国之大器,始于毫末。高端制造业的产品竞争已经上升到原子尺度,产品的表面性能取决于测量的精度。此外,在基础研究领域,尖端测量仪器对前沿科学研究及重大物理现象的发现发挥着不可估量的作用。
上海理工大学光电信息与计算机工程学院庄松林院士领衔的韩森教授团队,与苏州慧利仪器有限责任公司共建联合实验室,自主研发了“超高精度大口径绝对面形光学标准计量关键技术及仪器”,打造一把纳米级“精密之尺”,大大推动了中国高端制造业发展。该项目荣获2023年度上海市科技进步一等奖。
四十年磨一尺 让中国有了尖端测量仪器
南极天文望远镜、空间引力波探测装置、纳米材料、高端精密设备……这一系列关键装备的加工制造,需要对大量光学元件的各项参数进行测量,这项工作都要依靠超高精度的测量仪器。在以往,超精密测量技术直接制约高端装备制造发展。
作为国际干涉测量领域的著名学者,韩森教授在国外工作多年后毅然回国工作创业,都源于他心中的一个梦想:以毕生所学“助力中国创造”。
“中国装备制造要实现突破,首先要解决制造质量问题,其核心关键就是建立超精密测量能力。”韩森认为。然而完成梦想谈何容易,将精密之尺精确到纳米尺度,这条自主研发之路一走就是40年。
为了实现这个目标,面向国家科技需求,团队从光学干涉基本原理出发,集成计量溯源的光源波长、数字化相移技术、计算机技术于一体,创新实现纳米精度的非接触式光学测量,开发出系列光学测量仪器。
“简单地来说,干涉仪就是将激光分为两束,照射至需要的测量的器件上,再汇合产生干涉,从而精确地测量出被测件表面的形貌误差,包括平面、球面、柱面或者自由曲面。”韩森教授介绍,技术解决了超精密光学标准计量难题,广泛服务于国家大科学装置及工程、高端工业检测领域。
突破“应用关”和“市场关”
从技术创新到市场落地,从一纸论文到企业产值,还有多远的路需要走?“最后一公里”甚至“最后一百米”是科技成果转化过程中遇到的普遍问题。近些年,韩森穿梭在学界与工业界之间,以教授、创业者的身份致力于超高精度的测量技术的发展。
“仪器制造产业门槛高、难度大,不仅需要基本的物理概念,还需要工程化的经验,整个过程资金投入大、耗费时间长,要实现盈利一般要在数年之后。”韩森教授介绍说。
闯过了“技术关”,随之面对的就是“应用关”和“市场关”,让创新成果从实验室走向市场,有赖于团队多年的深耕和学校学院的支持。“早在2018年,上理工就与苏州慧利仪器有限责任公司共建联合实验室,以人为纽带,让高校科研团队长期深度对接产业,将利于更好地盘活一系列资源。”韩森表示,在“大学教授”和“创业者”的双重身份下,高校的基础创新与企业的技术实践紧密绑定,提高了科研成果转化率和使用效益。
目前,相关科技成果已经形成了专利35项,论文152篇,文集21部,软件著作权5项,标准规范19项。此外,项目实现了超高精度数字化激光干涉仪的工程化和产业化,相关技术应用在国家级计量机构、科研院所、大科学装置、高端工业检测等领域,推动了企业产品标准化的发展和中国制造品牌建设,促进了高端光电仪器国产化,助推了国家标准计量行业的科技进步。同时创造了上亿元直接和间接经济效益,带动了国内相关上市企业的发展和壮大。
来源:上海科技报
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