运动位移形变场

纳米孪晶金属以其优异的力学性能和良好的导电性受到广泛关注，该材料的变形行为是材料学家长期关注的问题之一。作为一类大角度晶界，共格孪晶界能够强烈地阻碍位错的运动，提高材料的强度，一般来说孪晶片层厚度越小，纳米孪晶材料的强度也应该越高。然而，实验发现，当孪晶片层厚度减小到一个临界尺寸(约为15 nm)以下时，纳米孪晶材料反而出现软化现象。研究者利用分子动力学计算发现，这种软化现象是由于软化模式位错的开动所致，不过到目前为止还未定量地确定纳米孪晶金属的这一宏观力学特性与微观变形机制之间的关系。　　最近，中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家(联合)实验室固体原子像研究部杜奎研究组与材料疲劳与断裂研究部卢磊研究组合作，通过原位透射电镜观察和定量应变分析，发现孪晶片层厚度对不同类型位错形核处的局部应力集中有明显影响，因此位错的主导形核机制在某一临界片层厚度(18 nm)会发生转变。这一研究揭示了块体纳米孪晶材料的微观变形机制与宏观力学性能之间的直接联系。　　研究结果表明，在等轴晶纳米孪晶铜的屈服阶段，位错活动的类型主要有两种：I型(Hard mode I)位错在孪晶界上的台阶处形核并在倾斜于孪晶界的滑移面上滑移 III型 (Soft mode)位错在孪晶界/晶界交界处形核并在孪晶界上滑移。当孪晶片层厚度下降到12-37 nm时，主导位错机制从I型位错的形核和滑移为主转变为以III型位错的形核和滑移为主。由于位错形核和局部应力集中有关，所以纳米孪晶铜变形的主导位错形核机制主要取决于孪晶界台阶处和孪晶界/晶界交界处的局部应力集中程度。而局部应力集中受孪晶片层厚度的影响，在孪晶界台阶处的局部应力集中随着孪晶片层厚度的减小而缓慢减小，而孪晶界/晶界交界处的应力集中随着片层厚度的减小而显著增加。两者应力集中程度相等时对应的临界孪晶片层厚度为18nm。这一原子尺度定量应变分析的结果与宏观力学性能测试得到的临界孪晶片层厚度(15nm) 相符，这为预测进而优化具有纳米片层结构的金属材料的力学性能提供了一条新途径。　　该研究得到了国家自然科学基金、科技部“973”计划项目的资助。　　相关论文已于7月16日在线发表于《自然通讯》上(Nature Communications 6:7648 (2015), DOI: 10.1038/ncomms8648)。　　全文链接　　图1 (a-d) I型位错在孪晶界上形核并滑移穿越孪晶界的动态过程。(e-h) III型位错在孪晶界/晶界交界处形核并且在孪晶界上滑移的原位动态过程和相应的示意图。　　图2 具有不同孪晶片层厚度l的纳米孪晶铜在原位形变过程中的两类位错的比例。　　图3 (a) 孪晶界发射I型位错的动态过程。(b) I型位错发射前的剪切应变分布。(c) 图(b)中黑框区域内的定量分析。(d) 孪晶界/晶界交界处发射III型位错的动态过程。(e) III型位错发射前的剪切应变分布。(f) 图(e)中黑框区域内的定量分析。　　图4 纳米孪晶铜中对应于不同孪晶片层厚度l的孪晶界上台阶处和孪晶界/晶界交界处的应力集中因子K。

大自然为人类社会的进步和发展提供了源源不断的灵感和动力。向自然学习，有所发现，有所发明，有所创造，有所进步，是科学发展的一条行之有效的途径。松塔的吸湿运动为人工驱动器的设计和制造提供了许多灵感。目前认为，松塔的开合是由鳞片外层的“肉”（石细胞，sclerids）比内层的“筋”（维管束，vascular bundle）的收缩膨胀更大引起的。但以往的研究只专注于研究松塔的弯曲机制，而忽略了弯曲过程和原本的功能特点。松塔为了让风和动物把种子传播到远离母树的地方繁衍，只有在长期干燥的环境下才会打开。对于松塔的超慢运动，目前的机理还无法给出相应的解释，并且这一机制也很难解释单独的维管束也具有湿度响应特征。因此，松塔的超慢湿度响应机制目前仍然是不清楚的。最近，中国科学院理化技术研究所王树涛研究员团队和北京航空航天大学刘欢教授团队合作，重新审视松塔的吸湿运动，揭示了松塔湿度响应的超慢运动的奥秘，并受此启发研发了具有类松塔湿度响应的超慢运动的人工驱动装置，其运动速度比现有的湿度响应驱动器低两个数量级，其整个运动过程难以察觉。相关工作以“Unperceivable motion mimicking hygroscopic geometric reshaping of pine cones”为题发表在Nature Materials杂志上。该工作得到了国家自然科学基金项目的大力支持。文章第一作者是张飞龙博士和杨曼博士，通讯作者为王树涛研究员和刘欢教授，徐雪涛和刘熹博士共同参与本研究，江雷院士为本研究提供了专业的指导。现象与发现1.松塔的吸湿变形是一个超慢的过程松塔完全打开需要相当长的时间，约24小时(图1a)。在具有吸湿变形能力的植物组织中，松塔鳞片的厚度归一化的形变速度是最小的（图1b），这与其长距离种子传播的功能是一致的。2.维管束本身也能够吸湿变形研究发现，维管束（VB）本身就可以吸湿变形，且具有比外层的“肉”（skin）更大的变形能力和运动速度(图1c, d)，表明VB在鳞片的湿度响应运动中起关键作用。而“肉”和整个鳞片的运动速度都远低于骨架（skeletons）和VBs。同样，与骨架和VBs相比，浸水的鳞片和“肉”的含水量更高，脱水速度更慢。因此，可以得出结论，VBs驱动鳞片的吸湿变形，而保水性好的“肉”减缓形变速度。图1. 松塔、鳞片及其各组成部分的吸湿运动。维管束（VB）的变形机制1.弹簧状微管和方形微管的异质结构为了探究VBs的弯曲机理，作者对VB的微观结构及各组成的吸湿膨胀行为进行了研究。从横断面扫描电镜图可以看出，VB具有典型的异质结构，包含两种管状的细胞壁，且两者边界清晰(图2a-d)。重构的微管三维结构图和纵向截面图进一步证实了，维管束是由平行排列的弹簧状微管和方形微管组成的典型的异质结构 (图2 e-g)。2.弹簧状微管和方形微管的吸湿膨胀行为不同通过机械剥离的方法，作者得到了弹簧状微管/方形微管对，并利用环境扫描电镜(ESEM)对其吸湿运动进行了原位观察(图2h)。随着相对湿度的增加，弹簧状微管伸长，微管对向方形微管侧弯曲(图3c)。相反，随着湿度的降低，微管对向弹簧状微管侧弯曲。根据上述结果，作者提出了一维弹簧状微管/方形微管异质结构的简化模型以解释VB的吸湿形变(图2i)。图2. 维管束的异质结构和弯曲机制仿松塔的超慢运动驱动器受此启发，研究人员利用双组份3D打印技术制备了由弹簧状管和方形管构成的异质结构的基本单元，在管中填充吸湿聚合物，以模拟鳞片中的“肉”增加吸湿路径，降低膨胀速度 (图3a, b)。打印出的弹簧状管/方形管展现出类似于松塔的吸湿变形性能(图3c)。利用简化模型与3d打印技术的可编辑性和兼容性，仅通过调节结构就可以实现各种精细的形状转变调控(图3d)。利用打印出的弹簧状管/方形管对，作者制作了一个可移动工作台，实现对上面的物体的超慢运输，不会周围的环境水造成干扰 (图3e-g)。利用打印出的弹簧状管/方形管对作为支架，探测器也可以在超慢运动的情况下增大监测范围(图3h)。图3. 仿松塔结构的超慢驱动装置该工作为理解松塔和其他植物组织的湿度响应形变提供了新的思路和结构基础，也为开发刺激响应驱动器提供了新的物理模型。该工作被新加坡国立大学（NUS）的Cecilia Laschi教授和意大利理工学院（IIT）的Barbara Mazzolai教授在《Nature Materials》杂志同期的News & Views专栏以“Move imperceptibly”为题，进行了专题报道。摩方精密简介摩方精密作为微纳3D打印的先行者和领导者，拥有全球领先的超高精度打印系统，其面投影微立体光刻（PμSL）技术可应用于精密电子器件、医疗器械、微流控、微机械等众多科研领域。在三维复杂结构微加工领域，摩方团队拥有超过二十年的科研及工程实践经验。针对客户在新产品开发中可能出现的工艺和材料难题，摩方将持续提供简易高效的技术支持方案。原文链接：https://doi.org/10.1038/s41563-022-01391-2来源：材料科学前沿官网：https://www.bmftec.cn/links/7

“坐标”这个概念源于解析几何，其基本思想是构建坐标系，将点与实数联系起来，进而可以将平面上的曲线用代数方程表示。坐标的概念应用到工业生产中解决了大量实际问题，例如，坐标测量机可采集被测工件表面上的被测点的坐标值，并投射到空间坐标系中，构建工件的空间模型等诸多案例。坐标测量机还被用于产品质量控制，测量磨损，制造精度，产品形貌，对称性，角度等工业产品参数，因此需要非常高的移动精度，才能确保测量的准确性。德国attocube公司推出的IDS3010皮米精度位移测量激光干涉仪就是辅助坐标测量机提高测量精度的有力手段。图1 皮米精度位移测量激光干涉仪IDS3010IDS3010皮米精度位移测量激光干涉仪是如何帮助坐标测量机实现高精度的呢？图2 IDS3010激光干涉仪集成到坐标测量机探测臂上通常坐标测量机要求探测臂位移精度高于1微米，现在坐标测量机位移反馈大多是通过玻璃分划尺来实现的。玻璃分划尺是常用的一种位置测量的方法，分划尺在坐标测量机上位于龙门处，一般情况下，采用玻璃分划尺探测的不是探测臂本身，而是坐标测量机龙门处的位置变化。实际上， 坐标测量机的探测臂与龙门之间有一定长度的距离，它们的位置变化会因存在例如振动、位置差等而有所不同，因此只凭借龙门处位置变化来判断真实的位移反馈是不准确的，影响到实际样品的测量精度。图3 IDS3010激光干涉仪集成到坐标测量机上。坐标测量机通过干涉仪探头的配合，可反馈探测臂的位移。德国attocube公司的IDS3010皮米精度位移测量激光干涉仪通过非接触式方法测量，可以直接测量探测臂的运动，避免龙门处探测误差，实现高精度测量。如图3，激光探头位于坐标测量机侧边，M12/C7.6激光探头出射的激光可以被探测臂上的反射镜（直径3mm）反射回激光探头，IDS3010干涉仪通过分析干涉信号从而进行位置测量。探测臂能够移动0.8米距离，移动精度达到10微米。干涉仪能够实时测量该探测臂的位移以及振动等信息。图4 IDS3010实时位置测量软件WAVE测量数据。扩展图为中间区域的数据放大。IDS3010配置的软件WAVE可以实时观测与保存测量数据。如图4，坐标测量机的运动数据被测量并记录。图中所示，前15秒与终10秒间的数据是0.8m距离的往复运动。中间时间的数据看似没有变化，但通过WAVE软件的放大功能，我们发现中间时间的探测臂其实进行了10微米的步进运动。同时，通过WAVE软件我们也可以观测到步进运动的详细变化过程。每一个步进大约2秒，在运动初始的时候位移有超过，在大约0.4秒的短时间内位移被调整为10微米的步进长度。而在步进的末尾，也有小幅的位置噪音，该噪音一般是由于振动引入。这对于探测样品位移以及振动信息具有重大意义。IDS3010技术特点：IDS3010皮米精度位移测量激光干涉仪具有体积小、适合集成到工业应用与同步辐射应用中的特点，同时，测量精度高，分辨率高达1 pm，是适合工业集成与工业网络无缝对接的理想产品。除与坐标测量机结合使用外，在工业中的其他应用实例也非常广泛，包括闭环位移反馈系统搭建、振动测量、轴承误差测量等等。+ 测量精度高，分辨率高达1 pm+ 测量速度快，采样带宽10MHz+ 样品大移动速度 2m/s+ 光纤式激光探头尺寸小，灵活性高+ 兼容超高真空，低温，强辐射等端环境+ 其可靠与稳定+ 环境补偿单元，不同湿度、压力环境中校正反射率参数提高测量精度+ 多功能实时测量界面，包含HSSL、AquadB、CANopen、Profibus、EtherCAT、Biss-C等界面相关产品及链接：1、皮米精度位移激光干涉器attoFPSensor：http://www.instrument.com.cn/netshow/C159543.htm2、EcoSmart Drive系列纳米精度位移台：http://www.instrument.com.cn/netshow/C168197.htm3、低温强磁场纳米精度位移台：http://www.instrument.com.cn/netshow/C80795.htm

