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封面故事：兼顾捕获带宽与鉴相精度的鉴频鉴相方法

2021-03-31 18:02

来源：澎湃新闻·澎湃号·湃客

原创长光所Light中心中国光学收录于话题#光学精密工程14#封面故事1

编者按

激光多波长干涉绝对距离测量技术中，要构建多级合成波长，需要解决可调谐激光器(ECDL)宽波长范围的拍频信号探测和自动偏频锁定问题。针对该问题，《光学精密工程》2021年第2期发表了题为“可调谐激光器激光波长宽范围自动偏频锁定”的封面文章。（谢建东, 严利平, 陈本永, 等. 可调谐激光器激光波长宽范围自动偏频锁定[J]. 光学精密工程, 2021, 29(2):211-219. DOI：10.37188/OPE.20212902.0211）

本期聚焦这篇文章，《光学精密工程》科学编辑曹金对话浙江理工大学严利平教授（通讯作者），带大家领略该研究的精妙之处和研究团队的风采。

光学精密工程 | 2021年第29卷第2期封面

访谈

曹金：本文提出一种基于飞秒光频梳的可调谐激光波长宽范围自动偏频锁定方法，您能简述一下该方法的技术特点以及它对于激光干涉绝对测量技术的作用和意义。

严利平：本文提出一种基于飞秒光频梳的可调谐激光器（ECDL）激光波长宽范围自动偏频锁定方法，采用光栅和双凸透镜设计了ECDL激光与光频梳目标梳齿的拍频探测单元，实现了10 nm波长范围内ECDL激光波长自动调节并偏频锁定至光频梳的目标梳齿，可为激光干涉绝对距离测量构建精度高、大小可调的多级合成波长。

曹金：能否介绍下该技术的具体工程应用场景以及目前达到的测量精度是多少？

严利平：将可调谐激光器激光波长宽范围自动偏频锁定方法应用于激光干涉绝对距离测量，实现了数百米范围大长度测距，精度可达数十微米量级，可应用于航空航天、高端装备制造等产业领域，例如飞机机翼和船舶装配中的定位检测、大型精密机床的测量和装配、大尺寸工件内外径测量等。

曹金：请您介绍一下您带领的研究团队在激光干涉绝对测距方面开展的代表性工作和重要成果。

严利平：本团队成功研制激光干涉波长杠杆法绝对距离测量系统，实现了百米范围内微米级测量精度，课题获国家自然科学基金重大科研仪器研制项目资助，解决了激光波长宽范围自动锁定至飞秒光频梳、从大到小合成波长链逐级构建、激光单频干涉信号PGC相位精确解调等关键技术。

团队介绍

团队负责人

陈本永 | 教授

陈本永，浙江理工大学教授/博士生导师，长江学者特聘教授，浙江省特级专家；浙江大学机械工程专业博士，清华大学光学工程专业博士后，教育部“微/纳驱动、测量及其应用”创新团队带头人，浙江省“万人计划”杰出人才，浙江省有突出贡献中青年专家。主要研究方向是激光干涉精密测量、智能光机电技术，机器人智能感知与控制技术等。以第一完成人获国家技术发明二等奖、浙江省科学技术一等奖和浙江省教学成果一等奖等。全国上银优秀机械博士论文奖指导教授，全国“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛优秀指导教师。

团队研究方向及主要成果

纳米位移测量技术：研制完成混合式相位调制激光差动干涉仪，实现技术指标：测量范围40m，测量不确定度U=1nm+ 1×10-7（k=2，L为待测位移）。该项科研成果被中国计量科学研究院采用，作为国家“光栅、激光测微仪校准装置”的量值溯源计量标准器。

直线度测量技术：研制完成激光外差干涉直线度干涉仪，实现了精密位移、直线度误差和转角等6个自由度的同时测量，可应用于精密导轨、数控机床精密位移台等的测量和校准。

绝对距离测量技术：研制完成激光干涉波长杠杆绝对距离测量系统，实现了百米范围内大长度微米级测量精度，可应用于激光干涉仪、激光跟踪仪和测距仪等性能检定和校准。