm，因此针长度达1500μm足以将药物释放到表皮中。长度较大且直径较粗的针可深入真皮层，容易损伤神经并引起疼痛。微针长度大多数150-1500μm，直径50~250μm，尖端宽度为1~25μm。微针常见的形状是圆锥形、圆柱形、三棱锥、四棱锥等。微针根据种类不同（固体型，包被型，中空型、溶解型等）以及材料的需求，制作的工艺也不一样，硅材料常见加工方法有硅蚀刻；金属材料常见的加工方法激光切割；陶瓷材料加工方法陶瓷烧结光刻。而聚合物材料常用的加工方法是微立体光刻3D打印技术。近些年来3D打印技术获得快速发展，相对于传统加工工艺，3D打印技术能够灵活、自由的设计各种复杂三维的结构。目前市场上普通3D打印技术（SLA、FDM等）加工的精度低，表面粗糙，远远满足不了微针加工技术要求。而双光子激光直写（TPP）3D打印技术，虽然加工的精度高，但是加工幅面小、速度极慢，对于大幅面、规模化生产显然不太适宜。面投影微立体光刻（PμsL）3D打印工艺能够加工并兼顾快速、高精度、大幅面的特点，可以满足上述微针尺寸要求，并且加工出来的微针表面光滑程度高，为微创、无痛的微针治疗效果提供技术支持，也为快速、高效产业化生产提供可行性方案。目前，已经和国内多所科研高校、相关企业进行合作。面投影微立体光刻（PμsL）工艺助力微针的制备面投影微立体光刻（PμsL）基于数字DMD（Digital Micromirror Device）芯片作为动态掩模，通过精密的光路投影系统，在树脂液面进行整面曝光打印。因此，与普通的微立体光固化工艺相比，除了成型精度高以外，打印的速度得到大大提升。由于微针需要具有良好的力学性能和生物相容性才能满足其应用的安全性要求，所以微针的选材、结构设计及其相应的制备技术直接关系到微针的效能。一般而言，微针的表面越光滑，微针才能更好的发挥安全、无痛以及定量释放的优势。下图是深圳摩方材料科技有限公司基于面投影微立体光刻（PμsL）工艺的3D打印系统nanoArch® S130设备加工的阵列微针结构，该微针底部直径0.198mm，高度0.572mm，针尖的最尖端宽度仅0.006mm！加工的微针表面光滑，针尖细节更加明晰。该微针打印材料属于丙烯酸聚合物类固体型微针，通常研究人员使用该聚合物打印出针尖形态阳模，通过二次倒模形成实际需要的医用聚合物材料针尖结构，比如形成溶解型微针。最近，国外研究机构美国罗格斯大学Howon Lee和意大利比萨大学Giuseppe Barillaro合作团队从寄生虫的微钩，蜜蜂的尾刺针，豪猪的针毛研究发现一种具有高组织粘附力的微观倒刺结构。这些复杂的微观结构对于传统加工工艺而言是一种巨大的挑战。研究人员通过4D打印技术制造具有后向曲面倒钩以增强组织附着力的仿生微针。通过系列实验测试发现该种倒刺结构的仿生微针的组织附着力是普通微针的18倍！在组织中具有持续、定量释放药物的行为。文章链接地址：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/adfm.201909197结论尽管目前微针在药物治疗、美容祛斑、整形植发等获得广泛应用，并且衍生一批产业化公司。但是微针治疗市场竞争较为混乱、竞争格局并不明晰、技术水平良莠不齐。我们经常会在一些公共场所见到微针治疗的相关广告。未来随着微加工技术的发展和相关的药理学研究的进展，微针治疗会获得广泛的认可，市场规模扩大、市场竞争更加规范。而高精密3D打印作为一种具有复杂三维、灵活自由、快速设计的微细加工技术，目前已经被众多前沿的科研机构以及知名规模化企业所采用，进一步深化课题研究程度，提高了企业的创新性及生产效益。官网：https://www.bmftec.cn/links/10

2020年11月5日-7日，中国光学学会激光加工专业委员会、广东省科学院、华南师范大学、广东工业大学、暨南大学等单位将在广州共同主办 “ 第十四届全国激光加工学术会议（NCLP 2020）”。本次会议以“引领先进光源，推进激光制造”为主题，重点围绕新型激光器、激光智能制造、激光精密制造、激光多学科融合等方向，以更好地推动我国激光技术领域的前沿研究和产业化发展为宗旨，着重探讨激光加工与激光智能制造技术在高端装备、航天航空、汽车、海洋装备、轨道交通、石油化工、光电显示、微电子制造等行业的新挑战、新应用和新发展。在此次会议中，滨松中国工程师将发表《滨松光子在激光加工应用中的新进展》报告，届时将全面介绍滨松两项新的激光应用技术，一个是激光隐形切割技术，一个是激光的非金属材料焊接、粘接和烧结技术。

相信大家在部分科幻电影或动漫中，常常能看到可以植入人体的芯片，用来监控身体各个参数、增强人体机能和神经反应。芯片一旦植入，普通人就变身成为神秘特工或战士。而现实中随着马斯克的脑机接口正在一步步迈向临床，AlphGo把人类棋手完虐等以前只能在科幻电影中见到的“未来科技”，逐步在现实生活中出现的时候，拥有“小身材有大智慧”的AI芯片似乎也能够梦想照进现实了。事实上，如今已有一些“芯片实验室（Lab-on-a-chip）”出现了，并且其发展速度是非常快的！芯片实验室什么是“芯片实验室（Lab-on-a-chip）”？简单地说，能够将整个在实验室中进行的基本操作单位集成到简单微系统上的技术就叫“芯片实验室”。“芯片实验室”中的芯片是作为流体在其中流动的微通道图案，可被模塑或刻蚀。微通道和外部宏观环境之间的连接需要通过若干孔，这些孔穿透芯片，具有不同的尺寸，用于将流体注入芯片或从芯片中移除。在微流控芯片中，根据实验需要，流体被混合、分离或引导。终结果可形成自动复合系统，从而实现高通量检测。在生物医学应用领域，芯片实验室可以实现快速诊断。芯片实验室技术有望成为一种重要的诊断工具。这些微型化的设备使医疗保健服务提供方可以使用非常少量的试剂和测试样本执行一系列诊断测试。此外得益于它们的便携性，还可以在远离实验室环境的现场进行测试。制作芯片实验室（Lab- on-a-chip）或微流控芯片（Microfluidic chip）的材料主要是玻璃，受限于芯片的微尺度特性，在制备过程中，对玻璃进行激光微加工有着很高的要求。制作芯片实验室的大挑战之一是在玻璃芯片内部加工高精度管道、容器和阀门。挑战：玻璃微加工由于其脆性和透明性，玻璃中进行微小的特征加工进行是相当困难的。如果使用常规工具手段，实际上是不可能的。但是快激光器可以胜任这种加工。当脉冲持续时间低于几十皮秒时，激光与材料的相互作用进入冷烧蚀状态，加工质量和精度会变得很高。常规的微制造方法，例如光刻，压印和软蚀刻，已经用于制备微流体芯片。然而，当要实现具有多功能集成的复杂微流控芯片时，这些方法将面临巨大挑战，因为它们需要太多工艺步骤，并且成本很高。