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

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

压电位移台常用术语中英文对照表Absolute accuracy : Deviation between the actual position and the desired one. If a stage has to move 100µm but it moves only 99.99µm (measured through an ideal scale), then the inaccuracy is 10nm. The permanent positioning error along an axis is designated as accuracy. Absolute accuracy is aff¬ected by calibration errors, linearity errors, hysteresis, Abbe errors and positioning noise. 绝dui精度：实际位置与所需位置之间的偏差。 如果一个平台必须移动 100µm，但它仅移动 99.99µm（通过理想标尺测量），则误差为 10nm。 沿轴的泳久定位误差称为精度。 绝dui精度受校准误差、线性误差、滞后、阿贝误差和定位噪声的影响。Backlash : Backlash is a positioning error occurring upon change of direction. Backlash can be caused by insufficiently preloaded thrust or inaccurate meshing of drive components, for example gear teeth. Piezoconcept’s flexure motion translation mechanism and piezo actuator designs are inherently backlash free. 齿隙：齿隙是在运动方向改变时发生的定位误差。 齿隙可能是由于预载推力不足或驱动部件（例如齿轮齿）啮合不准确造成的。 Piezoconcept 的弯曲运动平移机构和压电致动器设计本质上是无间隙的。Bandwidth : The frequency range to which the amplitude of the stage' s motion is dropped by 3dB. It reflects how fast the stage can follow the driving signal. 带宽：载物台运动幅度下降的频率范围为3dB。 它反映了平台能够以多快的速度跟随驱动信号。Drift : A position change over time, which includes the e¬ffects of temperature change and other environmental e¬ffects. The drift may be introduced from both the mechanical system and electronics. 漂移：位置随时间的变化，包括温度变化和其他环境影响的影响。 漂移可能来自机械系统和电子设备。Friction : Friction is defined as resistance between contacting surfaces during movement. Friction may be constant or speed dependent. Because they use flexure, the nanopositioners from Piezoconcept are friction free. 摩擦力：摩擦力定义为运动过程中接触表面之间的阻力。 摩擦力可以是恒定的或取决于速度的。 因为使用柔性连接，Piezoconcept 的纳米定位器是无摩擦的。Hysteresis : The positioning error between forward scan and backward scan. A closed-loop control is an ideal solution for this problem and is done by using a network of High Resolution silicon sensor to provide feedback signals. 滞后：前向扫描和后向扫描之间的定位误差。 闭环控制是该问题的理想解决方案，它通过使用高分辨率硅传感器网络提供反馈信号来完成。Linearity error : The error between the actual position and the first-order best fit line (straight line). Our nanopositioning products are calibrated with laser interferometry and the non linearity errors are compensated down to 0.02% of the full travel.线性误差：实际位置与一阶蕞佳拟合线（直线）之间的误差。 我们的纳米定位产品使用激光干涉仪进行校准，非线性误差补偿低至全行程的 0.02%。Orthogonality error : The angular off¬set of two defined motion axes from being orthogonal to each other. It can be interpreted as a part of crosstalk. 正交性误差：两个定义的运动轴相互正交的角度偏移。 它可以解释为串扰的一部分。Position noise : The amplitude of the stage shaking when it is on a static command. It is usually measured and specified with Peak-To-Peak value. It is a combination of the sensor noise, driver electronics noise and command noise, etc. The position noise of our stages is very limited due to the very high Signal-To-Noise ratio of the Silicon HR sensors we use. 位置噪声：在静态命令下载物台晃动的幅度。 它通常用峰峰值来测量和指定。 它是传感器噪声、驱动器电子噪声和命令噪声等的组合。由于我们使用的 Silicon HR 传感器具有非常高的信噪比，我们平台的位置噪声非常有限。Range of motion : The maximum dISPlacement of the nanopositioners. 运动范围（行程）:纳米定位器的蕞大位移。Resolution : The minimum step size the stage can move. 分辨率:舞台可以移动的蕞小步长。Resonant frequency : Piezostage are oscillating mechanical systems characterized by a resonant frequency. The resonant frequency that we give is the lowest resonant frequency that can be seen on a nanopositioner. In general, the higher the resonant frequency of a system, the higher the stability and the widerworking bandwidth the system will have. The resonant frequency of a piezostage is determined by the square root of the ratio of sti¬ness and mass. 谐振频率：压电级是以谐振频率为特征的振荡机械系统。 我们给出的共振频率是在纳米定位器上可以看到的蕞低共振频率。 一般来说，系统的谐振频率越高，系统的稳定性和工作带宽就越宽。 压电级的共振频率由刚度和质量之比的平方根决定。Silicon HR sensor : Piezoconcept use temperature compensated High-Resolution silicon sensors network for reaching highest long-term stability. This measuring device is capable of measuring position noise in the picometer range and its response is not dependent of the presence of pollutants, air pressure changes like other high-end sensors can be. Si-HR 传感器：Piezoconcept 使用温度补偿高分辨率硅传感器网络，以达到蕞高的长期稳定性。 该测量装置能够测量皮米范围内的位置噪声，并且其响应不依赖于污染物的存在，应对改变气压带来的影响与其他高端传感器一样。Step response time : The step response time is the time needed by the nanopositioner to do the travel from 10% of the commanded value to 90% of the commanded value. The step response time reflects the dynamic characteristics of the system and is relatively to the installation method and load of the stage.阶跃响应时间：阶跃响应时间是纳米定位器从指令值的 10% 到指令值的 90% 所需的时间。 阶跃响应时间反映了系统的动态特性，并且与位移台的安装方式和负载有关。更多详情请联系昊量光电/欢迎直接联系昊量光电关于昊量光电：上海昊量光电设备有限公司是国内知名光电产品专业代理商，代理品牌均处于相关领域的发展前沿；产品包括各类激光器、光电调制器、光学测量设备、精密光学元件等，涉及应用领域涵盖了材料加工、光通讯、生物医疗、科学研究、国防及更细分的前沿市场如量子光学、生物显微、物联传感、精密加工、先进激光制造等；可为客户提供完整的设备安装，培训，硬件开发，软件开发，系统集成等优质服务。相关技术文

精密位移传感器技术比较PIEZOCONCEPT 在其压电级中使用什么类型的位移传感器？为什么它优于其他传感器技术？PIEZOCONCEPT 使用单晶硅传感器，称为Si-HR 传感器。尽管它是应变仪传感器大系列的一部分，但它的性能优于其他两种常用技术（电容式传感器和金属应变仪）。这两种位置传感技术有其自身的特定缺点。 电容式传感器与 PIEZOCONCEPT 公司Si-HR 传感器的比较电容式传感器非常常用。他们提供了不错的表现，但他们对以下情况很敏感：• 气压变化：空气的介电常数取决于气压。电容测量将受到任何压力变化的影响。• 温度变化：同样的，空气的介电常数会随温度变化• 污染物的存在以上所有都会导致一些纳米级的不稳定性，因此如果您想实现真正的亚纳米级稳定性，则需要将它们考虑在内。即使可以对气压和温度进行校正，也无法校正其他因素（污染物、脱气）的影响。这解释了电容式传感器在真空环境中性能不佳的原因。此外，电容式传感器非常昂贵且体积庞大。因此，带有电容传感器的位移台不可能做的有像的 BIO3/LT3 这样薄，即使设计的好也会在稳定性方面进一步牺牲性能。因为它是一种固态技术，所以Si-HR 传感器的电阻不依赖于气压或污染物的存在。其次，温度变化会对测量产生影响（主要是因为材料的热膨胀），但这可以通过使用传感器阵列来纠正。基本上，我们为每个轴平行使用 2 个硅传感器 - 一个用于测量，另一个用于考虑由于温度变化导致的材料膨胀。金属应变计与 PIEZOCONCEPT Silicon HR 技术的比较金属应变计与我们的 Silicon HR 技术（也是应变计）之间的差异更大。金属应变计和硅传感器应变计之间存在两个巨大差异。竞争对手试图说所有的应变仪都具有相同的性能，因为它们测量的是应变。这是不正确的。半导体应变计在稳定性方面与金属应变计有很大不同。金属应变计和Si-HR 传感器（PIEZOCONCEPT 使用）之间的第yi个区别是应变系数：半导体应变仪（Si-HR）的应变系数大约是金属应变仪的 100 倍。更高的规格因子导致更高的信噪比，最终导致更高的稳定性。 更重要的是，第二个区别是金属应变计不能直接安装在弯曲本身上（即实现运动的地方）：金属应变计必须安装在某种“背衬”上。因此，它必须安装在执行器本身上，因为您没有足够的空间将其安装在挠性件上。仅在执行器上测量的问题是压电执行器有很多缺陷......存在蠕变或滞后等现象。因此，由于压电执行器的伸长不均匀，因此仅测量执行器的部分伸长率并不能精确地扣除其完全伸长率。通过对弯曲本身进行测量，我们不会遇到这种“不均匀”问题。由于上述原因，如果您比较应变计（金属）和 PIEZOCONCEPT 的Si-HR 传感器，在信噪比和稳定性方面存在巨大差异。 关于法国PIEZOCONCEPT公司 PIEZOCONCEPT 是压电纳米位移台领域的领宪供应商，其应用领域包括但不限于超分辨率显微镜、光阱、纳米工业和原子力显微镜。其产品已被国内外yi流大学和研究所从事前沿研究的知名科学家使用，在工业和科研领域受到广泛好评。 多年来，纳米定位传感器领域电容式传感器一直占据市场主导地位。但这项技术存在明显的局限性。PIEZOCONCEPT经过多年研究，开发出硅基高灵敏度位置传感器（Silicon HR）技术，Si-HR传感器可以实现更高的稳定性和线性度，以满足现代显微镜技术的更高分辨率要求。 PIEZOCONCEPT的目标是为客户提供一个物美价廉的纳米或亚纳米定位解决方案，让客户享受到市面上蕞高的定位准确性和稳定性的产品使用体验。我们开发了一系列超稳定的纳米定位器件，包含单轴、两轴、三轴、物镜扫描台、快反镜和配套器件，覆盖5-1500um行程，品类丰富，并提供各类定制化服务。与市场上已有的产品相比具有显着优势，Piezoconcept的硅传感器具有很好的稳定性、超本低噪声和超高的信号反馈，该技术优于市场上昂贵的高端电容传感器。因此，我们的舞台通过其简单而高效的柔性设计和超本低噪声电子器件提供皮米级稳定性和亚纳米（或亚纳米弧度）本底噪声。更多详情请联系昊量光电/欢迎直接联系昊量光电关于昊量光电：上海昊量光电设备有限公司是国内知名光电产品专业代理商，代理品牌均处于相关领域的发展前沿；产品包括各类激光器、光电调制器、光学测量设备、精密光学元件等，涉及应用领域涵盖了材料加工、光通讯、生物医疗、科学研究、国防及更细分的前沿市场如量子光学、生物显微、物联传感、精密加工、先进激光制造等；可为客户提供完整的设备安装，培训，硬件开发，软件开发，系统集成等优质服务。

ALIO六轴位移台Hybrid Hexapod® 重新定义纳米加工和精 准对位贴合技术！自昊量光电推出以来全新的六轴位移台，ALIO Industries的Hybrid Hexapod® 彻底改变了6D运动的方法，并重新定义了运动控制在需要平整度和直线度加上刚度的应用中的作用，如纳米加工和精 准对位贴合技术中的应用。ALIO工业公司总裁Bill Hennessey表示:“在6自由度(6DOF)纳米技术应用领域，Hybrid Hexapod® 技术允许在纳米级精度的运动中提供身体所有6DOF性能的文件证明。因此，它是独 一 无 二的，这是第 一次成为可能。我们现在看到领 先技术研发人员在光学、半导体、制造、计量、激光加工和微加工领域致力于纳米应用，并取得了以前无法企及的成功。”所有的传统六足位移台运动系统都在三维空间内运行，并且在所有的六个自由度上都存在误差。然而，传统六足位移台的运动系统通常只能用单自由度的运动数据来表征。这种做法在几个自由度上留下了误差来源，特别是在平面和直线度方面，这是纳米级别的关键精度需求。所以说，一个传统的六足位移台在测量行程的平整度和直线度时，每轴会损失几十微米的精度。庆幸的是，Hybrid Hexapod® 完全克服了这些问题。Hennessey继续说道:“因为传统六足位移台有六个独立控制的连杆连接在一起，移动一个共同的平台，平台的运动误差将是所有连杆和关节误差的函数。众所周知，传统六足位移台在执行z轴运动时具有最 佳的精度和可重复性，因为所有连杆在相同的相对连杆角上执行相同的运动。然而，当任何其他X、Y、俯仰、偏航或摇摆运动被指令时，由于所有连杆执行不同的运动，传统六足位移台的精度和几何路径性能大幅下降。传统六足位移台的关节不精确，运动控制器无法实现正运动学和逆运动学方程，因此误差的来源更加明显。”Hybrid Hexapod® 由ALIO开发，旨在解决传统传统六足架设计的关键弱点，以及堆叠串行级的弱点，并在运动过程中实现纳米级的精度、可重复性和高完整性的平面和直线度。它采用了一个三脚架平行运动学结构来提供Z平面和尖 端/倾斜运动，集成了一个整体串行运动学结构来进行XY运动。一个旋转平台集成到三脚架的顶部(或下面，根据应用需要)提供360度的连续偏航旋转。在这种混合设计中，每个轴可以定制，提供从毫米到1米以上的行程范围，同时保持纳米级的精度。Hennessey总结道:“让我们看看4K镜头的制造商。典型的4K镜头需要极其高科技的材料技术，精密的组装实践，以及非常复杂的制造工艺和技术。所有方向的公差几乎为零用于制造透镜的制造过程经常会导致误差，这就是为什么它们需要不断的主动对准。 传感器和镜头对齐，多个目标沿着镜头投影到传感器，然后拍摄图像。调制传递函数(MTF)总是由主动对准装置不断监测，以保持每个MTF值在预先确定的范围内。当满足限度时，用紫外光对胶粘剂进行部分固化，然后再进行完全热固化。这确保了在对准镜头和传感器平面时的极端准确性。Hybrid Hexapod® 被证明是这种应用的完美选择，因为它的绝 对重复性和精度可以一次又一次地产生准确的结果。” “必须激励在可能的前沿工作的工程师提出更多要求，因为他们看到这项技术可以实现其他人无法实现的目标，具有促进创新的潜力，并且可以优化制造的效率和成本效益。Hybrid Hexapod® 比传统六足位移台精度高出几个数量级，刚性提高100倍，速度提高30倍，可用工作范围是传统六轴位移台的10倍。 和传统六足设备同类型型号主要参数对比优势关于生产商：ALIO Industries 成立于 2001 年，由一支由杰出工程师组成的无与伦比的团队推动，他们痴迷于纳米级运动控制、客户成功以及尽可能突破感知界限。今天，ALIO非常重视对客户的响应。作为一家公司，我们一直专注于纳米级精度，因此我们拥有声誉、知识库和稳定性，这在需要超精确和可靠的运动控制时是无法比拟的。与 ALIO 作为您的合作伙伴，您将与一个强大、完善、财务稳定、全球认可和受人尊敬的品牌合作，为各种行业领 先客户提供服务。我们培养伙伴关系的基本含义，相信当知识在整个团队中公开共享时，结果总是更好。这也使我们能够创造性地为任何应用找到实用的运动控制解决方案。ALIO 的团队以诚实、正直和热情为特征。我们专注于成功，而不是为了现金流而出售解决方案。这就是性格！这就是为什么我们在纳米级运动控制解决方案领域享有无与伦比的声誉。上海昊量光电作为ALIO在中国大陆地区最 大的代理商，为您提供专业的选型以及技术服务。对于ALIO有兴趣或者任何问题，都欢迎通过电话、电子邮件或者微信与我们联系。 如果您对六轴位移台有兴趣，请访问上海昊量光电的官方网页：https://www.auniontech.com/details-1529.html欢迎继续关注上海昊量光电的各大媒体平台，我们将不定期推出各种产品介绍与技术新闻。关于昊量光电：上海昊量光电设备有限公司是目前国内知 名光电产品专业代理商，也是近年来发展迅速的光电产品代理企业。除了拥有一批专业技术销售工程师之外，还有拥有一支强大技术支持队伍。我们的技术支持团队可以为客户提供完整的设备安装，培训，硬件开发，软件开发，系统集成等工作。秉承诚信、高效、创新、共赢的核心价值观，昊量光电坚持以诚信为基石，凭借高效的运营机制和勇于创新的探索精神为我们的客户与与合作伙伴不断创造价值，实现各方共赢！您可以通过我们昊量光电的官方网站www.auniontech.com了解更多的产品信息，或直接来电咨询4006-888-532。

