以激光为“眼”探世界精微——记哈尔滨工业大学超精密激光干涉测量团队

◎ 本刊记者 冯翔慧

激光干涉测量技术具有测量精度高、空间分辨率高、时间分辨率高等显著优势，已成为超精密测控和微纳尺度测量的最有效手段之一，在科学研究、应用技术开发和精密仪器设备制造中得到广泛应用。但长久以来，因为高端激光干涉测量仪器核心技术的空白，我国不得不长期依赖进口，甚至遭遇封锁。

哈尔滨工业大学超精密激光干涉测量团队(以下简称激光干涉测量团队)多年专注超精密激光测量仪器重大需求，积极打造产学研一体化深度联合体，系统开展基础研究、关键技术突破、仪器研制、产品开发和测试等工作，成功研制系列超精密激光干涉仪，开发出高速超精密激光干涉仪等系列产品，并形成批量仪器生产能力，打破国外封锁，在国内外量子基准装置、高端装备研制生产中发挥了重大作用，大力推动我国计量基标准、高端装备制造的发展。

超精密激光干涉测量是决定高端装备和前沿科学装置精度的不可或缺的核心共性技术。长期以来，国内自主技术存在激光干涉测量基准漂移、纳米级特殊原理误差难以消除等问题，进而导致相关仪器测不准、测不精、测不快，影响高端装备制造及前沿科学装置的发展。为解决这一难题，激光干涉测量团队联合哈尔滨超精密装备工程技术中心有限公司激光测量事业部进行联合攻关，系统地主持开展了超精密激光干涉测量仪器的基础研究、关键技术突破、样机研制、产品开发等工作，并取得系列创新成果。

经过系统研究，激光干涉测量团队发明了激光干涉测量基准（波长/频率）的系列高精度稳定方法，使激光真空波长相对准确度提高到10-8～10-9 量级；探索发现误差产生的新机制并完善了经典误差理论，提出该类误差的精准抑制方法，使误差从数纳米降低至亚纳米甚至深亚纳米量级；并发明了一种可同时实现高测速与高分辨力的动态正交测相方法，测试结果表明其在米每秒级测速下获得亚纳米甚至深亚纳米的动态测量分辨力。

相关成果在著名期刊IEEE TIE、Opt Letter、Opt Express、IEEE TIM等发表论文，被SCI收录60余篇；获授权国际发明专利10 余项、中国发明专利100 余项；被专家鉴定为“难度极大、创新性强，整体技术处于国际先进水平”。

基于上述基础研究成果和关键技术突破，激光干涉测量团队成功研制出甚多轴动态超精密激光干涉仪、亚纳米级超精密激光干涉仪等系列超精密测量仪器，并通过哈尔滨工业大学-哈超精密产学研联合推进成果转化，共同研发多台套生产工艺过程专用测试设备，开发形成系列高端仪器产品仪器批量生产能力。

目前，系列超精密激光干涉仪已成功应用于国内外高端制造装备和计量装备领域，特别是在国产高端装备领域发挥了不可替代的重要作用。例如，所研制的国内首套亚纳米级超精密激光干涉仪，已应用于国际单位制变革中我国建立的首套量子化质量基准装置中，在解决装置亚纳米精度测量难题中起到了关键作用，在我国高端装备研制生产、国家质量基准研制中发挥了重大作用。相关成果获国家技术发明二等奖、中国计量测试学会科学技术进步一等奖等。

激光干涉测量团队师生们表示，未来将继续精益求精、创新求实，深入推进产学研合作，以激光为“眼”，探索更多精密、神奇的世界。