刻蚀来啦▲由NKT Photonics的ORIGAMI XP飞秒激光制备的芯片实验室样品大功率快激光脉冲穿透玻璃。紧聚焦的飞秒激光脉冲可以经济地生产具有多功能的通用微流控芯片。短脉冲宽度提供了令人难以置信的峰值功率，即使在透明材料中，也可以进行表面和块状材料内部的改性以进行划线。▲飞秒激光加工的芯片沟道特写快激光确保加工的高精度和高质量。通过利用激光的高度空间选择性，可以将相互作用区域地设置在材料的特定局部区域。这使得飞秒加工技术可以在透明材料中以微尺度对复杂的三维形状进行非常高分辨率的图案化和雕刻。▲深度小于10 μm的沟道特写NKT快激光器可以实现非常精细的深度和通道宽度控制飞秒级短脉冲宽度比材料中的电子-声子耦合过程都短，因此短的飞秒脉冲宽度，意味着在飞秒时间尺度传递能量，这能很好的抑制热影响区的形成和热损害。这种“冷烧蚀”方式实现了高精度和高分辨率的微加工处理，并具有的处理可靠性。紧密聚焦的光束可以在微尺度上非常高分辨率地对复杂形状进行微加工。▲用ORIGAMI XP飞秒激光处理过的芯片实验室样品的特写图片展示为芯片中直径约0.6 mm的圆形储集层NKT Photonics：我们来提供NKT Photonics的快激光提供的短脉冲非常适合用于制备芯片实验室器件。我们强烈建议将ORIGAMI XP用于玻璃和其他透明材料的激光加工。ORIGAMI XP是一款集成、单箱、微焦级飞秒激光器。激光头、控制器和空气冷却系统都集成在一个小巧而坚固的包装中，体积小，甚至可以放在手提行李中！ ORIGAMI XP系统基于紧凑的啁啾脉冲放大技术平台，能够在1030 nm处提供高达75μJ的脉冲能量，5 W的平均功率以及小于400 fs的脉冲持续时间。 特点：• 风冷，单箱体，易于集成• • 双输出波长模块• 的脉冲能量和指向稳定性• 工业，坚固的设计• 可以任意方向安装• 实时脉冲能量测量和控制?• 高可靠性• 亦可用水冷 北京凌云光技术集团作为NKT Photonics公司在中国的战略合作伙伴，多年的合作中NKT Photonics公司与凌云始终如一，为客户不断提供更稳定、更先进、更前沿的技术，如果您对以上产品感兴趣，请拨打400 898 0800 电话问询！

9月13日至17日，由国家国防科工局会同总装备部联合组织专家组对依托我校建设的特种环境复合材料技术和金属精密热加工两个国家级重点实验室进行了运行评估。校长王树国、副校长韩杰才、科学与工业技术研究院总工程师赵航、相关职能部处负责人及重点实验室相关成员参加了运行评估工作会议。 　　9月13日和16日，由重点实验室运行评估办公室组织部分专家对实验室提交的评估申报材料进行了审核。王树国对评估组的到来表示欢迎，同时强调这次评估既是对实验室前期工作的一次全方位总结和检验，也是实验室下一步建设工作的新起点，对实验室今后的发展具有十分重要的意义。学校对实验室建设非常重视，集中学校相关优势资源，全力支持实验室发展。希望通过此次运行评估，进一步促进我校国家级实验室建设工作，为下一步基础研究以及高水平人才培养做出更大贡献。 　　特种环境复合材料技术国家级重点实验室主任韩杰才、金属精密热加工国家级重点实验室主任张凯锋分别向专家组汇报了实验室在评估期内的运行情况和取得的成绩，孟松鹤教授和武高辉教授分别代表两个实验室作了相关专题学术报告。专家组一行听取了汇报并现场考察了实验室，对两个实验室工作状态、研究水平与贡献、可持续发展能力、开放交流与运行管理工作等情况进行了核实。在随后进行的质疑和答辩过程中，实验室的相关人员对专家组提出的问题给予了回答。 　　17日，在专家组评估意见反馈交流会上，专家组对重点实验室在评估期内取得的创新性成果、学术水平、队伍建设以及实验室运行给予了充分肯定。同时也对重点实验室存在的问题和未来的发展提出了中肯的意见和建议。此次评估工作是新的评估规则发布实施后我校实验室首次参评，对实验室的管理提供了决策依据，促进了实验室的良性健康发展，同时也对其它依托我校建设的国家级实验室评估工作提供了宝贵的经验。 　　 　　 　　评估会现场 　　 　　考察特种环境复合材料技术国家级重点实验室

12月30日，LinkPark（滨河）产业社区及先进精密仪器共性技术研发及工程化创新服务平台启用仪式在杭州青山湖科技城隆重举行，杭州市人大常委会副主任、临安区委书记卢春强，市政府副市长柯吉欣，市政府党组成员、杭州城西科创产业集聚党工委副书记、管委会主任李玲，临安区区委常委、青山湖科技城党工委书记蔡萌等出席启用仪式，杭州市委组织部、市经信局、市科技局、临安区有关部门等领导一行参加活动。 为深入推进中国先进精密仪器产业发展，杭州谱育科技发展有限公司（聚光科技旗下自孵化子公司）携手杭州青山湖科技城，搭建“一平台两中心”——先进精密仪器共性技术研发及工程化创新服务平台、先进精密仪器创新中心、工程师协同创新中心，争取国家和省市资源，围绕产业链部署创新链，合力打造先进精密仪器全产业链的创新策源高地。先进精密仪器共性技术研发及工程化创新服务平台一平台两中心打通创新链 在仪器创新的研究、工程化、产业化链条上，工程化阶段成为创新链上的瓶颈和产业破局的关键，通过建设高水平、全链条的先进精密仪器共性技术研发及工程化创新服务平台，打通创新链、带动产业链，形成支撑仪器整机、核心零部件、试剂耗材、技术服务、高端专用仪器与系统五位一体的产业集群服务能力，打造“面向世界、引领未来、服务全国、带动全省”的先进精密仪器全产业链共性技术研发与工程化创新策源地。 带动产业链 先进精密仪器创新平台启用后，将加速区域内仪器技术创新研究成果的工程化、产业化进程，孵化培育一批生命科学、半导体、先进工业、新材料、食品药品、环境安全等领域的产业项目，加速集聚龙头企业，促进在杭州城西科创大走廊带动先进精密仪器产业集群，打造具备全球竞争力的中国“仪器谷”。 面向世界科技前沿，为我国科研院校与企业创新实验室，开发高端质谱、光学、色谱、电镜等科学仪器。 面向经济主战场，为我国新材料与先进制造业，开发高端智能品控、在线监测分析自动化系统。 面向国家重大需求，为半导体、先进工业等行业，解决“卡脖子”关键技术和高纯检测设备国产化。 面向人民生命健康，开发食药品检验、环境安全监测、生命科学分析与精准医学诊断先进解决方案。 五位一体：打造仪器整机、关键零配件、耗材与试剂、技术服务、高端专用系统集成五位一体的全产业链生态。

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！