1.IDS3010激光干涉仪在自动驾驶高分辨调频连续波（FMCW）雷达中的应用自动驾驶是目前汽车工业为前沿和火热的研究，其中可靠和高分辨率的距离测量雷达的开发是尤为重要的。德国弗劳恩霍夫高频物理和雷达技术研究所（Wachtberg，D）Nils Pohl教授和波鸿鲁尔大学（Bochum，D）的研究小组提出了一种全集成硅锗基调频连续波雷达传感器（FMCW），工作频率为224 GHz，调谐频率为52 GHz。通过使用德国attocube公司的皮米精度激光干涉仪FPS1010（新版本为IDS3010），该雷达测量系统在-3.9 um至+2.8 um之间实现了-0.5-0.4 um的超高精度。这种新型的高精度雷达传感器将会应用于许多全新的汽车自动驾驶领域。更多信息请了解:S. Thomas, et al IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 67, 11, (2019)图1.1 紧凑型FMCW传感器的照片图1.2 雷达测距示意图，左边为雷达，右边为移目标，attocube激光干涉仪用来标定测量结果 2. IDS3010激光干涉仪在半导体晶圆加工无轴承转台形变测量上的应用半导体光刻系统中的晶圆轻量化移动结构的变形阻碍了高通吐量的半导体制造过程。为了补偿这些变形，需要的测量由光压产生的形变。来自理工大学荷兰Eindhoven University of Technology 的科学家设计了一种基于德国attocube干涉仪IDS3010的测量结构，以此来详细地研究由光压导致的形变特性。图2.1所示为测量装置示意图，测量装置是由5 x 5 共计25个M12/F40激光探头组成的网格，用于监测纳米的无轴承平面电机内部的移动器变形。实验目的是通过对无轴承平面的力分布进行适当的补偿，从而有效控制转台的变形。实验测得大形变量为544 nm，小形变量为110 nm（如图2.2所示）。更多信息请了解:Measuring the Deformation of a Magnetically Levitated Plate displacement sensor图2.1 左侧为5X5排列探头测量装置示意图，右图为实物图图2.2 无轴承磁悬浮机台形变量的测量结果，大形变量为544 nm 3.IDS3010在提高X射线成像分辨率中的应用在硬X射线成像中，每个探针平均扫描时间的减少对于由束流造成的损伤是至关重要的。同时，系统的振动或漂移会严重影响系统的实时分辨率。而在结晶学等光学实验中，扫描时间主要取决于装置的稳定性。attocube公司的皮米精度干涉仪FPS3010（升后的型号为IDS3010），被用于测量及优化由多层波带片（MZP）和基于MZP的压电样品扫描仪组成的实验装置的稳定性。实验是在德国DESY Photon Science中心佩特拉III期同步加速器的P10光束线站上进行的。attocube公司的激光干涉仪PFS3010用来检测样品校准电机引起的振动和冲击产生的串扰。基于这些测量，装置的成像分辨率被提高到了±10 nm。更多信息请了解:Markus Osterhoff, et at. Proceedings Volume 10389, X-Ray Nanoimaging: Instruments and Methods III 103890T (2017)图3.1 实验得到的系统分辨率结果 4.IDS3010激光干涉仪在微小振动分析中的应用电荷化理论能够描述中性玻色子系统的布洛赫能带，它预言二维量子化的四缘体具有带隙、拓扑的一维边缘模式。全球研究机构苏黎世邦理工大学的Sebastian Huber教授课题组巧妙地利用一种机械超材料结构来模拟二维的拓扑缘体，次在实验上观测到了声子四拓扑缘体。这一具有重要意义的结果时间被刊登在Nature上（doi:10.1038/nature25156）。研究人员通过测试一种机械超材料的体、边缘和拐角的物理属性，发现了理论预言的带隙边缘和隙内拐角态。这为实验实现高维度的拓扑超材料奠定了重要基石。德国attocube公司的激光干涉仪IDS3010被用于超声-空气转换器激励后的机械超材料振动分析。IDS3010能到探测到机械超材料不同位置的微小振动，以识别共振频率。终实现了11.2 pm的系统误差，为声子四拓扑缘体的实验分析提供了有力的支持。更多信息请了解：Marc Serra-Garcia, et al. Nature volume 555, pages 342–345 (2018)图4.1 实验中对对机械超材料微小振动的频率分析5. IDS3010激光干涉仪在快速机床校准中的应用德国亚琛工业大学（Rwth Aachen University，被誉为“欧洲的麻省理工”）机床与生产工程实验室（WZL）生产计量与质量管理主任的研究人员利用IDS3010让机床自动校准成为可能，这又将大的提高机床的加工精度和加工效率。研究人员通过将IDS3010皮米精度激光干涉仪和其他传感器集成到机床中，实现对机床的自动在线测量。这使得耗时且需要中断生产过程的安装和卸载校准设备变得多余。研究人员建立了一个单轴装置的原型，利用IDS3010进行位置跟踪。其他传感器如CMOS相机被用来检测俯仰和偏摆。校准结果与常规校准系统的结果进行了比较，六个运动误差（位置、俯仰、偏摆、Y-直线度、Z-直线度）对这两个系统显示出良好的一致性。值得指出的是，使用IDS3010的总时间和成本显著降低。该装置演示了自动校准机床的个原型，而且自动程序减少了机器停机时间，从而在保持相同的精度水平下大的提高了生产率。更多信息请了解：Benjamin Montavon et al J. Manuf. Mater. Process. 2(1), 14 (2018)图5.1 自动校准激光探头安装示意图6.IDS3010激光干涉仪在工业C-T断层扫描设备中的应用工业C-T断层扫描被广泛用于材料测试和工件尺寸表征。几何测量系统是设计的锥束C-T系统的一大挑战。近期，瑞士联邦计量院（METAS）的科学家采用德国attocube公司的IDS3010皮米精度激光干涉仪用于X射线源、样品和探测器之间的精密位移跟踪。该实验共有八个轴用于位移跟踪。除了测量位移之外，该实验装置还能够进行样品台的角度误差分析。终实现非线性度小于0.1 um，锥束稳定性在一小时内优于10 ppb的高精度工业C-T。更多信息请了解:Benjamin A. Bircher, Felix Meli, Alain Küng, Rudolf Thalmann: "A geometry measurement system for a dimensional cone beam CT", 8th Conference on Industrial Computed Tomography (iCT 2018), At Wels, AU6.1激光干涉仪在系统中的测量定位示意图7.IDS3010激光干涉仪在增材制造3D打印中的应用微尺度选择性激光烧结（u-SLS）是制造集成电路封装构件（如微控制器）的一种创新方法。在大多数的增材制造中需要微米量的精度控制，然而集成电路封装的生产尺寸只有几微米，并且需要比传统的增材制造方法有更小的公差。德克萨斯大学和NXP半导体公司开发了一种基于u-SLS技术的新型3D打印机，用于制造集成电路封装。该系统包括用于在烧结站和槽模涂布台之间传送工件的空气轴承线性导轨。为满足导轨对定位精度高的要求，该系统采用德国attocube公司的皮米精度干涉仪IDS3010来进行位置的跟踪。更多信息请了解：Nilabh K. Roy, Chee S. Foong, Michael A. Cullinan: "Design of a Micro-scale Selective Laser Sintering System", 27th Annual International Solid Freeform Fabrication Symposium, At Austin, Texas, USA 7.1系统示意图，其中激光干涉仪被用作位移的测量和反馈8. IDS3010激光干涉仪在扫描荧光X射线显微镜中的应用在搭建具有纳米分辨率的X射线显微镜时，对系统稳定性提出了更高的要求。在整个实验过程中，必须确保各个组件以及组件之间的热稳定性和机械稳定性。德国attocube的IDS3010激光干涉仪具有优异的稳定性和测量亚纳米位移的能力，在40小时内表现出优于1.25 nm的稳定性，并且在100赫兹带宽的受控环境中具有优于300 pm的分辨率。因此，IDS3010是对上述X射线显微镜装置的所有部件进行机械控制的不二选择，使得整个X射线显微镜实现了40 nm的分辨率，而在数据收集所需的整个时间内系统稳定性优于45 nm。更多信息请了解：Characterizing a scanning fluorescence X ray microscope made with the displacement sensor 8.1荧光X射线显微镜的高分辨成像结果

辩证法中曾经讲过运动是永恒的，静止是相对的。科研实验中的运动与静止也是非常有意思的。2016年2月11日晚，美国激光干涉引力波天文台-LIGO通过观测两个黑洞的碰撞融合过程，宣布并证实了引力波的存在。这一发现了广义相对论实验验证后一块缺失的拼图，其意义之重大也可想而知。 图1 美国激光干涉引力波天文台-LIGO 引力波是什么？现代物理学认为，引力波是一种与电磁波不同的辐射，无法通过电磁辐射直接观测。引力波与宇宙中物质的相互作用是非常微弱的，因此可以传播至很远的宇宙空间。引力波是一种时空涟漪，如同石头被丢进水里产生的波纹一样。黑洞、中子星等天体在碰撞过程中有可能产生引力波。 简单来说，如果把肉眼和光学望远镜比喻成“看”，那么射电望远镜就像是“听”，而引力波就是“感知”。通过涟漪的波动，来反推出核心漩涡的信息。引力波探测是「开眼看」别的提升，使我们终于有能力去探测宇宙原始的“黑暗”。 自从1916年爱因斯坦基于广义相对论预言了引力波的存在，近百年来人们不断尝试在实验上去验证。而实验难的两个部分是对长度测量的精度以及外界震动的干扰。只有实验装置之间近乎理想状态的相对“静止”，才能测出这宇宙间缥缈的“运动”。 经过长期的精心设计，人们在2016年成功利用长距离激光迈克尔逊干涉原理将引力波造成的长度变化放大到测量精度以内。在避免外界震动干扰方面，人们成功利用悬浮加电磁阻尼技术将相距千米的实验装置相对震动降低到了接近理想的“静止”状态。正是实验技术的不断提升，才让科学家完成了人类在宇宙探索上的又一壮举。 图2 Montana全新推出的超高阻尼HILA系统（中间区域采用悬浮加电磁阻尼技术） 目前这一减震技术已经应用在了比较精密的小型实验装置上。美国Montana公司新推出的超高阻尼低温光学恒温器HILA系统就是利用悬浮加电磁阻尼减震技术，成功将震动加速度降低到了1、超精细多功能无液氦低温光学恒温器：http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C122418.htm2、低温热去磁恒温器：http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C201745.htm3、综合物性测量系统：http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C17086.htm4、皮米精度位移激光干涉器：http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C159543.htm更多信息... ...

仪器信息网讯 2011年10月12日上午，美国斯派超公司（Spectro Inc.）携手其中国独家总代理德祥（Tegent），在BCEIA 2011展会现场举行了便携式快速运动粘度计SpectroVisc Q3000新品发布会。美国斯派超、德祥员工及广大用户共同见证了这一重要时刻。 新品发布会现场 德祥大中华区总经理 朱智华先生致辞 　　美国斯派超公司首席执行官Suneet Chadha先生出席了发布会并表示：“美国斯派超公司成立已有近30年时间，其进入中国市场也有15年的时间。此次美国斯派超之所以选择在中国而不是其他地区进行新产品发布，主要是因为我们的合作伙伴德祥以及快速增长的中国市场。” 美国斯派超公司首席执行官Suneet Chadha先生 　　“美国斯派超是目前市场上唯一能够提供全套的‘工业摩擦磨损检测系统’和全套‘油品质量检测系统’的光谱仪厂家。今天，我们要推出的最新产品是便携式快速运动粘度计SpectroVisc Q3000，利用它可以方便的直接到现场进行油品检测。” 美国斯派超Spectro Inc.销售副总裁 Yuegang Zhao先生 　　美国斯派超公司销售副总裁Yuegang Zhao先生介绍了便携式快速运动粘度计SpectroVisc Q3000的主要特点。他表示：“美国斯派超公司未来的发展方向是，把多年来对用于油品分析的实验室仪器方面积累的经验和最细的前沿技术结合，将我们的产品变得更加小巧、便携。几年前，我们就开始推出便携式仪器，并获得了非常好的反应。此次我们推出的便携式快速运动粘度计SpectroVisc Q3000的主要特点包括以下几点： 便携式快速运动粘度计SpectroVisc Q3000 　　(1)小巧轻便。整个产品质量1.8kg，电池充电后可连续工作6小时，可以带到任意现场进行测量。 　　(2)维护使用方便。SpectroVisc Q3000采用了可分裂的样品池(Split Cell Design)专利技术，每次分析后只需打开样品池擦拭干净即可，非常方便。 　　(3)无需溶剂。可以直接通过测量油品在管道内的流动时间来确定其粘度，因而在现场使用非常方便。 　　(4)简单易用。在整个测试中，只需要一键操作，软件就会自动探测油品流动时间，并分析得出其粘度。 　　(5)分析速度快，所需样品量少，每次只需60µ L。 　　(6)SpectroVisc Q3000支持多种语言，包括简体中文。 德祥和美国斯派超公司高层举杯庆祝新产品面世 　　关于美国斯派超Spectro Inc. 　　美国斯派超Spectro Inc. 29年来一直致力于工业摩擦磨损监测系统的研发与生产，凭借优越的技术多年来一直是军方油料分析仪器稳定可靠的供应商，是目前市场上唯一能够提供全套的“工业摩擦磨损检测系统”和全套”油品质量检测系统”的光谱仪厂家。目前，美国斯派超公司用户遍布全世界，包括军队、石化企业、发电厂、矿山、民航、铁路、船运、发动机制造行业、钢铁行业等。 　　关于德祥Tegent 　　作为国内科学仪器行业的领导供应商自1992年创办以来，德祥就一直是实验室及工业检测仪器设备和服务行业的领导供应商，凭借与世界知名科学仪器制造商之间的战略合作关系，以及不断优化的公司自身运作和服务质量，德祥每年都为数以千计的客户提供产品。 　　更多精彩报道，敬请关注仪器信息网“BCEIA 2011网络直播”专题。

