[00974551]纳米表面和光学透射系统波面检测关键技术与应用

该项目属于高精度光学计量和工业检测领域。在中国科学、技术和经济快速发展中，高精密测量，特别是纳米级精度检测技术起到了重要作用。国际上一些重大科学工程如引力波探测器(LIGO)和美国国家点火装置(NIF)中使用了大量高质量光学表面；国内正在建设的激光惯性约束聚变原型装置、空间引力波探测、上海光源、天空一号等也对精密光学元件有着大量需求。半导体芯片、航天航空、光纤通讯、机器视觉、智能控制、安防系统及数码产品中同样使用了大量光学器件和系统。而高端检测仪器和先进检测技术是保证高精度元件和光学系统制造及使用的必要条件。国内高端检测仪器主要被国外公司所垄断，因此高端检测仪器研制及国产化是科学研究及产业升级的必然趋势。 项目组以高精度表面(面形及缺陷)和透射波前检测为目标，开展了干涉测量关键技术攻关，研发出模块化干涉仪。在国家和省部级多个项目支持下，通过校企合作发明了多项高精密测量的创新技术，最终集成并生产多款升级换代的激光干涉仪和缺陷检测仪。其创新点聚焦在： 1.模块化集成激光干涉仪及绝对面形检测技术：创新性地发明了干涉仪模块化技术，通过匹配不同模块以满足不同领域应用需求。特别是绝对检测技术突破了平面相对检测精度PV值优于λ/20的限制，最高可达λ/100，重复性精度比国外同类型干涉仪提升60％，极大提升了现有仪器检测水平。 2.透射光学系统宽波段波前检测技术：发明了利用干涉仪检测光学系统透射波前的方法，通过研究波前与波长的关系实现宽波段波前检测，突破现有仪器只能检测特定波长波前的限制。 3.特殊回转面面形检测技术：针对特殊元件面形检测，发明了圆柱体外表面、空心圆柱内表面、环形导轨内凹槽面和环形导轨外凹槽面等面形的检测方法。 4.光学缺陷快速检测技术：基于激光诱导热波效应，发明了光学表面吸收缺陷快速、高灵敏度检测方法，突破了现有技术检测效率低的限制。 该项目共投入经费2500万元，经济效益已达5000多万元。已运用发明技术开发出多款激光干涉仪和缺陷检测仪，为平晶平面度计量、高精密光机元件面形和缺陷检测及透射波前检测等行业多家使用者提供检测仪器和技术支持，实现了整机系统技术与性能的创新升级。其中平面绝对检测技术被中国计量科学研究院、北京长城计量测试技术研究所等多家计量机构所采用，用于一等平晶标定与检测，同时也在与德国计量院(PTB)和英国计量院(NPL)商谈平晶检测的合作事宜。元件面形及透射波前检测技术服务于中科院长春光学精密机械与物理研究所、上海光学精密机械研究所、长飞光纤光缆股份有限公司等多家单位。高端仪器和先进技术为中国高精密元件和光学系统性能检测提供了重要设备保障和技术支撑，助推中国激光干涉仪标准、检测规程、校准规范的快速变革。 该项目专利总数30项，其中授权发明专利8项、实用新型专利6项，在申请发明专利10项、实用新型专利6项，发表论文80多篇。