光与物质的相互作用是探究低维量子材料微观物理机制的重要探测手段，并且其中超短、超强脉冲激光还可作为电子结构及物态的有效调控手段，实现平衡态所不具有的新物态、新效应。周树云研究组和合作者首次在半导体材料黑磷中实现了脉冲激光诱导的弗洛凯瞬时能带调控，并发现其与黑磷的赝自旋具有独特的耦合作用及光学选择定则，研究工作以“Pseudospin-selective Floquet band engineering in black phosphorus”为题，于2023年2月2日发表在Nature杂志。半导体材料弗洛凯能带调控示意图给黑磷中的电子“拍电影”低维量子材料包括碳纳米管、石墨烯、过渡金属硫族化合物等，以其新奇的物理特性和全新的器件应用而广受关注。例如，相比于石墨的三维立体结构而言，石墨烯以其单原子级厚度可以被视作“二维”这样的低维材料，其中的电子结构也会因为维度的降低而发生剧烈的变化。“我们研究的电子能带结构可以通俗地理解成这些材料的DNA，它决定了材料的各种属性，清华大学“水木学者”鲍昌华解释道，“而我们所做的就是利用飞秒激光来调控这些材料的DNA，从而获得我们想要得到的一些性质。”当前学界的研究主要聚焦在材料的平衡态特性，而对其非平衡态物理及超快动力学的研究尚处于发展阶段。周树云团队利用脉冲激光，将时间精度控制到万亿分之一秒，迈出了实现瞬时调控材料特性的坚实一步。在超快时间尺度（皮秒甚至飞秒）上实现电子结构和物理特性的测量和调控，不仅能够拓展非平衡态物理知识的前沿，还将为未来新型、高速器件的开发和应用奠定重要的科学基础。在非平衡态超快动力学和瞬时物态调控研究中，一个备受关注的重要研究方向是通过周期振荡的势场诱导量子物态的变化，进而实现对其电子结构的调控，该方案被称为弗洛凯工程(Floquet engineering)。从材料的晶格结构出发，电子受到空间中周期性变化晶格的影响，形成在动量空间具有周期性的能带结构，导致整个材料呈现出金属、绝缘体、半导体乃至超导体的多种性质的可能。与之相类比，外加的周期振荡势场将导致电子在能量空间出现能带结构的周期性复制，进而形成弗洛凯态。进一步地，通过电子与周期势场的相互作用对低维量子材料的能带结构、对称性及拓扑性质的瞬时调控，可实现平衡态所不具有的新物态，例如，将拓扑平庸的材料转变为拓扑材料，实现远离平衡态的拓扑超导态等。“目前，国际上这方面的研究还刚开始。一方面，我们希望弗洛凯能带工程可以在更加广泛的材料体系中被实现，从而为更加自由地调控材料的性质提供一种新的途径，”对于该研究领域的发展前景和可能的应用，清华大学物理系2017级博士生周绍华介绍，“另一方面则是在未来飞秒激光在材料物性调控作用上的应用，如在超快时间尺度上实现材料的非平庸拓扑、超导拓扑物态等。”弗洛凯态的概念自上个世纪初被提出后就引起了物理学家的广泛关注，并被应用于凝聚态物理、冷原子物理和光晶格等领域。近十年来，弗洛凯瞬时能带和物性调控已经发展成为国际上凝聚态物理和材料科学的一个重要科学前沿。然而，尽管理论方面涌现出丰富的预言，与之形成鲜明对比的是凝聚态体系中的实验进展非常少。很多关键的科学问题，例如，能否在常规材料（例如半导体）中实现能带结构的瞬时调控，仍然有待实验的证实。利用超快时间分辨角分辨光电子能谱在黑磷中实现弗洛凯瞬时能带调控周树云研究组多年来致力于低维量子材料的电子能谱和非平衡态超快动力学的研究，尤其是弗洛凯能带及物态调控的实验研究。这一过程并不简单，需要研发具有能够实现弗洛凯调控工程所需的极端实验条件的先进科学仪器。由于弗洛凯调控要求激发光源具有低光子能量、强峰值电场等极端实验条件，研究组针对领域难点投入了大量的精力，攻克了中红外强场脉冲激发光源以及与角分辨光电子能谱仪结合方面的困难，研制出具有前沿技术指标的超快时间分辨角分辨光电子能谱(TrARPES)系统。在材料体系方面，周树云研究组独创一格，巧妙地选取了黑磷这个具有小带隙、高迁移率的经典半导体材料。通过精细调节中红外激发光源的光子能量，研究组发现当光子能量与带隙接近共振时，黑磷的电子结构从平衡态的抛物线形状演化为在带顶打开能隙的“墨西哥帽”形状，并观察到了复制的弗洛凯边带。在研究其中的弗洛凯瞬时能带调控时，研究组使用了类似“给电子拍电影”的方法：在飞秒尺度上去记录它在光的激发下，从光到来之前、刚好到达时以及光离开以后整个动态过程中的关键时刻，从而观察它是怎样演化的。在此基础上，他们通过系统性地探究该瞬时能隙对时间、光强和电子掺杂等变量的响应等，确认了所观测到的瞬时能隙是由弗洛凯能带工程所导致。更有意思的是，研究组发现黑磷中的弗洛凯能带工程对激发光源的偏振具有强烈的选择性：只有当泵浦光偏振沿着黑磷的扶手椅型(armchair)方向时，才会出现瞬时能隙，揭示出弗洛凯能带工程调控具有特定的光学选择定则。结合理论分析，研究组指出这一奇特的偏振选择效应来源于黑磷的赝自旋自由度（黑磷元胞中含有两个子晶格，对应的两能级系统可类比自旋）。这些研究结果不仅为弗洛凯能带调控提供了重要的思路，同时，飞秒激光调控的迅速“开关”特点也为进一步探索拓扑物态、关联物态（磁性、超导等）的瞬时调控奠定了重要的基础。此外，这一独特的偏振选择效应未来也有望应用于光学偏振相关的光电器件应用中。参与项目研究的实验团队成员坚持“一步一个脚印”这个研究课题自周树云2012年入职清华大学就已列入她的研究计划，是她在清华最想解决的科学挑战之一。该实验涉及多种精密实验技术的结合，没有现成的仪器设备可以开展此类实验，也缺乏可供借鉴的研究经验，研究过程充满了挑战。课题组通过多年的技术研发和多方筹集资源，克服重重困难，不断朝着目标努力，并最终在2018年完成了仪器平台的建设，使该系统在能量分辨率、时间分辨率、中红外泵浦光源等多方面指标具有国际领先水平。最近，他们利用这一设备成功攻克了超快时间尺度下，光与半导体材料相互作用导致的弗洛凯工程这一重要科学问题。该实验所需的实验条件十分苛刻，研究成果来之不易。例如，在实现弗洛凯瞬时能带调控的过程中，需要调控两束飞秒激光在时间和空间上完全重合，才有可能观测到该效应。这就需要不仅在时间上要使它们在飞秒尺度上重合，还要使它们在空间上聚焦到空间上同一个几十微米尺度的点。此外，激光光源的能量范围以及极端峰值电场强度也给实验带来了很多技术上的挑战。最困难的是，对于这样的未知领域，什么样的实验条件有利于弗洛凯瞬时能带调控的观测，在这方面并没有可供借鉴的经验，只能是摸着石头过河，通过大量实验逐渐积攒经验。在研究过程中，研究组成员通过长年累月的坚持、严谨求实的态度最终攻克了一个又一个难关，从最初开始该实验时遭遇不断失败到观察到最终实验结果时的豁然开朗，他们用专精的实力诠释了科研的态度和决心。“清华大学为我们提供了优质的科研环境，为青年学者的成长提供了助力。”在清华园学习生活的第 11 个年头，鲍昌华一步步从清华物理学堂班学生、获得研究生特奖成长为今年的 “水木学者”，对科研有他自己深刻的体会。“我们在做科研的过程中，需要不忘初心，始终坚持一步一个脚印。只有把每一步都做到完美，厚积薄发，最后才有希望摘取到最重要的科研成果。”周绍华也有这样的深切体会：“除了优秀的学术环境和科研平台以外，清华自强不息的文化传统也使我们受益匪浅。在科研的道路上，只有坚持自强不息，不断追求卓越，才能取得科研上的重大突破。”论文通讯作者是周树云，论文共同第一作者为周绍华和鲍昌华。合作者包括清华大学物理系段文晖院士、于浦教授，北京航空航天大学汤沛哲教授，中科院物理所孟胜研究员等。该研究工作主要受到科技部国家重点研发计划、自然科学基金委国家杰出青年科学基金项目、重点项目和重大科研仪器研制项目的支持。此外，该研究工作还受到国家自然科学基金委基础科学中心项目和中国科学院项目的支持。