背景介绍 载流子之间的相互作用是凝聚态物理学的热门研究和重点关注对象。调控这种相互作用的能力将有望调控复杂的电子相图。近年来，二维莫尔超晶格已经成为量子领域非常具体潜力的一个研发平台。莫尔系统通过调整层扭转角、电场、莫尔载流子浓度和层间耦合，可以实现其物理参数的高度可调。进展概述 近期，Xiaodong XU（美国华盛顿大学）的研究小组报道了光激发可以高度调整莫尔捕获载流子之间的自旋-自旋相互作用，从而产生WS2/WSe2莫尔超晶格中的铁磁有序。该研究中，作者使用了德国attocube公司提供的ANPxyz101系列兼容低温强磁场纳米精度位移台，以确保在低温强磁场环境中精确控制样品位置。文章以《Light-inducedferromagnetism in moirsuperlattices》为题，发表于Nature期刊。 图1显示了丰富的填充因子依赖的磁光响应，在填充因子为&minus 1时，RMCD显示出超顺磁样响应。当空穴掺杂明显减少（见图1e）时，一个磁滞回线开始出现, 这是铁磁性的标志。在&minus 1/3的填充因子（即每3个莫尔晶胞中有一个空穴）附近，随着激子共振激发功率的增加，在磁圆二色性信号中出现了一个明显的磁滞回线。图1. WS2/WSe2异质结中的磁圆二色性随填充因子变化。a) 器件示意图 b) PFM图像，标尺：20 nm c) 反射谱随偏置电压变化 d-e) 磁圆二色（RMCD）随填充因子变化 图2a显示了在1.6K温度与填充因子为-1/3时RMCD信号与激光功率的关系。当功率小于16 nW时，RMCD信号与磁场之间的关系消失，表现为一条无特征的直线。当功率增加到临界阈值以上时，出现一个滞回线。图2b中零磁场下RMCD信号的强度随激光功率的增加而增大，最终达到饱和。在低填充因子下，由于空穴距离更大固有磁相互作用明显较弱。因此，在分数填充因子为&minus 1/3处出现的功率依赖的RMCD响应表明，通过光学诱导的长程自旋-自旋相互作用，出现了铁磁序。磁滞回线宽度对光激发功率的依赖关系可以忽略不计，这意味着在温度远低于居里温度时，磁滞回线宽度主要由磁各向异性决定。如图2c-d所示，随着温度的升高磁滞回线宽度减小，有效的居里温度被确定为8K左右。图2. 在填充因子为-1/3的时候对光致铁磁性的观察。a-b）1.6K温度，不同激光功率下RMCD信号随磁场变化。c-d）磁滞回线宽度与温度的关系，激光功率103 nW 课题组进一步在填充因子为&minus 1/7下进行了温度与激光功率依赖性的RMCD测量（图3）。图3a显示了在不同的激光功率下的测量结果。作者定义了一个临界温度Tc，超过这个温度，RMCD的磁性响应（心跳线形状）就会消失。以253 nW光激发为例，心跳线形状保持强至约40K。为了进一步突出这一效应，图3b中绘制了提取的RMCD信号振幅与激发功率和温度的变化关系。这些数据表明，一旦光激发功率足够大，可以引入磁序，Tc可以从20K左右的调谐到45K。观察到的现象指出了一种机制，其中光激发激子促成了莫尔捕获空穴之间的交换耦合。这种激子促成的相互作用可能比莫尔捕获空穴之间的直接耦合范围更长程，因此即使在稀空穴体系中也会出现磁序。这一发现为莫尔量子物质的丰富的多体哈密顿量增加了一个动态调谐方案。图3. 利用光激发功率和填充因子调节磁态。a-d) RMCD信号强度与磁场、温度、填充因子的关系图 图a-b中填充因子为-1/7 值得指出的是，整个实验都是在低温及强磁场中进行的。这其中关键的设备就是德国attocube公司提供的ANPxyz101系列兼容低温强磁场纳米精度位移台，该位移台能够在极低温环境下提供纳米级的精确位移，成为整个变温及磁场调控过程中精确控制样品位置的关键设备。 attocube公司生产的位移器设计紧凑，体积小巧，种类包括线性XYZ线性位移器、大角度倾角位移器、360度旋转位移器和扫描器，并以稳定而优异的性能，原子级定位精度，纳米位移步长和厘米级位移范围受到科学家的肯定和赞誉。产品广泛应用于普通大气环境和极端环境中，包括超高真空环境(5E-11mbar)、极低温环境（10 mK）和强磁场中（31 T）。图4 attocube低温强磁场位移器，扫描器attocube低温位移台技术特点如下：参考文献：[1]. Xiaodong XU, et al. Light-induced ferromagnetism in moiré superlattices. Nature 604, 468–473 (2022)

近日，中国科学院微小卫星创新研究院发布9项仪器设备采购意向，预算总额达1.72亿元，涉及宽频域高灵敏卫星电磁洁净试验系统、高精载荷在环的超精稳控制验证系统、多光轴高精度对准测量系统、微振动测量与性能验证系统、微弱热弹变形高灵敏测量系统、全生命周期超洁净控制保障系统等，预计采购时间为2024年10月。中国科学院微小卫星创新研究院2024年10月仪器设备采购意向汇总表序号采购项目需求概况预算金额/万元采购时间1高精载荷在环的超精稳控制验证系统本项目建设满足不同类型载荷模拟系统，包含大口径相机图像模拟器、激光链路捕获模拟系统、干涉仪系统和多自由度航天器模拟系统等，模拟包含噪声的载荷输出信号，如图像、转角、距离等信息，经过处理转换成高精度姿态或轨道信息。建设适用于多种载荷的载荷在环超精稳控制器，将载荷信息与传统姿态敏感器测量信息进行融合，计算出相应任务的控制信息，即力或力矩。执行机构测量系统，将测得的力或力矩引入卫星高精度动力学仿真系统，得到相应的姿态及稳定度，最终实现载荷在回路地面半物理条件下超高稳定度控制闭环。19502024年10月2多光轴高精度对准测量系统本系统主要由隔振系统、运动系统与测量系统组成，其中隔振系统为运动与测量系统提供隔振支撑，主要由隔振地基、隔振平台及振动监测系统组成，运动系统主要由直线运动导轨、自准直仪俯仰轴转台、卫星偏航轴转台组成，测量系统主要由多个自准直仪（测量分辨率优于0.01角秒）及水平仪（测量分辨率优于0.2角秒）等构成，结合运动控制软件及测量系统数据采集软件，实现对被测星上设备的光学基准棱镜相对角度的测量。9992024年10月3微振动测量与性能验证系统根据微振动测量与性能验证流程，规划面向大型超稳载荷的微振动测试系统，五大子系统组成如下：1）微振动超静环境子系统；2）多扰源特性测试与分析子系统；3）微振动多功能模拟子系统；4）大型卫星系统级微振动测试子系统；5）微振动一体化仿真子系统。1） 超静微振动环境系统：通过对现有环境系统噪声源更精细化处理，显著降低环境系统噪声，实现10μg环境； 2） 多扰源特性测试与分析系统：基于新的弱力传感器和更高量程力传感器，建立5mN级的干扰力测量系统，满足多扰源的低噪声测试需求； 3） 微振动多功能模拟子系统：通过多轴振动同步控制技术，充分模拟微振动多轴共振环境，进行多工况的微振动模拟；精确模拟在轨无重力环境下微振动干扰工况； 4） 大型卫星系统级微振动测试系统：通过桁架系统和低频双悬吊系统，布置μg级高精度传感器系统和十毫角秒准直测试系统，测试卫星级微振动响应和传递；同时布置高承载气浮控制和主动控制系统，实现2.5t级卫星无重力微振动闭环验证系统的实施； 5） 微振动一体化仿真子系统：通过建立上述四部分过程中的试验数据系统，以及精细模型修正系统，充分的修正卫星微振动传递模型和干扰模型，获得高置信度的在轨仿真结果。39002024年10月4微弱热弹变形高灵敏测量系统包含1）环境保持系统：为高精度热变形测量提供稳定良好的测试环境，为测量过程提供需要的环境温度，同时降低热变形测量过程中的外界振动、环境温度波动、气流扰动等因素对测量结果的影响，是微弱热弹变形高灵敏测量系统的基础。 2）整体位移形面测量系统：用于测量获取不同温度场作用下航天器或关键部组件结构外形变化。可以方便快速的获取结构各个部位的形变情况，用于模型修正和结构构型设计合理性评估。 3）关键点高精度线位移测量系统：用于测量获取不同温度场作用下航天器或关键部组件关键点的线位移变形。获取满足测量精度要求的线位移变形数据，用于直接评估设计结果的满足度。 4）关键点角变形测量系统：用于测量获取不同温度场作用下航天器或关键部组件关键点的角变形。获取满足测量精度要求的角变形数据，用于直接评估设计结果的满足度。 5）高精度温度场测量系统：用于测量获取测试过程中航天器或关键部组件的温度场变化以及稳定后的温度场分布。确定温度场平稳时间、评估最终加载温度场有效性，同时获取温度场用于模型修正和设计方案优化。9102024年10月5超稳温度控制试验验证系统包含1）高精度测温系统 由精密驱动电源输出的驱动电压加载于高精度测温电路，该电路由精密分压电阻和高灵敏度热敏电阻构成，通过封闭处理后放置于精密恒温槽内以抑制元器件的温度漂移。热敏电阻上的微小分压信号通过锁相放大器滤除信号源的固有噪声后，放大信号输入高性能ADC，最后输出的信号转换成分辨率优于10μK的温度读数。2）超稳热试验环境系统 超稳热环境试验系统由有源控温区、无源控温区和热屏蔽通道组成，如下图所示。对热阻尼层1进行主动控温，控温精度优于10mK量级，通过热阻尼层1与热阻尼层2间被动阻尼的设计，最终实现内部热沉温度稳定度满足10mK级精度。此外，无源测试对象和有源测试对象间设计有数据传输通道，通道内温度稳定度的优于1mK。3）高效传热系统 ①先进热管传热系统 实验系统主要由环路热管、加热系统、冷却系统、图像采集系统和数据采集系统组成。环路热管由蒸发器、补偿器、气体管路、液体管路和冷凝器组成，利用内部工质在蒸发器中蒸发并转移到冷凝段冷凝后，通过毛细芯将液体抽吸回流至蒸发段进行循环并传递热量。加热系统和冷却系统用于模拟星上的热端和冷端的换热条件。先进热管实验系统中设置局部可视化窗口并采用高速摄像机内部的流态进行采集和分析。气体管路和液体管路布置压力测点对流动压降进行测试，在蒸发器和冷凝器进出口布置温度测点对环路热管传热性能进行测试，得到热管的流动和传热性能。在保证环路热管高效的流动和传热性能的基础上，开展环路热管气体管路和液体管路的柔性管段与可展开式辐射器之间的集成，并进一步进行传热性能和寿命测试。②泵驱微通道两相传热系统 泵驱微通道两相传热系统开发平台的工作主要包括：基于仿真模拟对微通道的尺寸结构等进行优化分析，得到设定工况下的微通道散热器内流道的分布、数量、宽度和高度等结构设计的优选方案，并搭建微通道流动沸腾散热性能测试实验系统，完成微通道两相流系统的测试验证。7102024年10月6全生命周期超洁净控制保障系统超高洁净度AIT保障子系统是为卫星研制及在轨防污染提供全方位全流程的服务保障，需要从星上原材料控制、组件生产加工及清洁到卫星整星级AIT过程进行监控，实现卫星全流程的防污染控制。其需要从AIT洁净厂房建设、污染监控及检测能力及材料控制能力等方面进行管控。超高洁净AIT保障子系统，具有如下功能： 设备、人员：采用“逐次逼近，层层嵌套”的设计思路，经过三级净化专用通道进入千级环境，千级环境设备、人员严格控制：结构件、多层：在十万级环境下进行初步清洁静置，在万级下清洗除气，在千级环境下加工存储； 高洁净卫星材料专用除气设备：满足实时监测污染物出气率实时监测功能； 污染物监测功能：具备量化检测航天器材料表面颗粒物和分子污染物沉积相关技术指标的技术能力。11402024年10月7低噪声复杂耦合磁洁净测试系统高磁洁净度测试与试验系统主要包括测试场地、测试设备。试验设备主要包括精确磁补偿与充退磁装置、交流低频磁场测量装置、多磁偶极矩测量装置、无磁转台与转运装置、磁测设备标定装置、环境磁场监测装置、增强现实辅助测试装配装置、同心三轴磁测装置。17802024年10月8宽频域高灵敏卫星电磁洁净试验系统系统由高精度快速EMC仿真设计平台、超高电磁洁净度EMC/EMI测试暗室、超大静区紧缩场天线辐射特性测试暗室三大部分构成。系统主要具备如下功能： 1）基于集群计算的单机及整星级高精度快速EMC及天线电磁辐射的仿真设计，结合实测数据外推及局部物理验证手段进行低频段天线或载荷电磁辐射表征分析能力。 2）高灵敏度的EMC/EMI测试 提供高精度的星上载荷与平台的单机级与卫星整星级的EMC/EMI测试能力。依据军国标151B-2013及卫星对星上载荷与单机EMC/EMI的要求，提供CE101，CE102，CS101， CS106，CS109，CS114，CS115，CS16，RE101, RE102，RS101及RS103检测能力。特别针对未来超长波天文观察卫星（DSL）等对电磁洁净度有极高要求的科学卫星提供高电磁洁度的测量能力。 3）天线辐射特性测试 提供宽频域（0.4~60GHz,后期可拓展至110GHz）, 大测试静区（最大达4.5米）的整星天线辐射方向下图测试能力，可实现单天线及整星状态下天线辐射方向下图测试、增益测试、圆极化轴比测试、相位中心测试以及通信载荷的 EIRP与G/ T值等通信性能的测试。40302024年10月9基于局部物理验证的全维数字化性能评估子平台该平台主要围绕基于局部物理验证的MBSE系统工程开展的针对复杂化高精度航天器进行仿真和设计能力提升，拟提升航天器系统设计过程中的多物理场协同设计以及全链路误差分析等方面的能力。该子平台重点建设高复杂度MBSE、基于局部物理验证的全链路误差和噪声仿真、硬件支撑平台。通过该项目的建设，通过基于数字化的MBSE技术初步实现全链路误差模型的仿真及分析能力，迭代周期缩短一半的水平。1）面向多学科高复杂度MBSE附属软件 实现面向超净超稳超精航天器解决方案域以及系统架构搭； 具备外部软件协同计算分析能力； 覆盖航天器系统级到部件级力、热、电、磁、动力学模型涵盖。 2）基于局部物理验证的航天器全链路误差和噪声仿真系统 通过局部物理验证实现：探测器-有效载荷-航天器-任务效能的全链路噪声动态闭环仿真； 构建局部物理验证信息管理平台； 构建支持物理模拟仿真信息； 构建数字卫星交付能力。17842024年10月

