论纳米光栅测量技术

作者及其同事们经过20多年努力将计量光栅技术提高到了纳米量级和亚纳米量级，并进行了大面积推广应用，形成了一整套纳米光栅测量技术，该文为对这套技术的综合论述．首先回顾了刻线技术的发展历史，指出中国古代曾作出杰出贡献．归纳了发展计量光栅技术的5个阶段和4项内容．给出纳米光栅的定义和两个特点，并通过作者和同事们的光栅制造过程说明，纳米光栅实质上是一种刻录、固化到光栅基体上的光波波长．它为纳米测量领域提供了一种新途径、新方法，与激光干涉仪等现有纳米测量方法相比，具有自己独特的优点．文中讨论了纳米光栅的读取技术与信号处理技术，提出了纳米光栅细分误差的错位测量法．还讨论了与纳米光栅相关的纳米机械，介绍了作者和同事们的科研成果，圆柱、导轨等的机械精度已经进入了纳米量级．最后讨论了纳米光栅与激光干涉仪以及高等级量块的比对结果．     

浅述计量光栅技术

利用光栅的莫尔条纹原理,把计量光栅作为精密计量元件,广泛应用于仪器仪表及机床等方面,有利于实现测量的自动化、数字化以及动态测量,并有利于提高测量精度。本文主要从莫尔条纹原理、计量光栅系统设计、光栅细分技术等方面对计量光栅测量技术及其特点进行介绍。随着现代电子技术的发展,计量光栅技术被应用于更多更广泛的领域,并向着纳米级精度突破。     

塔尔波特效应在光栅计量中的应用

本文根据塔尔波特成像公式，计算当单色球面波照射光栅时，离光栅不同距离处的光强分布和调制度，讨论光栅付间隙对莫尔条纹信号的不灵敏性和光学倍频，并介绍几种新颖光栅光学系统。     

纳米技术与纳米计量

对几中纳米技术进行了综述。纳米计量仪器由三大部分组成：位移系统、计量系统和探测系统,文中论述了这三个部分的现状及发展趋势。最后介绍了计量院的计量型原子力显微镜及兼容型扫描探针显微镜的特点和技术指标,并给出了测量实例。     

纳米计量技术的应用及其发展

文章简要介绍了纳米计量的含义、重要作用、我国纳米计量的成果以及国际上纳米研究的情况，同时指出了我国纳米计量的发展及存在的问题。     

光纤光栅传感器实用化的关键性技术研究

光纤光栅是一种新型的无源光子器件，可用来精确感测纳米量级的微小应变和温度等多种物理量，在光传感领域发挥着重要作用，简要说明了光纤光栅传感器的基本原理，详细介绍了笔者近年来在信号解调、传感头的封装和光纤光栅的复用等关键技术研究上的进展，讨论了光纤光栅传感器在进一步实用化和商品化过程中需要解决的技术问题，并对其应用前景做了展望。     

异或门鉴霜在计量光栅检测中的应用

本比较了异或门鉴相与双稳定鉴相的差异，指出采用异或门鉴相原理在检测计量光栅刻划误差中的优势，介绍了在实际工作中得到验证的情况。     

FBG传感器在微尺度计量中应用的前景

基于作者先前的实验数据和目前用FBG进行动态应力测量研究的实验，提出了把FBG传感器应用于微尺度计量领域的新概念，并展示了FBG在微尺度计量中应用的前景；简述了温度和应力同时测量的技术应用于分离和消除温度漂移的干扰；总结了动态应力产生布拉格波长偏移的解调装置并提出用其实现微尺度计量所需要的高分辨力的布拉格波长解调方法。     

光栅纳米测量技术及应用

本文简要介绍了光栅纳米测量技术的主要研究内容，着重阐述了其应用实例－一种光栅纳米测微仪的原理结构和实现方法。从系统的重复性、分辨力和准确度三方面入手，深入地研究和探索解决光栅纳米测量过程中的各种关键技术问题的方法和途径，能够有效地将光栅测量的分辨力和准确度从亚微米量级提高到纳米量级。     

纳米光栅栅距的精确测量与nano4国际比对

对Littrow衍射方法测量纳米光栅的基本原理、构造及其安装误差进行了分析研究,并利用所建立的测量装置参加了国际计量技术委员会长度咨询委员会组织的一维纳米光栅国际比对.比对结果证明了该测量系统具有优良的计量性能,能够用于纳米光栅栅距的检定校准.     