激光是光、机、电、材料及检测等多学科的综合技术，激光制造系统与智能技术相结合可构成高效自动化加工设备。激光和增材制造产业是“20+8”产业集群之一。深圳作为激光和增材制造产业的集聚区，已初步形成覆盖材料、器件、软件、设备和应用服务全链条的产业生态体系，在多模块连续光纤激光器、高功率激光切割头、电池焊接装备等产品类别处于国内一流行列。丰富的制造业应用场景，为激光与增材制造产业提供了广阔的市场空间和发展机遇。国家鼓励和支持激光技术在制造业中为主，行业应用深度融合。到2025年，围绕3C电子、新能源、新型显示等优势领域，将打造一批“激光+”和“3D打印+”智能制造应用示范项目。建成若干检验检测、试验验证、应用研发等产业基础设施和公共服务平台，形成覆盖源头创新、智能制造、创新应用的产业发展生态。华南先进激光及加工应用技术展览会将致力于强化创新驱动，推动技术跨越发展，提升“基础与专用材料-关键零部件-高端装备与系统-应用于服务”的激光产业链整体创新效能。主办方精心打造“激光创新技术及智能检测展示区”，携手通快、MKS、普雷茨特、TOPTICA、滨松光子、奥创、光惠、蓝菲、德擎，集中展示激光创新技术、工业智能检测技术及核心部件，内容包括光源和先进激光器件、激光加工控制及配套系统、检测仪器和设备等，应用于激光加工制造的AOI缺陷检测、产品表面及外观检测、零件的几何尺寸和误差测量等。现场通过各类演示模式及配合专人讲解，帮助终端客户方便快捷地寻找激光深度应用和智能检测技术方案。2022华南国际智能制造、先进电子及激光技术博览会（LEAP Expo）旗下成员展：2022华南先进激光及加工应用技术展览会（Laser South China）将于11月15-17日在深圳国际会展中心（宝安新馆6号馆）举行。应高交会宝安会场组委会邀请，并经政府批准，LEAP Expo成为第二十四届高交会的成员展，充分共享高交会的影响力和资源，共同推进产业跨界协同及合作。为深圳发展“20+8”产业集群献力。立即点击下方链接或扫描二维码注册参观华南先进激光及加工应用技术展览会，更有超多参观福利等你来拿走！https://ezt.exporegist.com/LEAP22?invitecode=yqxx激光创新技术及智能检测展示区展品抢先看1. 通快（中国）有限公司通快集团（TRUMPF）成立于1923年，作为德国政府顾问单位参与发起了德国工业4.0 战略，是德国工业 4.0 首批创立成员。作为一家拥有百年历史的德国高科技企业，为全球提供高性能工业级激光发生器，产品适用于多个行业。当前，通快在华的核心业务是机床与激光技术，为包括汽车、电池、消费电子、医疗器械、航空航天等高端智能制造业提供金属加工整体解决方案，同时通快还是全球唯一一家能够供应极紫外（EUV）光刻机光源的厂商。【应用领域展品剖析】-应用解决方案主题超短脉冲激光器TruMicro 6000 系列-展品亮点得益于板条放大技术，TruMicro 6000 系列超短脉冲激光器能够将激光脉冲线性增强到很高的脉冲能量。-展品类别光源及先进激光器件-应用领域微电子/半导体、消费电子-应用解决方案详情OLED 切割、切孔：针对 OLED 的超短脉冲激光切割、切孔工艺，绿光与紫外版本通快激光产品凭借其多年积累的稳定性，良好的光束质量，在各行业的巨大装机量中经验丰富的售后团队，已成为面板工厂对于此工艺的不二之选。Micro LED 剥离、巨量转移：随着 5G、VR/AR 技术不断发展，以及市场对于大尺寸显示的更高需求，Micro LED 凭借其高亮、低功耗、快反应时间、潜在高分辨率激发了越来越多工业开发量产投资。动力电池极片切割：在极片切割的应用中，激光这种“无接触”加工方式相比五金刀具有着低成本、少维护、节约材料的优势。同时，随着制造工艺的升级，极片切割的速度要求越来越快、质量要求越来越高。2. MKS/Newport 理波公司Newport 是 MKS Instruments光电解决方案事业部的一个品牌。Newport产品组合由全方位的解决方案组成，包括精密运动控制、光学平台和隔振系统、光电仪器、光学和光机组件。如需更多信息，请访问 www.newport.com.cn【应用领域展品剖析】-应用解决方案主题晶圆检测 & MicroLED 加工与修复-展品亮点高性能空气轴承平台-展品类别激光加工控制及配套系统，激光智造设备，工业智能检测与质量控制技术，3D打印/增材制造，激光加工服务。-应用领域微电子/半导体，消费电子，加工站-应用解决方案详情多样化的超精密运动控制解决方案，专注于半导体行业紧凑型多轴精密控制系统设计。3. 普雷茨特激光技术（上海）有限公司普雷茨特于1971年在德国巴登巴登成立，在全球22个国家和地区设有子公司和代表处，是一家高度创新的传感器和光学探头的德国制造商。光学传感器深入消费电子、半导体、玻璃、汽车、医疗等行业，时刻挖掘高精度在线测量的精度极限，拓宽离线检测的多种可能性。Precitec监控系统可为在24/7全天候运行的许多工业生产领域提供帮助。焊接过程中记录的测量数据用于100％质量控制。立即发现生产错误，可以及时纠正。数据存储与组件ID相结合可实现一致的可追溯性。【应用领域展品剖析】-应用解决方案主题LWM激光焊接监控器-展品亮点LWM激光焊接监控器在量产过程中实时监控质量波动-展品类别激光加工控制及配套系统，激光智造设备，工业智能检测与质量控制技术-应用领域微电子/半导体，消费电子，集成电路，新能源/电池，医疗/生物技术，汽车工程，模具/工具制造，航空航天/交通运输-应用解决方案详情激光焊接实时监控系统LWM是-种应用在连续生产中的实时监控系统。它能够实时在线反馈焊接质量和生产相关的信息。激光功率、焦点位置、焊缝深.度以及保护气体供应和流量大小都能被检测到。