近日，中国科学院沈阳自动化研究所智能检测与装备研究室IDE团队在国家重点研发计划项目的支持下，经过艰苦攻关，创新性提出了高负载大可变量程的大型圆柱度测量新方法，并依此方法研发了大型圆柱度测量仪。大型零件圆柱度测量仪样机圆柱度是精密回转类零件重要的精度指标之一。目前，圆柱度测量仪大多通过接触式传感器获取被测目标信息，采用精密转台回转的方式实现测量，如英国Talyrond公司研制的最大测量直径达1.6米的1600型圆柱度测量仪。接触式传感器的可形变量极小，在圆柱度测前定心调整过程中，大偏心距累积的运动定位误差极易超出传感器的极限行程而造成传感器损坏。受被测对象的尺寸、重量及高精密转台的制造技术等因素的影响，过大的载荷将严重影响精密轴系的回转精度，所产生的随机误差难以通过算法有效补偿，无法满足大型工件的高精度测量需求。对于直径超过2米的大型轴承套圈，由于零件尺寸巨大、圆柱度测量精度要求高以及测量环境的局限性，现有的接触式传感器与转台回转的测量方式难以满足其测量要求。因此，亟需研究针对大型回转类零件圆柱度的现场快速精密测量方法及相应的评定技术。沈阳自动化所智能检测与装备研究室IDE团队提出的高负载大可变量程的大型圆柱度测量新方法采用具有精密、隔震等特性的气浮驱动技术，配合精密耦件，通过测前快速自适应偏置调整技术实现工件测前自动定心，采用精密测头回转的方式快速获取有效测量信息。在测量原理方面，提出了更完善的圆柱度测量模型及误差分离算法，测前定心与实际测量采用分立的运动控制系统，既解决了大型工件的载荷问题，又能够通过模型参数拟合的方式实现偏心、测量线偏置、被测圆柱轴倾斜等误差的精准分离；测量系统采用对称式双测头测量方案，综合了非接触式位移传感器安全、柔性的特点与接触式位移传感器精密、可靠的特性。本方法的提出突破了传统测量方法在大型圆柱度测量过程中的局限性，实现了大型回转类零件圆柱度测前自适应偏置调整和现场快速精密测量。目前，该研发团队已完成大型圆柱度测量仪原理样机的研发工作，并在《光学精密工程》《中国激光》等高质量期刊发表相关论文2篇，申请发明专利4项。经过国家权威计量专家及天津计量院的检定，大型圆柱度测量仪样机的回转精度为42.6nm，Z向导轨精度139nm/100mm，最大测量直径为2500mm，且其测量范围可根据使用需求进一步拓展。这意味着该原理样机的核心技术指标已达到国内领先、国际先进水平。本项目的实施将进一步夯实我国大型轴承及以大型轴承为核心基础部件的高端装备的制造技术基础，填补直径大于2米的大型轴承圆柱度测量仪的国内空白，掌握大型圆柱度测量仪的核心技术，提高轴承及相关行业的自主创新能力，为我国高铁、风电和高档数控机床等高端装备制造业的进一步发展提供保障能力，对我国从制造大国迈向制造强国，具有重要的现实意义和巨大的社会经济效益。

我国首个“国家运动营养测试研究中心”和国家体育总局运动营养重点实验室同时落户国家体育总局运动医学研究所，这一国家体育总局与科技部加强合作，加快体育科技发展的重要举措，将在保证我国竞技体育需求的基础上，积极服务全民体质提高。 　　科技部条财司副司长吴学梯、总局科教司司长蒋志学、运动医学研究所所长李国平共同为研究中心和实验室揭牌。蒋志学透露，该实验室设备先进、科技服务能力强、管理和技术能力达到ISO17025检测和校准类实验室国际标准。 　　李国平说：“在这个我国唯一的国家级运动营养学术技术平台上，我们将把新型营养恢复措施、分析测试方法的研究应用，营养品功效评价与管理、运动营养师培训与管理作为重点工作内容，当好运动营养科技国家队这个角色。” 　　吴学梯表示，日前科技部和体育总局根据国际惯例和实际工作需要，将原“国家兴奋剂及运动营养测试研究中心”分为国家兴奋剂检测研究中心和国家运动营养测试研究中心。希望把该中心建设成为运动营养相关测试技术与方法的研究中心、运动营养及相关产品的分析测试服务中心、运动营养师和运动营养检测专业人员的培训中心。

研究背景 驱动工程行业中的部件需要测试多种机械特性，例如，需要检查齿轮箱的长期平滑度、同步性、齿隙、扭转刚度、摩擦行为和机械弹性[1,2]。测试实验室通常配备各种测试台，以便于在接近真实世界的条件下分析齿轮，确定并确保其技术特性。 WITTENSTEIN alpha是attocube母公司WITTENSTEN SE的战略业务部门，负责精度需求超高的机电伺服驱动系统的开发和机械生产。WITTENSTEIN在垂直线性运动测试台上使用了attocube的皮米精度激光干涉仪-IDS3010。IDS3010能够提供皮米分辨率，1MHz的数据输出，可有效帮助测试齿轮齿条传动系统中行星齿轮箱机械参数的长期稳定性。 实验装置 试验台包含沿垂直轴移动的400 kg负载质量。该负载与齿轮齿条系统相连，齿轮齿条系统由WITTENSTEIN alpha齿轮箱和伺服电机驱动组成。传统的玻璃标尺在精度、灵活性和检测高频振动方面十分受限，无法收集该测试台所需的所有数据。为了更好地了解变速箱的性能，需要精度更高且易于集成到现有装置中的设备。皮米精度激光干涉仪-IDS3010具有皮米级精度、紧凑的传感器头和模块化设计、通过光纤传输激光等特性，工程师将其集成到装置中并实现了快速安装和快速对齐。在开始整合两小时内，使用IDS3010在整个0.747米的工作范围内完成了测量。图1显示了测试台，包括安装在400 kg重量上的角锥棱镜和M12/C7.6准直传感器头，同时以1 MHz带宽从IDS3010读取模拟Sin/Cos数据。 Figure 1: Test bench for mechanical load tests of a gearbox 测试结果分析 图2显示了工作范围内几个周期的位移数据。如下图（a）所示，循环结果接近正弦曲线；图（b）是运动的转折点放大的曲线数据。高分辨率位移数据为同步和传动误差的齿轮箱行为提供了新证据。探索纳米级细节的能力为频率和运动分析提供了新的机会。通过IDS3010和进一步优化，可以可视化完成行星齿轮箱中单齿的影响。此外，如图（e）所示，两种方法的差异表明，玻璃尺读数提供的测量数据准确性较差。两个信号之间差异的周期性明显，表明不是由于噪声或变化造成的数据误差，而是因为玻璃尺编码器位于远离感兴趣的测量点和玻璃刻度不精确。此外，IDS3010及其光学组件具有更明显的优点，例如紧凑的传感器头和质量可忽略的角锥棱镜。 Figure 2: Displacement data of the weight moved by the gearbox. (a) shows the position of the mass that was measured with the IDS3010. (b) is a 160 000 times magnified segment of a) to show the precision of the interferometric measurement. (c) is the speed measurement of the weight movement obtained from the data of a). (d) is the same measurement as a) but with an optical linear encoder – which looks similar until one looks at the detail of the difference – asseen in plot (e).结论 综上所述，IDS3010提高了测试台的精度和分辨率。基于激光的测量和小型化组件对无限接近感兴趣的点进行测量成为可能，且不会影响整个装置的运动行为。这使得测试和开发工程师能够确定更多无法使用玻璃尺检测到的机械和摩擦现象。此外，IDS3010紧凑的设计、易于安装和快速对准的特性，允许在一个实验室内的多个测试台上灵活应用和集成。由于IDS3010可测量长达5米的工作距离，多达三个的光轴，因此干涉仪也可用于更大的测试台。 References [1] R. Russo, R. Brancati, E. Rocca: “Experimental investigations about the influence of oil lubricant between teeth on the gear rattle phenomenon”, Journal of Sound and Vibration, Volume 321, Issues 3-5, 2009, Pages 647-661.[2] Y. Chen, A. Ishibashi: “Investigation of the Noise and Vibration of Planetary Gear Drives”, GEAR TECHNOLOGY, Jan/Feb 2006.相关产品1、皮米精度激光干涉仪-IDS3010

近期，中国科学院沈阳自动化研究所智能检测与装备研究室IDE团队在国家重点研发计划项目的支持下，经过艰苦攻关，创新性提出了高负载大可变量程的大型圆柱度测量新方法，并依此方法研发了大型圆柱度测量仪。　　圆柱度是精密回转类零件重要的精度指标之一。目前，圆柱度测量仪大多通过接触式传感器获取被测目标信息，采用精密转台回转的方式实现测量，如英国Talyrond公司研制的最大测量直径达1.6米的1600型圆柱度测量仪。接触式传感器的可形变量极小，在圆柱度测前定心调整过程中，大偏心距累积的运动定位误差极易超出传感器的极限行程而造成传感器损坏。受被测对象的尺寸、重量及高精密转台的制造技术等因素的影响，过大的载荷将严重影响精密轴系的回转精度，所产生的随机误差难以通过算法有效补偿，无法满足大型工件的高精度测量需求。对于直径超过2米的大型轴承套圈，由于零件尺寸巨大、圆柱度测量精度要求高以及测量环境的局限性，现有的接触式传感器与转台回转的测量方式难以满足其测量要求。因此，亟需研究针对大型回转类零件圆柱度的现场快速精密测量方法及相应的评定技术。　　沈阳自动化所智能检测与装备研究室IDE团队提出的高负载大可变量程的大型圆柱度测量新方法采用具有精密、隔震等特性的气浮驱动技术，配合精密耦件，通过测前快速自适应偏置调整技术实现工件测前自动定心，采用精密测头回转的方式快速获取有效测量信息。在测量原理方面，提出了更完善的圆柱度测量模型及误差分离算法，测前定心与实际测量采用分立的运动控制系统，既解决了大型工件的载荷问题，又能够通过模型参数拟合的方式实现偏心、测量线偏置、被测圆柱轴倾斜等误差的精准分离；测量系统采用对称式双测头测量方案，综合了非接触式位移传感器安全、柔性的特点与接触式位移传感器精密、可靠的特性。本方法的提出突破了传统测量方法在大型圆柱度测量过程中的局限性，实现了大型回转类零件圆柱度测前自适应偏置调整和现场快速精密测量。大型零件圆柱度测量仪样机　　目前，该研发团队已完成大型圆柱度测量仪原理样机的研发工作，并在《光学精密工程》《中国激光》等高质量期刊发表相关论文2篇，申请发明专利4项。经过国家权威计量专家及天津计量院的检定，大型圆柱度测量仪样机的回转精度为42.6nm，Z向导轨精度139nm/100mm，最大测量直径为2500mm，且其测量范围可根据使用需求进一步拓展。这意味着该原理样机的核心技术指标已达到国内领先、国际先进水平。本项目的实施将进一步夯实我国大型轴承及以大型轴承为核心基础部件的高端装备的制造技术基础，填补直径大于2米的大型轴承圆柱度测量仪的国内空白，掌握大型圆柱度测量仪的核心技术，提高轴承及相关行业的自主创新能力，为我国高铁、风电和高档数控机床等高端装备制造业的进一步发展提供保障能力，对我国从制造大国迈向制造强国，具有重要的现实意义和巨大的社会经济效益。

5月25日至26日，由通辽市总工会、内蒙古公司工会主办，扎哈淖尔煤业公司、培训中心和蒙东协合新能源公司承办的国家电投集团内蒙古能源有限公司（以下简称“内蒙古公司”）第四届职工技术运动会暨燃料采制化、风电运检技术竞赛，在扎哈淖尔煤业公司举行。作为燃料采制化竞赛唯一指定服务商，三德科技提供了全套赛用设备（量热仪、定硫仪、马弗炉、采/制样设备）及技术支持，所有设备均零故障服务赛事。 燃料采制化竞赛分理论考试和实际操作两大部分，其中实际操作主要为发热量、全硫和挥发分测定、采/制样操作五个项目。比赛过程中，三德科技提供的赛用设备运行稳定，为大赛的顺利进行提供了有力保障，得到了参赛选手、主办方领导及专家的一致好评。 图为参赛选手使用SDC量热仪进行发热量测定 图为参赛选手使用SDS定硫仪进行全硫测定 图为参赛选手使用SDMF300马弗炉进行挥发分测定 图为采样竞赛现场 图为参赛选手操作三德科技制样设备 据悉，来自国电投集团14家单位、24个代表队、71名选手参赛，最终共评选出燃料采制样、化验、采制化技术状元3名、技术能手9名、优胜团体5个；风电运检技术状元1名、技术能手9名、优胜团体5个；通辽发电总厂刘宪民、扎哈淖尔煤业公司张晶、南露天煤矿畅俊虎、蒙东协合新能源公司马云龙荣获通辽市五一劳动奖章荣誉称号。