异或门鉴相在计量光栅检测中的应用

本文比较了异或门鉴相与双稳态鉴相的差异，指出采用异或门鉴相原理在检测计量光栅刻划误差中的优势，介绍了在实际工作中得到验证的情况。     

非同步采样法的光栅纳米测量

光栅计量技术向纳米测量发展需要更高的光栅细分倍数.基于所研制的快速互补函数细分算法,细分精度即仅取决于测量启停时刻的光栅信号采样精度,选用市场上货源丰富的、低成本的扫描式多通道模数转换卡,即可实现光栅纳米测量所需的高倍数细分.在测量的启停时刻对光栅信号进行精确测量,在测量过程中对光栅信号进行快速跟踪测量.实验表明,当采用15位200 kHz的A/D转换卡对20 μm栅距的光栅信号进行非同步采样时,可以得到小于1 nm的测量分辨率及大于120 mm/s的测量速度.     

基于NMM的AFM测试分析原子光刻纳米光栅样板

利用激光汇聚中性铬原子沉积出一维纳米光栅样板的基础上,基于 NMM的AFM测量系统对样板进行了测试分析和测试方法研究,得到一维纳米光栅结构平均节距为212.6±0 4nm,与52Cr原子共振跃迁(7S3→7P04)的半波长(λ/2)理论值212.8nm基本一致,测试结果非常准确.文章还介绍利用NMM测量机的大范围扫描测试距离,解决了光栅样板的测试区域快速定位的问题,对研究纳米级精度测量有实用价值及参考意义.     

计量科学与中国计量科学研究院的发展--在第一届计量、应用物理和能源测量国际研讨会上的报告

人类对自然的认知，是由感性到理性，由定性到定量。人凭借手的触觉、眼的视觉、鼻的嗅觉、耳的听觉、舌的味觉来分辨事物，确实是大自然给人类的杰作。但是人类对大自然的探索，对事物的真知，早已不满足于简单的分辨或定性地获取信息，而要借助于各种传感技术和测量仪器获取定量的信息。这就是测量学。     

光纤布拉格光栅传感器在温度计量中的应用前景

光纤布拉格光栅传感器(FBG)是波长编码传感器,它将感测到的信息转化为其响应波长的移动,即用波长编码,与光源起伏、光纤弯曲损耗、光纤连接损耗、光波偏振态无关,具有很强的抗干扰能力,可实现分布式多点实时在线传感,适用于温度、应力、应变等物理量的测量。温度传感是FBG最主要和最直接的应用之一。温度对光纤光栅反射波长的影响是由热膨胀     

“冷原子纳米尺度计量基准关键技术研究”课题通过验收

本刊讯由中国计量科学研究院、同济大学和国防科技大学联合组成的研究小组,经过3年的科技攻关．在国内首次成功研制出-维纳米尺度光栅标准样板。11月2日,该课题通过了国家质检总局科技司组织的验收鉴定。     

全国新材料与纳米计量技术委员会成立

正本刊讯2月27日至28日,"全国新材料与纳米计量技术委员会"成立会议在中国计量科学研究院(以下简称"中国计量院")昌平院区召开。国家质检总局计量司副司长王步步,中国计量院副院长吴方迪、宋淑英等相关领导、专家及全体委员出席了会议。王步步副司长代表国家质检总局对委员会的成立表示祝贺并向全体委员颁发了聘书。计量司技术规范处陈红处长宣读了《质检总局关于批准成立全国新材料与纳米计量技术委员会的批复》。     

基于SPM的纳米计量中若干重要问题

扫描探针显微镜(SPM)由于具有纳米甚至原子量级的分辨率,20多年来已引起各个领域科学家们的广泛兴趣。在精密工程领域,它作为一种极具前途的纳米计量工具,已在许多国家受到了广泛的重视,如美国NIST,德国PTB和英国NPL等都相继开展了基于SPM的纳米计量技术研究。但作为纳米级的计量分析仪器,不仅要有高分辨率,更要有纳米级甚至更高的精度。     

全国新材料与纳米计量技术委员会获准成立

正近日,国家质检总局印发批复,正式批准全国新材料与纳米计量技术委员会成立。该技术委员会秘书处设在中国计量科学研究院。据了解,近年来随着我国对新材料技术与纳米技术科学研究的不断深入,新材料产业,特别是其中的纳米材料产业日益发展壮大,对相关领域的计量工作提出了新的更高的要求。而我国对新材料与纳米计量领域的测量仪器、测量方法和标准物质的研究起步较晚,新材料与纳米计量技术发