除了局部焊接缺陷，比如熔合不充分外，LWM还可探测诸如焊接接口毛刺等组件缺陷和加紧装置上的缺陷。LWM通过对等离子体、热辐射和激光光束背反射基于时间的变化来实时监控焊接的质量。在焊接过程中，LWM会比较收到的信号和参考值，然后将偏差实时报告给焊接设备。4. 杭州奥创光子技术有限公司奥创光子技术有限公司是一家专业从事工业级超快激光器及其核心器件研发、生产与应用的国家高新技术企业。总部坐落于浙江省杭州市，目前拥有约一万平方光学洁净室和办公区。【应用领域展品剖析】-应用解决方案主题30W紫外飞秒激光器-展品亮点最大单脉冲能量200µJ；最大平均功率30W；500fs-10ps连续可调；343nm紫外波长输出-展品类别先进激光材料，光源及先进激光器件，激光智造设备，激光加工服务，创新技术展示-应用领域微电子/半导体，消费电子，集成电路，新能源/电池，医疗/生物技术，汽车工程，玻璃/塑料/陶瓷，航空航天/交通运输，光学，高等院校/科研机构-应用解决方案详情Orientation-30-UV系列紫外飞秒激光器采用奥创自主研发的固体放大方案，强化版本的激光器可提供30W的平均功率，脉冲宽度500fs-10ps，最大可输出200μJ的单脉冲能量，可实现50KHz~1MHz重复频率连续可调，24小时功率波动小于等于1%，采用高效的三次谐波产生技术输出343nm紫外波长光，全系标配burst功能，支持1-10个burst输出。5.TOPTICA PhotonicsTOPTICA成立于1998年，位于慕尼黑（德国）附近，目前已经成为了世界领先的激光光电子公司之一。20年来 TOPTICA一直致力于为科学和工业应用开发和制造高端激光系统。我们的产品包括半导体激光器，超快光纤激光器，太赫兹系统，光学频率梳和高精度波长计等。TOPTICA的系统主要用于生物光子学，工业计量学和量子技术等高端应用。TOPTICA以提供市场上波长范围覆盖最广的单频半导体激光器而闻名，即使在特殊波长也能提供大功率激光器件。TOPTICA的半导体激光器具有出色的相干性，宽调谐范围和理想的光束质量。目前，OEM客户，科学家和十几位诺奖获得者都认可TOPTICA激光器的世界级规格，以及它们的高可靠性和长使用寿命。TOPTICA的300名员工以开发定制系统为荣。通过与几所大学和研究所的密切合作，最新的科学发现经常被纳入商业产品中。凭借全球分销网络，TOPTICA在全球范围内提供卓越的服务。【应用领域展品剖析】产品1-应用解决方案主题PICOFYB-展品亮点节约成本的工业级光纤种子源激光器-展品类别激光智造设备-应用领域微电子/半导体，光学，高等院校/科研机构-应用解决方案详情PicoFYb 1030/1064经济高效的工业级光纤种子激光器较长的使用寿命：TOPTICA 专有的 SESAM 锁模技术产品2-应用解决方案主题TopWave 266-展品亮点工业级连续波 UV 激光器-展品类别激光智造设备-应用领域微电子/半导体，光学，高等院校/科研机构-应用解决方案详情工业连续波紫外线激光器基于超过15年提供高性能变频系统的经验，TOPTICA开发了新型TopWave 266。该工业级连续波深紫外激光系统在266 nm处提供300 mW输出功率，具有出色的功率稳定性和最高的可靠性。6.上海蓝菲光学仪器有限公司美国Labsphere Inc. Inc.（蓝菲光学）于 1979 年成立， 美国总部位于美国 N ew Hampshire 州的 N orth Sutton 市， 隶属于英国豪迈集团， 是世界上最早也是目前规模最大的生产积分球及以积分球为核心的光电 检测 仪器 和解决方案提供 商，在 30 余年的发展历程中 Labsphere 始终保持在全球光源计量、照明 测量 、 辐射 定标 、反射率透射率测试及光学漫反射涂料领域内的领先地位， Labsphere 已为众多光学领域客户专业设计并提供多种用途的 光电测量 系统，此外Labsphere 还具备极其丰富的定制经验，可满足不同用户的特殊需求 。为了更好服务亚洲市场，Labsphere 已于 2009 在上海设立了全资子公司 上海蓝菲光学仪器有限公司。上海蓝菲 为亚洲客户提供销售，售后服务并拥有自己的漫反射材料喷涂中心；公司还拥有自己的研发设计团队 根据国内客户的需求推出有针对性的方案。【应用领域展品剖析】-应用解决方案主题激光功率测量系统-展品亮点‍激光功率测量系统以精确和可重现的方法测定被校准或发散的激光-展品类别激光智造设备，工业智能检测与质量控制技术，创新技术展示-应用领域微电子/半导体，消费电子，汽车工程，照明，航空航天/交通运输，照明工程，光学，高等院校/科研机构-应用解决方案详情激光功率测量系统以精确和可重现的方法测定被校准或发散的激光或激光二极管。激光积分球专门设计用于激光，是测量光辐射束总功率的理想选择。该系统可为350到1700nm波长区域内的激光提供光功率从几nW到几百W的激光功率测量。7.滨松光子学商贸（中国）有限公司日本滨松光子学株式会社（简称滨松集团）是全球光子技术、光产业的领导者。自1953年成立以来，滨松集团将超过15000种光电产品销往全球100多个国家和地区，这些产品被广泛应用在生物医疗、高能物理、宇宙探测、精密分析、工业计测、民用消费等领域。多种产品以其优异质量著称并享有高市场占有率，如光电倍增管系列产品的市场占有率高达90%。【应用领域展品剖析】-应用解决方案主题T- smils LD 加热系统-展品亮点带温度实时监控的平顶光输出的激光二极管（LD）加热系统-展品类别先进激光材料，激光加工控制及配套系统，激光智造设备，工业智能检测与质量控制技术，激光加工服务-应用领域微电子/半导体，医疗/生物技术-应用解决方案详情T-smils是一个带温度实时监控的平顶光输出的激光二极管（LD）加热系统。由“ SPOLD”激光器（即滨松的LD照射光源系列），控制单元和测温单元组成。T-smils适用于非金属焊接，纳米银浆烧结、锡焊、芯片封装、玻璃封接等。特点：模块化设计；内置温度监控模块：对加工点精确地温度监控；内置通信模块：实现整机与电脑、机械臂之间的通信；激光器：光纤输出，30W、75W、200W、360W可选。8.光惠（上海）激光科技有限公司光惠（上海）激光科技有限公司成立于2015年11月，是全球高亮度光纤激光器及应用工具集成方案领先者，脱胎于美国康涅狄格州的GW LaserTech LLC，公司创始团队为专注光纤激光器研发近20年的海外博士，拥有深厚的技术积淀，是上海市技术千人专家。目前公司拥有员工近300人，其中硕博学历研发人员比例在同行业中处于较高水平，引领了基于双向976nm泵浦技术的高效、高亮度激光技术在中国的产业化。