紫外吸收光谱UV 　　分析原理：吸收紫外光能量，引起分子中电子能级的跃迁 　　谱图的表示方法：相对吸收光能量随吸收光波长的变化 　　提供的信息：吸收峰的位置、强度和形状，提供分子中不同电子结构的信息 　　荧光光谱法FS 　　分析原理：被电磁辐射激发后，从最低单线激发态回到单线基态，发射荧光 　　谱图的表示方法：发射的荧光能量随光波长的变化 　　提供的信息：荧光效率和寿命，提供分子中不同电子结构的信息 　　红外吸收光谱法IR 　　分析原理：吸收红外光能量，引起具有偶极矩变化的分子的振动、转动能级跃迁 　　谱图的表示方法：相对透射光能量随透射光频率变化 　　提供的信息：峰的位置、强度和形状，提供功能团或化学键的特征振动频率 　　拉曼光谱法Ram 　　分析原理：吸收光能后，引起具有极化率变化的分子振动，产生拉曼散射 　　谱图的表示方法：散射光能量随拉曼位移的变化 　　提供的信息：峰的位置、强度和形状，提供功能团或化学键的特征振动频率 　　核磁共振波谱法NMR 　　分析原理：在外磁场中，具有核磁矩的原子核，吸收射频能量，产生核自旋能级的跃迁 　　谱图的表示方法：吸收光能量随化学位移的变化 　　提供的信息：峰的化学位移、强度、裂分数和偶合常数，提供核的数目、所处化学环境和几何构型的信息 　　电子顺磁共振波谱法ESR 　　分析原理：在外磁场中，分子中未成对电子吸收射频能量，产生电子自旋能级跃迁 　　谱图的表示方法：吸收光能量或微分能量随磁场强度变化 　　提供的信息：谱线位置、强度、裂分数目和超精细分裂常数，提供未成对电子密度、分子键特性及几何构型信息 　　质谱分析法MS 　　分析原理：分子在真空中被电子轰击，形成离子，通过电磁场按不同m/e分离 　　谱图的表示方法：以棒图形式表示离子的相对峰度随m/e的变化 　　提供的信息：分子离子及碎片离子的质量数及其相对峰度，提供分子量，元素组成及结构的信息 　　气相色谱法GC 　　分析原理：样品中各组分在流动相和固定相之间，由于分配系数不同而分离 　　谱图的表示方法：柱后流出物浓度随保留值的变化 　　提供的信息：峰的保留值与组分热力学参数有关，是定性依据 峰面积与组分含量有关 　　反气相色谱法IGC 　　分析原理：探针分子保留值的变化取决于它和作为固定相的聚合物样品之间的相互作用力 　　谱图的表示方法：探针分子比保留体积的对数值随柱温倒数的变化曲线 　　提供的信息：探针分子保留值与温度的关系提供聚合物的热力学参数 　　裂解气相色谱法PGC 　　分析原理：高分子材料在一定条件下瞬间裂解，可获得具有一定特征的碎片 　　谱图的表示方法：柱后流出物浓度随保留值的变化 　　提供的信息：谱图的指纹性或特征碎片峰，表征聚合物的化学结构和几何构型 　　凝胶色谱法GPC 　　分析原理：样品通过凝胶柱时，按分子的流体力学体积不同进行分离，大分子先流出 　　谱图的表示方法：柱后流出物浓度随保留值的变化 　　提供的信息：高聚物的平均分子量及其分布 　　热重法TG 　　分析原理：在控温环境中，样品重量随温度或时间变化 　　谱图的表示方法：样品的重量分数随温度或时间的变化曲线 　　提供的信息：曲线陡降处为样品失重区，平台区为样品的热稳定区 　　热差分析DTA 　　分析原理：样品与参比物处于同一控温环境中，由于二者导热系数不同产生温差，记录温度随环境温度或时间的变化 　　谱图的表示方法：温差随环境温度或时间的变化曲线 　　提供的信息：提供聚合物热转变温度及各种热效应的信息 　　TG-DTA图 　　示差扫描量热分析DSC 　　分析原理：样品与参比物处于同一控温环境中，记录维持温差为零时，所需能量随环境温度或时间的变化 　　谱图的表示方法：热量或其变化率随环境温度或时间的变化曲线 　　提供的信息：提供聚合物热转变温度及各种热效应的信息 　　静态热―力分析TMA 　　分析原理：样品在恒力作用下产生的形变随温度或时间变化 　　谱图的表示方法：样品形变值随温度或时间变化曲线 　　提供的信息：热转变温度和力学状态 　　动态热―力分析DMA 　　分析原理：样品在周期性变化的外力作用下产生的形变随温度的变化 　　谱图的表示方法：模量或tg&delta 随温度变化曲线 　　提供的信息：热转变温度模量和tg&delta 　　透射电子显微术TEM 　　分析原理：高能电子束穿透试样时发生散射、吸收、干涉和衍射，使得在相平面形成衬度，显示出图象 　　谱图的表示方法：质厚衬度象、明场衍衬象、暗场衍衬象、晶格条纹象、和分子象 　　提供的信息：晶体形貌、分子量分布、微孔尺寸分布、多相结构和晶格与缺陷等 　　扫描电子显微术SEM 　　分析原理：用电子技术检测高能电子束与样品作用时产生二次电子、背散射电子、吸收电子、X射线等并放大成象 　　谱图的表示方法：背散射象、二次电子象、吸收电流象、元素的线分布和面分布等 　　提供的信息：断口形貌、表面显微结构、薄膜内部的显微结构、微区元素分析与定量元素分析等 　　原子吸收AAS 　　原理：通过原子化器将待测试样原子化，待测原子吸收待测元素空心阴极灯的光，从而使用检测器检测到的能量变低，从而得到吸光度。吸光度与待测元素的浓度成正比。 　　(Inductivecouplinghighfrequencyplasma)电感耦合高频等离子体ICP 　　原理：利用氩等离子体产生的高温使用试样完全分解形成激发态的原子和离子，由于激发态的原子和离子不稳定，外层电子会从激发态向低的能级跃迁，因此发射出特征的谱线。通过光栅等分光后，利用检测器检测特定波长的强度，光的强度与待测元素浓度成正比。 　　X-raydiffraction,x射线衍射即XRD 　　X射线是原子内层电子在高速运动电子的轰击下跃迁而产生的光辐射，主要有连续X射线和特征X射线两种。晶体可被用作X光的光栅，这些很大数目的原子或离子/分子所产生的相干散射将会发生光的干涉作用，从而影响散射的X射线的强度增强或减弱。由于大量原子散射波的叠加，互相干涉而产生最大强度的光束称为X射线的衍射线。 　　满足衍射条件，可应用布拉格公式：2dsin&theta =&lambda 　　应用已知波长的X射线来测量&theta 角，从而计算出晶面间距d，这是用于X射线结构分析 另一个是应用已知d的晶体来测量&theta 角，从而计算出特征X射线的波长，进而可在已有资料查出试样中所含的元素。 　　高效毛细管电泳(highperformancecapillaryelectrophoresis，HPCE) 　　CZE的基本原理 　　HPLC选用的毛细管一般内径约为50&mu m(20～200&mu m)，外径为375&mu m，有效长度为50cm(7～100cm)。毛细管两端分别浸入两分开的缓冲液中，同时两缓冲液中分别插入连有高压电源的电极，该电压使得分析样品沿毛细管迁移，当分离样品通过检测器时，可对样品进行分析处理。HPLC进样一般采用电动力学进样(低电压)或流体力学进样(压力或抽吸)两种方式。在毛细管电泳系统中，带电溶质在电场作用下发生定向迁移，其表观迁移速度是溶质迁移速度与溶液电渗流速度的矢量和。所谓电渗是指在高电压作用下，双电层中的水合阴离子引起流体整体地朝负极方向移动的现象 电泳是指在电解质溶液中，带电粒子在电场作用下，以不同的速度向其所带电荷相反方向迁移的现象。溶质的迁移速度由其所带电荷数和分子量大小决定，另外还受缓冲液的组成、性质、pH值等多种因素影响。带正电荷的组份沿毛细管壁形成有机双层向负极移动，带负电荷的组分被分配至毛细管近中区域，在电场作用下向正极移动。与此同时，缓冲液的电渗流向负极移动，其作用超过电泳，最终导致带正电荷、中性电荷、负电荷的组份依次通过检测器。 　　MECC的基本原理 　　MECC是在CZE基础上使用表面活性剂来充当胶束相，以胶束增溶作为分配原理，溶质在水相、胶束相中的分配系数不同，在电场作用下，毛细管中溶液的电渗流和胶束的电泳，使胶束和水相有不同的迁移速度，同时待分离物质在水相和胶束相中被多次分配，在电渗流和这种分配过程的双重作用下得以分离。MECC是电泳技术与色谱法的结合，适合同时分离分析中性和带电的样品分子。 　　扫描隧道显微镜(STM) 　　扫描隧道显微镜(STM)的基本原理是利用量子理论中的隧道效应。将原子线度的极细探针和被研究物质的表面作为两个电极，当样品与针尖的距离非常接近时(通常小于1nm)，在外加电场的作用下，电子会穿过两个电极之间的势垒流向另一电极。这种现象即是隧道效应。 　　原子力显微镜(AtomicForceMicroscopy，简称AFM) 　　原子力显微镜的工作原理就是将探针装在一弹性微悬臂的一端，微悬臂的另一端固定，当探针在样品表面扫描时，探针与样品表面原子间的排斥力会使得微悬臂轻微变形，这样，微悬臂的轻微变形就可以作为探针和样品间排斥力的直接量度。一束激光经微悬臂的背面反射到光电检测器，可以精确测量微悬臂的微小变形，这样就实现了通过检测样品与探针之间的原子排斥力来反映样品表面形貌和其他表面结构。 　　俄歇电子能谱学(Augerelectronspectroscopy)，简称AES 　　俄歇电子能谱基本原理：入射电子束和物质作用，可以激发出原子的内层电子。外层电子向内层跃迁过程中所释放的能量，可能以X光的形式放出，即产生特征X射线，也可能又使核外另一电子激发成为自由电子，这种自由电子就是俄歇电子。对于一个原子来说,激发态原子在释放能量时只能进行一种发射：特征X射线或俄歇电子。原子序数大的元素，特征X射线的发射几率较大，原子序数小的元素，俄歇电子发射几率较大，当原子序数为33时，两种发射几率大致相等。因此，俄歇电子能谱适用于轻元素的分析。

运动粘度测定仪适用于测定液体石油产品的运动粘度。运动粘度表示液体在重力作用下流动时内摩擦力的量度，其值为相同温度下的动力粘度与其密度之比。是对油品等级及质量鉴别的重要理化性能指标之一。在实际应用中，选择合适粘度的润滑油品，可以保证机械设备正常、可靠地工作。运动粘度测定仪适应标准：GB/T265-88应用领域：1、电力、石油、化工、环保及科研部门 2、需测定石油产品运动特性的油品。3、对油品的运动粘度粘数常规使用注意事项和特性粘数的测试。仪器特点1、电脑控温、计时、恒温、水浴等部分组成。 恒温浴为小缸体圆缸、双层、浴内温度分布均匀，控温效果优良。2、液晶屏幕中文显示，人机对话界面，对预置温度、试验时间等参数，菜单提示式输入，执行元件采用 SSR，其特点无触点，无动作噪声，无火花，耐振动，长寿命。3、加热器及导流筒等浴内部件采用不锈钢制作，耐腐耐用。4、采用有光源，光线亮度好，节能寿命长。5、自动计算毛细管常数与测试时间平均值的乘积；控温精度高，准确度好。6、可以计时试样运动时间，自动计算运动粘度的最终结果。

在刚闭幕的温哥华奥运会上，试想有多少运动员需要进行兴奋剂检测。虽然人体内存在多种其他化合物，但难以置信的是，我们可以利用LC-MS/MS选择性地确定痕量级化合物的存在。 　　有时无法直接观察到违禁药物，因此，德国体育大学的Sven Guddat及其同事们采用了Thermo Fisher Scientific的设备。左下方的LC-MS/MS谱图显示了去氢甲睾酮的一种长寿命代谢物的m/z 299&rarr 269定量离子对的谱峰。该代谢物存在寿命非常长，所以发现者将其命名为&ldquo 守夜者&rdquo &mdash 一位防止不法行为的保安人员。 　　唯一的麻烦是，体育运动管理机构需要确认违禁药物的存在。在本例中，确认离子被运动员体内的其他物质遮蔽，请看左图显示的m/z 299&rarr 121 和 m/z 299&rarr 147。这些干扰是被有意放置的吗?不可能，但是这个问题留待法院去判决。作为解决方案提供商，我们只关注如何去除这些干扰。 　　去除干扰是FAIMS的能力。试想如果这篇文章背景干扰很高，阅读文章就会非常困难，甚至会失去一部分原意。右方谱图显示利用LC-FAIMS-MS/MS去除了干扰，在运动员的尿液中发现并确认了&ldquo 守夜者&rdquo 的存在。 　　您是否愿意检测更多物质?FAIMS是一种可用于LXQ, LTQ, LCQ Fleet, TSQ, LTQ-Orbitrap 和 LTQ-FT 仪器的关键配置。FAIMS可以帮助您寻找下一个客户。 (www.drugtestinganalysis.com) DOI 10.1002/data.73 FAIMS在运动药物合成雄性激素类固醇检测中的应用 Sven Guddat, Mario Thevis, James Kapron, Andreas Thomas和Wilhelm Schä nzer 采用质谱识别合成雄性激素类固醇对标准的兴奋剂控制方法提出了挑战。为了揭示服用兴奋剂的违禁行为，必须确认ppm范围内，痕量级合成雄性激素类固醇的存在。利用LC-FAIMS-MS/MS分析了包括表群勃龙、去氢甲睾酮代谢物（17&beta -羟甲基-17&alpha -甲基-18-norandrost-1,4,13-三烯-3-酮）、康力龙、16&beta -hydroxystanozolol和4&beta -hydroxystanozolol的人体尿液样品。根据世界反兴奋剂机构（WADA）法规，禁止在体育比赛中使用这些物质。将葡萄糖苷酸水解，并采用液液萃取制备。所有化合物均获得出色的回收率和精密度。获得表群勃龙和去氢甲睾酮代谢物的线性校准结果，并分别在750-1200和100-600 pg/mL的可靠响应范围内获得其浓度信息。评估检测限为25pg/mL（康力龙）、50pg/mL（去氢甲睾酮代谢物，16&beta -hydroxystanozolol）、100pg/mL（4&beta -hydroxystanozolol）和500pg/mL（表群勃龙）。将该试验应用至兴奋剂控制样品。对于所有分析物，LC-FAIMS-MS/MS均可出色地去除干扰，从而有效扩展了给药后的检测时间。 关键词：运动药物检测；FAIMS；合成雄性激素类固醇；LC-FAIMS-MS/MS 关于赛默飞世尔科技（Thermo Fisher Scientific） 赛默飞世尔科技 （Thermo Fisher Scientific)（纽约证交所代码：TMO）是全球科学服务领域的领导者，致力于帮助客户使世界更健康、更清洁、更安全。公司年销售额超过105亿美元，拥有员工约35,000多人，在全球范围内服务超过35万家客户。主要客户类型包括：医药和生物公司，医院和临床诊断实验室，大学、科研院所和政府机构，以及环境与工业过程控制装备制造商等。公司借助于Thermo Scientific和Fisher Scientific这两个主要的品牌，帮助客户解决在分析化学领域所遇到的从常规测试到复杂研发的各种挑战。Thermo Scientific能够为客户提供一整套包括高端分析仪器、实验室装备、软件、服务、耗材和试剂在内的实验室综合解决方案。Fisher Scientific为卫生保健、科学研究、安全和教育领域的客户提供一系列实验室装备、化学药品及其他用品和服务。赛默飞世尔科技将努力为客户提供最为便捷的采购方案，为科学研究的飞速发展不断改进工艺技术，提升客户价值，帮助股东提高收益，为员工创造良好的发展空间。更多信息，请浏览公司网站：www.thermofisher.com （英文）或www.thermo.com.cn（中文）。