【应用领域展品剖析】-应用解决方案主题YLPS- Weld- 1500- A-展品亮点可以在-10-50℃正常满功率运行，搭配自主研发枪头，操作简易，体积更小。-展品类别激光加工控制及配套系统，激光智造设备，激光加工服务，创新技术展示-应用领域新能源/电池，医疗/生物技术，汽车工程，金属/钣金，模具/工具制造，航空航天/交通运输，光学-应用解决方案详情光惠激光新一代智能风冷激光手持焊机搭配光惠自主研发“不怕热”的焊接头，独特的球面光学技术，重量减轻35%，一体化设计，焊缝完美无变形，可以在-10-50℃范围正常使用，操作简便，内置55组应用工艺数据包，根据应用场景智能化选用彻底解决工艺摸索问题，全铝合金机身，重量≤45kg，较第一代减轻30%提升了征集移动的可靠性，多重安全保障，除急停按钮外，单独安全电路设计彻底解决漏电的可能性。9. 广州德擎光学科技有限公司广州德擎光学科技有限公司是一家致力于研发和生产激光加工自动化配套设备的高新技术企业，专注于最前沿的激光制造检测及控制技术的研发和生产。针对激光焊接质量监控等相关应用，先后开发了激光焊接缺陷检测系统，激光焊接熔深测量系统，激光焊接表面重构等激光焊接质量检测系统。德擎光学秉持“德勤至上，光控未来”的企业理念，以科技创新为自我追求，以诚实守信为原则为客户提供服务、创造价值。【应用领域展品剖析】-应用解决方案主题激光过程诊断系统-焊接缺陷检测（ALPAS-WDD）-展品亮点能在线检测产品焊接质量变化，实时监控产线制程状态的稳定性-展品类别激光加工控制及配套系统，激光智造设备，工业智能检测与质量控制技术，创新技术展示-应用领域消费电子，新能源/电池，汽车工程，家电/电器-应用解决方案详情激光焊接过程中产生金属蒸汽、激光反射以及熔池热辐射等信号。这些辐射的光信号能反映焊接的状态以及过程有无缺陷的产生；缺陷检测系统（WDD）利用光电传感器将焊接过程中产生光辐射转成电信号，通过检测系统对该辐射光信号的分析，可以获得焊缝缺陷信息，从而达到缺陷检测与质量控制的目的。组团观展，好礼相送看完以上这些展品，你是不是蠢蠢欲动了呢？如果你是来自消费电子、微电子、半导体、新能源、PCB、5G、医疗、锂电等激光加工应用领域的管理人员、技术人员、研发人员、采购人员，赶快注册来华南先进激光及加工应用技术展览会现场身临其境，更多业内知名企业等你来会，还有更多精彩活动等你参与，五人及以上组团报名可享更多优惠礼包。2022知名参展品牌欲知更多展会详情及实时动态，敬请关注官方微信号：慕尼黑上海光博会。

近日，科学技术部发布“增材制造与激光制造”重点专项2022年度项目申报指南。本重点专项总体目标是：到 2025 年，使我国增材制造与激光制造成为主流制造技术之一，总体达到世界一流，基本实现全球领先，在战略新兴产业、新基建、大国重器中发挥不可替代的重大作用。同时，基本实现增材制造与激光制造全产业链主体自主可控，形成系列长板技术和一批颠覆性技术，并汇集为行业整体优势，为一批领军企业奠基强大的国际技术竞争力，高端装备/ 产品大批进入国际市场，实现大规模产业化应用，在制造业转型升级中发挥核心作用。2022 年度指南部署坚持问题导向、分步实施、重点突出的原则，围绕“基础理论和前沿技术、核心功能部件、关键技术与装备、典型应用示范”全链条部署任务。拟启动 28 项指南任务， 拟安排国拨经费 3.58 亿元。其中，围绕难熔金属材料增材制造、 超快激光制造中光子—电子—晶格相互作用观测与调控等技术方向，拟部署 2 个青年科学家项目，拟安排国拨经费 400 万元，每个项目 200 万元。围绕个性化医疗器械制造、医疗植入物表面微功能结构制造等技术方向，拟部署 5 个科技型中小企业技术创新应用示范项目，拟安排国拨经费 1000 万元，每个项目 200 万元。 共性关键技术类项目，配套经费与国拨经费比例不低于 1.5:1。应用示范类项目鼓励产学研用紧密结合，充分发挥地方和市场作用， 配套经费与国拨经费比例不低于 2:1。项目统一按指南二级标题（如 1.1）的研究方向申报。除特殊 说明外，每个方向拟支持项目数为 1—2 项，实施周期不超过 5 年。申报项目的研究内容必须涵盖二级标题下指南所列的全部研究内容和考核指标。基础研究类项目下设课题不超过 4 个，项目参与单位总数不超过 6 家；共性关键技术类和应用示范类项目下设课题数不超过 5 个，项目参与单位总数不超过 10 家。项目设 1 名项目负责人，项目中每个课题设 1 名课题负责人。 青年科学家项目不再下设课题，项目参与单位总数不超过 3 家。项目设 1 名项目负责人，青年科学家项目负责人年龄要求， 男性应为 1984 年 1 月 1 日以后出生，女性应为 1982 年 1 月 1 日 以后出生。原则上团队其他参与人员年龄要求同上。青年科学家项目不再下设课题，项目参与单位总数不超过 3 家。项目设 1 名项目负责人，青年科学家项目负责人年龄要求， 男性应为 1984 年 1 月 1 日以后出生，女性应为 1982 年 1 月 1 日 以后出生。原则上团队其他参与人员年龄要求同上。 科技型中小企业项目要求由科研能力强的科技型中小企业 牵头申报。项目下不设课题，项目参加单位（含牵头单位）原则 上不超过 2 家，原则上不再组织预算评估，在验收时将对技术指 标完成和成果应用情况进行同步考核。科技型中小企业标准参照 科技部、财政部、国家税务总局印发的《科技型中小企业评价办法》（国科发政〔2017〕115 号）。1. 基础理论和前沿技术 1.1 跨尺度自润滑复合结构增材制造（基础研究类）研究内容：针对我国航空航天和高端装备对高度集成、精准按需润滑以及润滑异形件的设计与制造需求，开展复合润滑功能组件整体化增材制造研究，研究增材制造专用自润滑功能材料设计制备、跨尺度润滑功能结构、尺寸突变异形构件一体化精密制造关键技术，研发面向增材制造的自润滑复合材料体系，探索精准按需润滑结构增材制造新原理、新工艺，研究面向增材制造的可控自润滑表界面材料精准设计与构筑新方法，建立跨尺度增材 制造平台，发展润滑功能准确定制化系统设计与一体化制造技术。1.2 飞秒激光—电化学复合微纳增材制造（基础研究类） 研究内容：针对三维复杂金属微纳结构的飞秒激光辅助定域电化学增材制造，探索微结构无掩膜激光—电化学双耦作用定向诱导粒子原位增材制造机理，研究飞秒激光诱导下定域电化学沉积组织—结构—功能一体化微纳制造新方法，研究激光—电化学复合能场亚微米复杂构型和微米功能结构阵列制造、纳米体元与微米构型精准调控等技术。1.3 材料组分三维精确可控的粉末床熔融金属增材制造（基 础研究类） 研究内容：研发面向粉末床熔融增材制造的在线多组分材料精确添加技术，研究材料组分三维可控的非均质粉末床熔融增材制造工艺特性、材料原位冶金行为、材料梯度/界面行为和组织性能演化规律，明晰非均质材料构件成形过程中的应力—形变演化规律，建立非均质材料梯度/界面行为、组织与性能协同调控方法，研发材料成分过渡区间精确调控和后续热处理等关键技术，实现材料组分三维精确可控构件的创新设计、制造及评价。1.4 柔性光电器件的激光光场调控微纳制造（基础研究类） 研究内容：面向柔性光电器件中的关键微纳结构，研究激光时域/空域/频域光场调控方法，探索激光调控光场与柔性光子器件材料相互作用的新现象与新效应，研究激光远场与微腔等近场光学效应结合的宏微纳跨尺度无掩膜加工新技术，研制远场—近场复合光场的无掩膜高效激光微纳制造装备。1.5 异质仿生结构设计及一体化增材制造（基础研究类） 研究内容：探索仿生结构中材料/结构的多重耦合行为与机制，研究与高效减振、智能变形、损伤自修复等功能需求匹配的仿生结构模块化设计方法，揭示基于异质材料增材制造的仿生功能模块化调控规律，发展功能模块化构件的多维度、多尺度和异质材料的仿生设计技术；研究异质材料体系下模块化仿生构件的一体化增材制造关键技术，研发面向增材制造的宏微构型—异质材料仿生结构设计、仿真与工艺规划平台，发展多场复杂应用环 境下增材制造宏微构型—异质材料仿生构件的性能评价技术。1.6 功能化活性心肌组织增材制造（基础研究类） 研究内容：针对心肌组织损伤治疗，开展活性心肌组织高精度增材制造及其功能再生方法研究。研究功能化活性心肌组织复 杂微结构系统的仿生设计方法；研究具有电传导能力的活性心肌组织增材制造新原理与新工艺；研究增材制造活性心肌组织的体外三维定向排布生长与高频同步跳动方法，以及体外活性心肌组织电信号特征与其生物功能的作用关系；研究大型动物大面积心肌病变缺损修复的考核评价方法。1.7 面向前沿探索制造新原理（青年科学家项目） 研究内容：针对新能源、新材料等新兴产业领域重大需求， 重点开展难熔金属材料增材制造、超快激光制造中光子—电子— 晶格相互作用观测与调控、喷墨共形打印、复合制造等前沿制造新原理新方法研究。2. 核心功能部件 2.1 激光粉末床熔融增材制造在线监控与质量评价技术（共性关键技术类） 研究内容：研究合金成分、跨尺度微观组织/缺陷、应力/形变状态与激光粉末床熔融增材制造过程特征信息的相互关系；研究增材制造熔池动态行为、非均质宏/微观组织特征的多物理场在线监测方法和在线质量评价技术体系，研发铺粉状态快速准确识别与分类、熔池特征分析及质量预判、逐层熔凝区域组织/缺陷识别和轮廓变形分析、质量预警及多参量复合调控等关键技术；发展基于在线监测数据的多信息融合及高效率深度学习模型，明晰 工艺参数—特征信息—制造质量关联关系，研发基于过程特征的高效在线质量评价和多参量交互质量控制方法。2.2 大型复杂构件制造过程在线检测与智能调控技术（共性关键技术类） 研究内容：面向重大装备的高性能焊接与增材制造，研究大型复杂结构制造过程中的在线三维形貌及变形的跨尺度光学测量技术、制件与制造加工头的多自由度位姿测量技术；研究制造过程中熔池特征尺寸和温度场表征、制造缺陷非接触式在线检测技术；研发从微观位错演化到宏观结构件变形失效的跨尺度增材制造热力模拟预测技术和方法；揭示制造工艺与位错—晶界多级微 结构、结构变形和制造缺陷的关联关系；研究面向大型结构的表面形貌、结构变形、构件温度和制造缺陷等成形质量自适应闭环 控制系统与装备。2.3 增材制造构件长寿命服役行为表征与调控关键技术（共性关键技术类） 研究内容：研究增材制造构件在高温环境与复杂应力条件下的长寿命服役性能表征方法，典型增材制造构件/材料长寿命试验标准与疲劳数据库；研究增材制造构件微结构/缺陷与长寿命服役行为的关联机制，制造工艺—微结构/缺陷—服役性能的映射关系；研究提高服役寿命的增材制造缺陷/微结构在线调控技术，发展高服役性能构件增材制造工艺的优化方法；研究增材制造构件长寿命疲劳的评估技术。2.4 制造用高性能高功率飞秒激光器（共性关键技术类） 研究内容：探索飞秒激光产生、放大、线性和非线性调控过程的动力学机制，以及高功率大能量飞秒激光放大时由于增益导致的脉冲宽度劣化机制；攻克高单脉冲能量飞秒激光热管理、模式控制、高效率长寿命飞秒频率转换等关键技术，研究倍频产生高功率紫外飞秒激光参量的稳定控制及优化技术，开展高功率大能量飞秒激光器模块化设计和系统集成技术研究。2.5 制造用高性能高功率皮秒激光器（共性关键技术类） 研究内容：开展皮秒激光增益分布优化、模式控制机制和有效热管理等技术研究，攻克均匀泵浦、长寿命皮秒锁模及非线性抑制等关键技术，研究倍频转化效率提升、紫外皮秒激光光束质量控制及延寿等技术，研制高稳定性高功率红外、紫外皮秒激光器产品。3. 关键技术与装备 3.1 非均质材料飞秒激光制造技术与装备（共性关键技术类） 研究内容：面向复杂构件涉及的复合、多层膜、多孔等非均质材料的高性能加工共性需求，建立飞秒激光加工过程中光子能量吸收、电子状态变化、等离子体喷发、成形成性等多尺度连续观测系 统；从电子层面研究飞秒激光时/空/频域协同整形的非均质材料加 工新方法，突破损伤控制、选择性加工等关键工艺技术，研发飞秒激光跨尺度柔性加工装备和三维复杂构件微细加工装备。3.2 陶瓷多材料连续成形光固化增材制造技术与装备（共性关键技术类） 研究内容：研究高固含量/低粘度陶瓷打印浆料流变机理与稳定性优化方法，攻克陶瓷光固化增材制造精度光散射调控技术。 研发陶瓷多材料连续成形光固化增材制造技术与装备，开展高效加工策略与成形效能评估研究，开发材料—工艺—装备全链条性能评价方法。3.3 大能量高重频脉冲激光智能清洗技术与装备（共性关键技术类）研究内容：研究纳秒脉冲能量输出能力提升的新方法，开展大能量高重频脉冲激光光束控制、模式调控、高功率关断和多级放大等技术研究；揭示大能量纳秒脉冲激光高效高质清洗机制， 攻克基于机器视觉的精确定位、智能选区、残留物快速识别、复杂曲面路径智能规划、双光束联动无缝无重叠拼接等关键技术， 研制具备复杂曲面结构高效循环作业的激光智能化清洗成套工艺与装备。3.4 薄壁弱刚性构件激光电解复合高效铣削加工技术与装备 （共性关键技术类）研究内容：针对薄壁弱刚性整体复杂构件制造瓶颈，研究气液环境下激光束流作用过程、超高电流密度电化学加工材料去除机制及成形规律；研究激光—电解复合铣削制造新方法，攻克复 合能量场形性调控、束流流域设计等关键技术；研制大型构件激 光—电解复合铣削加工装备。