尊敬的用户： 大昌华嘉商业(中国)有限公司（DKSH）是美国麦奇克有限公司（Microtrac Inc.）在中国唯一的授权代理商。大昌华嘉公司与美国麦奇克保持着一如既往的良好关系。 近期，用户在国内著名搜索引擎上查找美国麦奇克或麦奇克公司时，出现的相关链接却不是大昌华嘉或美国麦奇克公司，内容完全不符，敬请广大用户和经销商予以仔细留意辨认。如有疑问可致电大昌华嘉公司4008210778 进行核实。 美国麦奇克有限公司（Microtrac Inc.）是世界上最著名的激光应用技术研究和制造厂商，作为激光散射技术研究的先驱，美国麦奇克有限公司经过近半个世纪的不断探索，开发出一代又一代领先行业的激光粒度分析仪。完全符合甚至部分超过ISO 13320-1 激光粒度分析国际标准及21 CFR PART 11 安全要求，并被荣誉的指定为NIST标准物质认证仪器。广泛应用于水泥、磨料、冶金、制药、电子、石化、陶瓷、涂料、炸药等领域，并成为众多行业制定质量监测和控制的分析仪器。 大昌华嘉仪器部专业提供分析仪器及设备，独家代理众多欧美先进仪器，产品范围包括：颗粒，物理，化学，生化，通用实验室的各类分析仪器以及流程仪表设备，在中国的石化，化工，制药，食品，饮料，农业科技等诸多领域拥有大量用户，具有良好的市场声誉。我们的业务逐年增加，市场不断扩大。大昌华嘉公司在中国设有多个销售，服务网点，旨在为客户提供全方位的产品和服务。 美国麦奇克有限公司（Microtrac Inc.）在中国的唯一联系方式：021-53838811，4008210778。中国官方网址：http://www.dksh-instrument.cn/company_page.asp?AID=6美国麦奇克网址：http://www.microtrac.com 大昌华嘉商业（中国）有限公司严正声明2011-8-31

&mdash &mdash 责任与关爱让孩子们健康快乐成长 中国上海，2011年12月19日 &ndash 12月14日，来自上海多所小学的近500名学生在上海瑞可碧橄榄球俱乐部分别举行了足球、板球和棒球冠军联赛，此次活动由赛默飞世尔科技（以下简称：赛默飞）赞助，赛默飞市场总监毛君玲女士给获奖团队颁发奖杯。从2010年11月赛默飞首次资助上海竹林民工子弟小学&ldquo 运动小健将&rdquo （SPORT FOR ALL）项目启动以来，这项旨在帮助小学生开展体育运动、促进身心健康的项目已经运行了整整一年，惠及近2000名来自不同学校的学生，使他们获得了具有国际水准的专业教练的指导，接触到更丰富的体育项目，与国家教委近期推行的&ldquo 小学生阳光体育活动计划&rdquo 的宗旨不谋而合。 &ldquo 运动小健将&rdquo 公益计划是在有责任心的企业的帮助下，利用上海瑞可碧橄榄球俱乐部4万多平方的天然草坪运动场和系统的训练计划，为上海来自于不同社会背景的中小学生提供一个系统体育课程。孩子每周一次两个小时的训练时间，通过不同的游戏学习各种团队运动的基本知识，不但提高了孩子的身体素质，而且有助于性格的塑造，让孩子学会思考，学会团队合作。培养孩子自信的心态并正确看待竞争，努力争取胜利的同时也要坦然面对失败。该俱乐部的教练都是在严格的层层筛选之后招聘过来的体育专业人员，并且要经过至少半年的专业训练，不仅体育技术娴熟，对于安全防范知识以及少年儿童教育也必须熟悉。在赛默飞等企业的责任与关爱下，孩子们在这里体育锻炼完全免费，包括场地、运动器具、运动服装、来回大巴、水等等。孩子们在草地上沐浴着阳光，自由地奔跑，当被问及来锻炼最大的收获是什么的时候，他们异口同声地回答&ldquo 快乐&rdquo ！ 赛默飞赞助这个项目从上海开始，逐渐向其他城市扩展，目前江西已有学校加入，下一步正在考虑扩展至苏州、沈阳、成都等地，这些城市有赛默飞的分公司或工厂，也有一群热心参与公益事业的赛默飞员工。作为全球科学服务领域的领导者，赛默飞始终致力于全面履行社会企业责任，关注社会民生，保障公众健康。本月，因对社会所作的突出贡献，赛默飞荣获&ldquo 2011中国公益奖&rdquo 。 橄榄球比赛 赛默飞市场总监毛君玲女士给获胜队颁奖 学生、教练与赛默飞代表合影 关于赛默飞世尔科技 赛默飞世尔科技（纽约证交所代码： TMO）是科学服务领域的世界领导者。我们致力于帮助我们的客户使世界更健康、更清洁、更安全。公司年销售额接近 110 亿美元，拥有员工约37000人。主要客户类型包括：医药和生物技术公司、医院和临床诊断实验室、大学、科研院所和政府机构，以及环境与工业过程控制行业。借助于Thermo Scientific 和 Fisher Scientific 两个首要品牌，我们将持续技术创新与最便捷的采购方案相结合，为我们的客户、股东和员工创造价值。我们的产品和服务有助于加速科学探索的步伐，帮助客户解决在分析领域所遇到的各种挑战，无论是复杂的研究项目还是常规检测或工业现场应用。 欲了解更多信息，请浏览公司网站：www.thermofisher.cn

11月16日，秋风送爽，丹桂飘香。由聚光科技工会举办的第二届全民运动会在浙江省机电学院体育场、体育馆隆重举行。本次比赛得到了公司全体员工的积极响应，共有10支代表队500余名运动员、200多名观众参加。本次运动会共设包括趣味接力等在内的团体项目5个，个人田径项目5个。　　 　　聚光科技CEO姚纳新先生致辞并宣布运动会正式开幕；出差在外的公司董事长王健先生也发来贺信表示祝贺。　　 　　运动场上激情飞扬，龙腾虎跃。运动员们奋力拼搏，裁判员们认真工作，工作人员积极配合，啦啦队员情绪激昂，将运动会推向了一个个高潮。　　 　　 　　在本次运动会之后，聚光科技还会持续进行篮球、足球、羽毛球、乒乓球等集体项目的角逐。在聚光人的心中，这不仅仅是体育竞技的盛会，更是展示聚光科技员工顽强拼搏、奋勇向前、锐意进取、团结奉献精神的平台。运动员所体现的拼搏精神，与企业艰苦奋斗、顽强拼搏、无私奉献、团结互助的精神一脉相承。相信大家会以 “更快、更高、更强”的奥运精神推动聚光科技又好又快发展。

日前，广东省东莞市宏图仪器有限公司（以下简称“宏图仪器”）参与筹建的冬奥会指定实验室——河北质检（HQI) 冰雪装备检测实验室通过验收，成为2022年冬奥会科普形象展示窗口之一。据悉，该实验室是国内首个服务冬奥会冰雪产业的综合性质检服务平台。　　众所周知，冰雪运动具有一定的专业性，且冬季人体活动灵敏度下降，运动过程中如果不做好防护，更容易发生运动损伤。选择合适的护具可以有效避免运动损伤，从而降低运动危险系数。北京冬奥会带来的冰雪运动热持续升温使得运动护具需求上升。《经济日报》携手京东发布的数据显示，进入2022年以来，冰雪运动装备交易额同比增长135%，其中冰雪运动护具品类交易额增长达41%。业内人士指出，冰雪运动已成为全民健身新时尚，冬奥加持让冰雪运动装备更受欢迎，其中，冰雪运动护具销量的增长也反映出消费者对体育运动中的安全保护意识正不断增强，如何检测护具的保护效果便成了当前行业关注的焦点。　　价格或与安全性成正比　　2月25日，记者浏览电商平台发现，目前市面上冰雪运动护具种类多样，价格在几十元到几千元，对于初入雪场的“小白”来说，选购护具是一道不小的坎。“我在电商平台选购滑雪运动护具的时候发现价格差别很大，很好奇这些产品的差别具体在哪里，一起滑雪的朋友在选护具时也都有这个疑惑。”消费者王女士对记者说。　　对此，记者采访了宏图仪器有限公司总经理李建华，他说：“以头盔为例，目前有3C认证的头盔最低价格在两百元左右，低于这个价格的头盔安全性是没有保障的。在3C认证的基础上，如果头盔使用了碳纤维等特殊材料，可能价格会上升到五百元以上，再往上可能就是品牌因素了。但护膝护肘等冰雪运动护具与头盔不同，目前这个领域存在一些空白，暂时没有3C认证和统一标准。知名品牌的护膝护肘等冰雪运动护具靠运动员背书来证明它的可靠性，因此会在成本里多增加一部分赛事赞助的费用。”专家指出，检测技术与统一标准的空白给消费者选购相关产品增加了一些难度。　　检测方法不完全通用　　那么此前冰雪运动护具是如何检测的呢？　　李建华介绍，在去年的五项冰球运动护具国家标准发布前，国内冰雪运动护具产品标准尚属空白，因而很多企业引用其他运动（如轮滑）的检测方法和检测仪器来检测冰雪运动护具，但实际上，不同运动方式有着很大区别，检测方法并不能完全通用。　　中国文教体育用品协会理事长张培生告诉记者，运动形式决定了护具的技术指标。专业标准工作者依据护具的使用范围、使用环境以及运动类型等因素，将使用情境和性能要求转化为对应的实验方法和技术指标，并通过专用检测设备对技术指标进行检测。比如，轮滑运动中对护膝护肘等护具的耐磨性、冲击强度和韧度就有比较高的要求，而冰球运动是对抗性较强的集体竞技项目，对护具的要求还要有冲击吸收、耐穿透、抗切割、佩戴系统稳定性等更多技术指标。　　记者了解到，目前，宏图仪器已经研发出冰雪运动专用的护具检测仪器。在本次冬奥会开始前，宏图仪器已向国家冰雪实验室交付了四款运动防护测试设备，分别是护膝摩擦试验机、撞击强度试验机、护膝撞击能量吸收试验机和模拟手腕试验机。这四款测试仪器成功交付的背后是专家突破的无数难点。　　“冰雪运动所用的护膝护腕等护具，国内并无相关检测要求及检测设备。”李建华介绍说，“我们查阅了较为严格的欧洲相关标准要求，解读产品关键性能参数及测试要求，组织结构工程师及软件工程师共同开发了护膝护腕类检测设备。以护膝撞击能量吸收试验机为例，在试验时需要仪器模拟出成年人跌倒在雪地硬物上这一情景。通过护膝吸收碰撞能量的数据采集和计算，来评判护膝抗能量缓冲的性能。但要获得准确的测试结果，必须要排除一切干扰因素。”　　“测试设备采用重锤冲击模拟人跌倒时膝盖所受到的冲击，然而在测试重锤下落过程中，受到空气阻力和摩擦力的影响难免会损耗一部分能量。为了保证数据的准确性，如何将损耗能量控制在标准范围内便成了研发工作组必须攻克的难点。”李建华对记者说，“在进行大量自由落体实验后，我们选择使用一种特殊低摩擦轴承，它的摩擦系数与普通工业用轴承不同，合理控制了能量的损耗范围。当摩擦系数过大时，我们的测试程序会相对提高理论测试高度，用多出来的测试高度抵消摩擦阻力和空气阻力损耗。”　　抓取碰撞时的瞬时速度和能量并实时显示出来也是研发工作组需要攻克的难题之一。“撞击碰撞往往都是在几毫秒的时间完成，行业内常规做法是用示波器来抓取时间，再用时间计算速度，但耗时长，而且无法实时显示速度数值。”李建华介绍，宏图仪器所研发的上位机测试软件，拥有独立的采集系统，不仅能实时显示测试速度，还能测试能量和加速度值及作用时间。“通过对照组的数据对比，得出护膝吸收能量值，从而测试出护膝安全系数。这是传统的PLC抓取技术不能替代的，依靠这项技术，可以说我们在国际都处于一个领先地位。”　　张培生指出，冰雪运动护具专用检测设备和技术的成功研发有利于保障冰雪运动爱好者的人身安全，促进护具市场的健康发展，推动冰雪运动的普及。据悉，宏图仪器开发的冰雪运动护具检测仪器现已交付SGS试验室、TUV实验室、新加坡Intertek以及深圳天祥检测试验室用于“实战”检测。　　标准、市场和产品多维度发力　　专家认为，如果把测试技术看作方法，国家标准看作理论，想要促进一个产品的健康发展，需要同时从理论与方法两方面下手。　　据悉，2021年底，受中国轻工业联合会委托，中国文体用品协会组织和制定的16项冰雪运动用品国家标准中包含的5项冰球运动护具标准已经正式发布；滑雪运动头盔的安全要求和试验方法（冰雪运动护具系列的第1部分）的国家标准也通过了项目报批，将于近期发布。“2022年，我们把滑雪运动护具系列的护胸护背、护臀、护腕护手、护肘护膝和护脸安全要求和实验方法五个部分的国家标准制定工作列为协会标准重点工作优先开展和完成。”张培生说。　　张培生对记者说：“在进行标准制定组织工作的同时，我们也正在依据运动防护用具制造（C2444）的范畴组建运动护具专委会，这样协会可以从标准、市场、产品多维度发力，更好地开展运动护具国家标准制定、宣贯和认证认可工作，提升企业技术研发能力，推进产品升级换代，规范行业自律。这一系列的举措对推动我国冰雪运动的普及、全民健身活动的广泛展开和保障运动者的安全具有重要的经济意义和社会意义。”