3.5 结构功能部件飞秒激光精密制造技术与装备（共性关键技术类）研究内容：针对航空航天等领域结构功能一体化部件精密制造的需求，揭示飞秒激光光束运动参量调控的微结构控形控性制造机制，研究制造结构的几何特征、质量对部件功能和服役性能的映射关系；发展“压敏、密封、润滑”等功能部件飞秒激光制造方法，攻克激光脉冲三维整形、内腔光束运动姿态参量控制等关键技术，研制飞秒激光制造成套工艺与装备。3.6 海洋装备水下原位高效增材修复技术与装备（共性关键技术类）研究内容：针对海洋装备在服役过程中的修复需求，研究适用于水下原位增材修复的专用材料；研发复杂水下环境空间重构、 姿态感知和损伤区域快速三维测量技术与装备；研发水下空间约束环境下的增材修复过程规划、组织性能调控、修复部位服役性 能预测等技术；研究应急响应条件下的水下结构可修复性评价和修复方案智能决策方法；研发水下现场环境修复工艺和装备。3.7 大型点阵结构无支撑高效增材制造技术与装备（共性关键技术类） 研究内容：研究面向增材制造的多功能大型点阵结构设计技术；研究点阵结构的无支撑高效增材制造、高性能连接、多层点阵夹芯结构制造、结构变形控制等关键技术；研究大型点阵夹芯结构的无损检测技术；研发规模化低成本高效增材制造装备。3.8 大幅面纤维增强热塑性复合材料增材制造技术与装备 （共性关键技术类） 研究内容：研究面向大型纤维增强热塑性复合材料构件的多丝束挤出增材制造成形机理及翘曲变形行为，发展大型纤维增强热塑性复合材料构件设计方法，攻克大型纤维增强热塑性复合材料增材制造的路径优化、多材料性能匹配、多工艺参数匹配、界面结合优化、成形精度控制等关键技术；研究增材制造复合材料构件非降级回收再制造技术和构件的性能评价方法；研制大型纤维增强热塑性复合材料构件增材制造装备。3.9 超强韧中熵合金构件增材/强化/减材复合制造（共性关键技术类）研究内容：研究适用于增材制造的超低温超高强韧中熵合金高通量设计与性能验证方法；研究中熵合金在复合制造过程中形性调控机制与方法，以及表面损伤动态演变机制及抑制理论，研发激光增材/强化/减材复合制造工艺与装备，研究复合制造中熵合金在室温、液氧和液氮超低温环境下的强韧化机制，以及疲劳断裂等性能评价方法；研究面向服役环境的复合制造中熵合金构件重复使用评估体系。3.10 大型高性能结构件增等减材复合绿色智能制造（共性关键技术类） 研究内容：研究增材/等材/减材复合制造形性协同控制机理 和增材/等材/减材一体化复合制造技术；研究复合制造工艺—组 织—缺陷—性能的一体化映射关系，研发大型结构件综合力学性 能、疲劳性能提升关键技术；发展全过程智能化在线质量监控系统，研发大型复合绿色智能化制造装备。4. 典型应用示范 4.1 无人机十米级机身承力结构整体化增材制造示范应用 （应用示范类） 研究内容：针对高性能大型无人机研制需求，研究基于增材制造的大尺寸机身关键构件一体化设计方法；突破大尺寸精密复杂构件增材制造跨尺度形性主动调控及后处理关键技术；研究增材制造大尺寸机身整体构件无损检测评价关键技术；建立基于增材制造的大尺寸机身整体构件“材料—设计—工艺—检测—评价” 全流程技术体系。4.2 多材料功能梯度结构增材制造在无人潜航器领域应用示 范（应用示范类） 研究内容：针对万米深海无人潜航器应用需求，研究面向增材制造的无人潜航器多材料轻型耐压壳体的仿生优化设计方法， 包括无人潜航器壳体仿生结构、多材料梯度耐压结构、壳体外表面防生物附着结构等设计方法；研究高分子、陶瓷、金属等多材 料增材制造工艺及形性控制方法；研发无人潜航器多材料一体化智能增材制造装备，包括金属及高分子材料增减材一体化装备， 陶瓷材料高效增材制造装备；研究高分子、陶瓷、金属等多材料一体化增材制造构件的检测技术和评价方法。4.3 大型关重结构件激光高效高稳定增材制造工程应用示范 （应用示范类） 研究内容：研究面向规模化生产的大型关重结构件高效高精度激光增材制造材料、工艺稳定性控制方法与技术体系；研究质量性能一致性控制、检测和评价方法；研究激光增材制造典型材料关键力学性能许用值和数据库；研发面向规模化生产的高效高精度成套装备。4.4 内部精细流道增材制造在空间推进领域应用示范（应用示范类）研究内容：开展基于增材制造的空间推进系统集成化、轻量化和模块化设计研究，研发基于增材制造空间推进系统的流—固 —力—热多物理场耦合一体化设计方法及增材制造技术；研究小尺寸复杂内流道成形、内表面加工及质量控制、薄壁耐压结构成形质量控制及后续加工处理等关键技术；研究增材制造空间推进系统的检测方法及评价标准。4.5 高品质激光剥离与解键合在电子制造领域应用示范（应用示范类） 研究内容：针对 Micro-LED 显示、超薄晶圆封装中的激光剥离、解键合等制造技术瓶颈，研究紫外和深紫外光束传输与空间整形、光斑形貌与能量监控以及焦点跟随等关键技术；研究可减少器件损伤的激光剥离、解键合方法与加工工艺；研发光束整形器、焦点跟随等核心功能模块；开发 Micro-LED 显示激光剥离装备、超薄晶圆紫外激光解键合装备，研究成套工艺。4.6 科技型中小企业技术创新应用示范（科技型中小企业项目） 研究内容：面向增材制造与激光制造领域不断涌现的新兴产业增长点，开展个性化医疗器械制造、医疗植入物表面微功能结构制造、光纤微纳传感器制造、光子/电子器件制造、印制电路板 （PCB）增材制造等新兴增材制造与激光制造技术的产业化应用研究，发展新兴技术商业化装备，实现创新型构件或器件的小批量或个性化定制生产；开展具有产业新增长潜力的前沿新技术产业化研究，实现颠覆性创新新技术产业化应用。

4月21日，中国科学院条件保障与财务局在光电研究院组织召开了国家重大科研装备研制项目&ldquo 高功率纳秒激光器及精密探测仪器研制&rdquo 实施方案研讨暨项目启动会。会议由副局长曹凝主持，中科院副秘书长吴建国出席了会议并讲话，院内外10多位专家和项目监理组成员参加了会议。 　　项目负责人、光电院副院长樊仲维代表项目组作了汇报。曹凝介绍了本次会议的目的和要求，宣布项目正式启动，项目监理工作同步开展。与会专家重点就项目实施方案、研制计划、管理措施以及知识产权保护等方面进行了深入研讨，提出了许多宝贵的意见和建议。 　　吴建国在项目启动会上提出了三点要求：一是科研装备要研以致用。在项目目标设定和研制过程中，要加强与用户的沟通，提前做好需求分析，加快研制周期，确保装备研制成功后得到真正应用。二是要提高关键部件的国产化率。项目单位要敢于挑战，深入分析，加强关键部件的自主研制，真正实现打破禁运的目的。同时，要通过制定鼓励优先使用自主研制装备的政策，加大设备的扶持推广使用力度，不断检验和提升仪器设备的性能和指标，从而提升我国重大装备研制的自主创新能力。三是要多快好省，保质保量完成研制任务。要加强项目过程管理，充分发挥技术专家组和监理组的作用，及时发现问题并找到解决措施，全力攻关，力争实现项目资金使用效益最大化。