全自动运动粘度测定仪在石油检测中具有广泛的应用和显著的优势。这种仪器能够直接显示石油产品的粘度数据，无需进行复杂的计算，使数据更加直观易懂。 首先，运动粘度测定仪能够帮助石油企业优化生产流程。通过检测石油产品的粘度，企业可以更好地了解产品的性质，从而调整生产工艺，提高产品质量和能源利用效率。 产品链接https://www.instrument.com.cn/netshow/SH104275/C310796.htm 其次，运动粘度测定仪具有精度高、操作简便、数据直观等优点。在石油产品的生产和研究中，粘度是一个重要的指标。通过使用全自动运动粘度测定仪，企业可以快速、准确地获得粘度数据，为石油产品的质量控制和研究提供有力支持。 此外，运动粘度测定仪的使用还有助于提高石油企业的竞争力。随着市场对石油产品质量要求的不断提高，企业需要具备先进的分析仪器来保证产品质量。运动粘度测定仪作为一种高效、准确的检测设备，能够帮助企业提高生产效率和产品质量，从而在市场竞争中占据优势。 综上所述，全自动运动粘度测定仪在石油检测中具有显著的优势和广泛的应用。通过对石油产品进行粘度检测，企业可以优化生产流程、提高产品质量和能源利用效率，同时为产品研发和市场竞争力提升提供有力支持。

近日，中国科学技术大学微纳光学与技术课题组王沛教授和鲁拥华副教授在大量程纳米位移光学感测研究方面取得重要进展。课题组利用光学超表面(metasurface)设计了一种简捷的光场偏振态空间编码，结合精巧的光学系统设计，发展了一种大量程(百微米量级)、高灵敏(亚纳米)、简捷实用的位移感测技术。该研究成果10月12日以“Ultrasensitive and long-range transverse displacement metrology with polarization-encoded metasurface”为题发表在《科学进展》上。 　　纳米精度的高灵敏位移测量对于半导体制造、精密加工和先进成像等领域都具有关键性作用。以半导体制造为例，不同层光刻图案的叠对误差对提升产品良率具有重要的作用。一般要求叠对误差测量技术(overlay metrology)的精度优于光刻线条宽度的五分之一。因此，对于10纳米以下节点的半导体制造工艺必须发展纳米及亚纳米的位移感测技术。 　　以往的研究表明，利用纳米光学天线的定向散射光场可以实现亚纳米位移感测的技术指标。课题组在先前的研究中也分别提出了硅纳米天线对(OE, 26 : 1000-1011, 2018)、表面等离激元天线对(PRL, 124, 243901, 2020)的技术方案。但是基于光学天线散射的感测方法通常只有百纳米的量程，且存在信噪比低的问题，给叠对误差测量等位移感测的实际应用带来较为苛刻的限制。 　　在这项研究工作中，课题组利用光学超表面独特的位相和偏振调控能力，将空间位置信息编码在光场的偏振取向上，并通过精巧的光学系统设计让光场两次经过超表面结构，从而将超表面相对于光束的横向位移信息转化为读出光强信息。由于超表面结构可以在亚波长精度上调控光场的偏振和位相分布，从而可以极大提高偏振空间编码的梯度，进而提高位移感测的灵敏度。 　　实验测试证明，这一偏振编码超表面系统的位移感测精度可以达到100皮米(图1)。进一步，课题组通过移相方法实现了测量范围的周期性延拓，并消除了感测灵敏度的“死区”，偏振编码超表面系统的感测量程可以拓展到200微米以上。 　　与基于光学天线散射的纳米位移感测技术不同，这项研究工作在保持亚纳米的位移感测精度的同时，极大地拓展了感测的量程，而且，通过光强读出位移信息，具有可工程化、简单可靠且精度高的特点，为其在叠对误差测量等位移感测领域的实际应用带来便捷。 图1 偏振编码超表面位移感测系统示意图和实验测试结果 　　光电子科学与技术安徽省重点实验室的臧昊峰、席铮特任教授和张植宇为该论文的共同第一作者，鲁拥华副教授和王沛教授为共同通讯作者。该工作得到了科技部重点研发项目、国家自然科学基金区域创新发展联合基金和先进激光技术安徽省实验室主任基金的经费资助。

近日，中国科学院上海微系统所信息功能与材料国家重点实验室硅光子课题组研究员武爱民团队、深圳大学教授袁小聪、杜路平团队及英国伦敦国王学院教授Anatoly V. Zayats课题组合作，在硅衬底上提出了基于布洛赫表面光场的非对称传输特性实现超灵敏位移测量的方法，并实现了亚纳米级的位移传感。相关研究成果发表在Nanoscale上，并被选为当期封面文章。光学手段为精密位移测量提供了非接触的方案，可实现高灵敏度、高分辨率的位移检测，在纳米尺度位移传感、半导体技术及量子技术等领域具有重要应用。目前广泛应用的激光干涉法具有非接触和精度高的特点，然而，其对激光波长的稳定性要求高且严重依赖光学器件和光学路径，难以满足光学系统集成化和轻量化的发展需求。布洛赫表面波产生于多层介质膜与周围环境的界面处，具有低损耗，宽色散域，高定向性和CMOS兼容等优势。该研究基于硅基衬底，利用不对称狭缝形成纳米天线调控布洛赫表面波，实现了布洛赫表面光场的非对称传输，布洛赫表面波的不对称光场对纳米天线和入射高斯光场的相对位置具有超灵敏的依赖作用，通过对其远场表征就可以获得精确到亚纳米量级灵敏度的位移传感。该工作利用纳米尺度的狭缝实现了布洛赫表面波的非对称传输，通过连续改变光与狭缝的相对位置，在实验上实现了对于位移的精确测量，灵敏度可达0.12 nm-1，分辨率和量程达到8 nm和300 nm。该研究为纳米测量及超分辨显微提供了新的物理原理，并为超灵敏的位移测量提供了精巧的微型化方案。

液体的粘度是影响液体流动性能的重要物理性能。高粘度液体更容易因应力而变形，并且不易流动。低粘度液体更易于流动，抗应力性较差。测量粘度的两种主要方法是动态粘度和运动粘度。这些指标相互关联，但用途不同。 粘度是指液体的内部摩擦，代表分子之间的电阻大小。 运动粘度是在相同温度下流体的动态粘度与流体的密度ρ之比。它是在重力作用下流体流动阻力的量度。运动粘度的单位为（m ^ 2）/ s。运动粘度ν＝μ/ρ，μ表示液体的动态粘度，ρ表示液体的密度。 动态粘度是指使用单位距离的液体层的单位面积来产生单位流量所需的力。在单位制中，动态粘度的单位是pa.s。用于计算液体的动态粘度的公式为：μ=τ/（du / dy），其中τ是液体流每单位面积的内部摩擦阻力，而du / dy是速度梯度。 运动粘度和动态粘度是评价润滑油粘度的两个指标。动态粘度越小，低温流动性越好。相反，润滑油的低温流动性越差。运动粘度越低，润滑油粘度越低，运动粘度越大，润滑油粘度越高。运动粘度测定仪适应标准：GB/T265-88应用领域：1、电力、石油、化工、环保及科研部门 2、需测定石油产品运动特性的油品。3、对油品的运动粘度粘数常规使用注意事项和特性粘数的测试。 运动粘度测定仪适用于测定液体石油产品的运动粘度。运动粘度表示液体在重力作用下流动时内摩擦力的量度，其值为相同温度下的动力粘度与其密度之比。是对油品等级及质量鉴别的重要理化性能指标之一。在实际应用中，选择合适粘度的润滑油品，可以保证机械设备正常、可靠地工作。仪器特点1、电脑控温、计时、恒温、水浴等部分组成。 恒温浴为小缸体圆缸、双层、浴内温度分布均匀，控温效果优良。2、液晶屏幕中文显示，人机对话界面，对预置温度、试验时间等参数，菜单提示式输入，执行元件采用 SSR，其特点无触点，无动作噪声，无火花，耐振动，长寿命。3、加热器及导流筒等浴内部件采用不锈钢制作，耐腐耐用。4、采用有光源，光线亮度好，节能寿命长。5、自动计算毛细管常数与测试时间平均值的乘积；控温精度高，准确度好。6、可以计时试样运动时间，自动计算运动粘度的最终结果。技术参数测量范围：0～10000mm2/s控温设置：室温～99.9℃任意设置装卡毛细管数量：4 支恒温精度：±0.1℃试样量：10ml 加热器功率：800W工作电源：AC220V±10% 50Hz环境温度：室温～35℃重 量： 25k

运动发酵单胞菌运动亚种的特点与优势及培养方法！ 运动发酵单胞菌运动亚种是Zymomonas属的微生物，原产地为美国。G-，细胞具有圆端的短杆状，丛生鞭毛运动，单个或成对排列。主要用途为研究，具体用途为用于细菌发酵酒精的研究。 一、菌种简介平台编号：Bio-66722提供形式：冻干物拉丁属名：Zymomonas Mobilis Subsp. Mobilis中文名称：运动发酵单胞菌运动亚种属名：Zymomonas种名加词：mobilis subsp. mobilis其它中心编号：ATCC 31821来源历史：←北京工商大学化工学院(31821)收藏时间：2008.10.31原始编号：WAY资源归类编码：15131139101模式菌株：非模式菌株主要用途：研究具体用途：用于细菌发酵酒精的研究特征特性：G-，细胞具有圆端的短杆状，丛生鞭毛运动，单个或成对排列。利用葡萄糖、蔗糖或果糖产乙醇和CO2，利用山梨醇，不发酵麦芽糖、阿拉伯糖、鼠李糖、木糖。不还原硝酸盐，不液化明胶，接触酶阳性。 生物危害程度：四类致病对象：无培养基：葡萄糖 100.0g，酵母膏 5.0g，(NH4)2SO4 1.0g，KH2PO4 1.0g，MgSO4?7H2O 0.5g，琼脂 20.0g，蒸馏水 1.0L, pH7.0。培养温度：30℃资源保藏类型：培养物保存方法：真空冷冻干燥法实物状态：有实物共享方式：公益性共享；资源纯交易性共享；合作研究共享；资源交换性共享用途：研究；用于细菌发酵酒精的研究注意事项：仅用于科学研究或者工业应用等非医疗目的不可用于人类或动物的临床诊断或治疗，非药用，非食用（产品信息以出库为准） 二、产品特点1、菌种功能明确、品种稳定、应用 2、产品仅限用于科研本品芽孢含量高,稳定性好、耐高温和挤压 3、繁殖能力快、定植能力强、易存活、耐受低pH值环境 4、复活迅速,可在短期内成为优势种群 5、本品安全高效、无抗药性、不污染环境 6、对多数抗生素不敏感,可与低浓度抗革兰氏阴性菌抗生素同时使用。 三、产品优势1、产品质量稳定,是为科研和提供微生物菌种资源共享服务的专业平台。2、国内首创封闭管包装,冻干后的菌株使用时添加配套的复苏培养基后迅速而完全溶解。针对不同的菌株提供八种不同的培养方法,保证菌种的复苏质量。3、严格的质检程序,确保产品质量的稳定性。4、该类产品广泛使用到食品、药品、化妆品、水产品、化工等行业,疾控中心、质检局、出入境、药检局等等,得到广泛好评。 四、菌种的培养1、菌种是指食用菌菌丝体及其生长基质组成的繁殖材料。菌种分为母种(一级种)、原种(二级种)和栽培种(三级种)三级。工业发酵的有用菌种,其筛选步骤包括菌种分离、初筛和复筛。2、挑选具有某种能力的有用菌种,也称种子制备,是指菌种在一定条件下,经过扩大培养成为具有一定数量和质量的纯 菌种的制备过程。以作接入发酵罐中进一步扩大菌体量及合成产物之用。3、种子制备包括孢子制备和菌丝体制备菌种制备。4、保存在沙土管或冷冻管中的菌种,用无菌手续挑取少许,接入琼脂斜面培养基上,在25℃(或较高温度)下培养5~7天(或较长时间。所得孢子还需进一步用较大表面积的固体培养基以获得更多孢子(对于霉菌类孢子制备,多数采用大米、小米之类的天然培养基)。5、将培养成熟的斜面孢子制成悬浮液,接种到扁瓶固体培养基上,于25~28℃培养14天。将成熟的扁瓶孢子于真空中抽干,使水分降至10%以下,并放入 4℃冰箱中备用。一次制得的孢子瓶可在 上延续使用半年左右。6、如果有些菌种不产孢子,如赤霉素产生菌或产孢子不多的,则可采用摇瓶液体培养制得菌丝体,作种子罐的种子。种子罐的目的是使接入有限的孢子或菌丝体迅速发芽、生长、繁殖成大量菌体。其中的培养基组分应是易于被菌体利用的碳源(如葡萄糖)和氮源(如玉米浆),及无机盐(如磷酸盐)等。作为发酵罐的种子应生命力旺盛、染色深、菌丝粗壮,无杂菌及异常菌体。接种量一般在10%~20%。 五、保藏方法1、传代培养保藏法又有斜面培养、穿刺培养、疱肉培养基培养等(后者作保藏厌氧细菌用),培养后于4-6℃冰箱内保存。2、液体石蜡覆盖保藏法是传代培养的变相方法,能够适当延长保藏时间,它是在斜面培养物和穿刺培养物上面覆盖灭菌的液体石蜡,一方面可防止因培养基水分蒸发而引起菌种死亡,另一方面可阻止氧气进入,以减弱代谢作用。3、载体保藏法是将微生物吸附在适当的载体,如土壤、沙子、硅胶、滤纸上,而后进行干燥的保藏法,例如沙土保藏法和滤纸保藏法应用相当广泛。4、寄主保藏法用于目前尚不能在人工培养基上生长的微生物,如病毒、立克次氏体、螺旋体等,它们必须在生活的动物、昆虫、鸡胚内感染并传代,此法相当于一般微生物的传代培养保藏法。病毒等微生物亦可用其他方法如液氮保藏法与冷冻干燥保藏法进行保藏。5、冷冻保藏法可分低温冰箱(-20-30℃,-50-80℃)、干冰酒精快速冻结(约-70℃)和液氮(-196℃)等保藏法。6、冷冻干燥保藏法先使微生物在极低温度(-70℃左右)下快速冷冻,然后在减压下利用升华现象除去水分(真空干燥)。有些方法如滤纸保藏法、液氮保藏法和冷冻干燥保藏法等均需使用保护剂来制备细胞悬液,以防止因冷冻或水分不断升华对细胞的损害。保护性溶质可通过氢和离子键对水和细胞所产生的亲和力来稳定细胞成分的构型。保护剂有牛乳、血清、糖类、甘油、二甲亚砜等。 欢迎访问微生物菌种查询网，本站隶属于北京百欧博伟生物技术有限公司，单位现提供微生物菌种及其细胞等相关产品查询、咨询、订购、售后服务！与国内外多家研制单位，生物医药，第三方检测机构，科研院所有着良好稳定的长期合作关系！欢迎广大客户来询！