關(guān)鍵詞：新啟航；激光頻率梳；國際技術(shù)壟斷；深孔測量；2μm 級精度

一、引言

在航空航天、精密模具等高端制造行業(yè)，130mm 深孔的 2μm 級精準(zhǔn)測量是保障產(chǎn)品質(zhì)量的核心技術(shù)。長期以來，該領(lǐng)域的高精度測量技術(shù)被歐美等發(fā)達(dá)國家壟斷，國內(nèi)企業(yè)不僅面臨設(shè)備采購成本高昂、維護(hù)受限等問題，關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)和算法也受控于人。新啟航激光頻率梳方案的出現(xiàn)，通過自主研發(fā)與技術(shù)創(chuàng)新，打破了國際技術(shù)壟斷，填補(bǔ)了國內(nèi)在深孔高精度測量領(lǐng)域的空白。

二、國際技術(shù)壟斷下的國內(nèi)深孔測量困境

國際上，少數(shù)發(fā)達(dá)國家的企業(yè)掌握著深孔測量的核心技術(shù)，對高精度深孔測量設(shè)備實行嚴(yán)格的技術(shù)封鎖和出口管制。國內(nèi)企業(yè)引進(jìn)的測量設(shè)備不僅價格昂貴，且存在諸多限制，如測量范圍固定、升級維護(hù)需依賴國外技術(shù)人員等。在 130mm 深孔 2μm 級測量技術(shù)方面，國內(nèi)傳統(tǒng)方法主要依賴進(jìn)口設(shè)備，自主研發(fā)能力薄弱，導(dǎo)致我國在高端零部件制造過程中，深孔質(zhì)量檢測環(huán)節(jié)受制于國外技術(shù)，嚴(yán)重影響產(chǎn)業(yè)升級和產(chǎn)品競爭力提升。

三、新啟航激光頻率梳方案的技術(shù)架構(gòu)

新啟航激光頻率梳方案基于飛秒激光鎖模技術(shù)，創(chuàng)新性地將光頻梳原理應(yīng)用于深孔測量。其核心原理是利用飛秒激光產(chǎn)生穩(wěn)定的頻率梳齒，通過分光系統(tǒng)將激光分為測量光與參考光，測量光進(jìn)入深孔后在孔壁多次反射，與參考光產(chǎn)生干涉，通過分析干涉光譜中梳齒的頻率變化，精確計算光程差，進(jìn)而實現(xiàn)深孔三維坐標(biāo)的高精度測量。

該方案的系統(tǒng)由高穩(wěn)定性飛秒激光頻率梳光源、精密光學(xué)干涉模塊、高速光譜采集裝置及智能數(shù)據(jù)處理平臺構(gòu)成。高穩(wěn)定性光源確保頻率梳齒的長期穩(wěn)定輸出；精密光學(xué)干涉模塊優(yōu)化光路設(shè)計，提高干涉信號質(zhì)量；高速光譜采集裝置可快速獲取干涉光譜數(shù)據(jù)；智能數(shù)據(jù)處理平臺通過自主研發(fā)的算法，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效分析與深孔三維輪廓的精準(zhǔn)重建。

四、打破壟斷的核心優(yōu)勢

4.1 技術(shù)自主可控

新啟航激光頻率梳方案從光源設(shè)計、光學(xué)系統(tǒng)搭建到數(shù)據(jù)處理算法，均實現(xiàn)了自主研發(fā)。核心部件如飛秒激光頻率梳光源擺脫了對國外關(guān)鍵器件的依賴，算法也具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)，打破了國際企業(yè)在技術(shù)層面的壟斷，使我國在深孔測量領(lǐng)域擁有了自主可控的技術(shù)體系。

4.2 實現(xiàn) 130mm 深孔 2μm 級精準(zhǔn)測量

該方案通過優(yōu)化光頻梳的頻率穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)處理算法，實現(xiàn)了對 130mm 深孔的 2μm 級精準(zhǔn)測量。相較于國際同類技術(shù)，在測量精度、深度范圍以及復(fù)雜深孔結(jié)構(gòu)適應(yīng)性方面均達(dá)到領(lǐng)先水平，能夠精準(zhǔn)檢測深孔孔徑變化、表面缺陷等細(xì)微特征，為高端制造提供了可靠的質(zhì)量檢測手段。

五、應(yīng)用成效與行業(yè)影響

在某航空航天企業(yè)的實際應(yīng)用中，新啟航激光頻率梳方案成功替代進(jìn)口設(shè)備，對 130mm 深的發(fā)動機(jī)零部件深孔進(jìn)行測量。不僅檢測出傳統(tǒng)方法未能發(fā)現(xiàn)的 3μm 尺寸偏差，還將測量效率提升 40%。企業(yè)由此擺脫了對國外測量設(shè)備的依賴，產(chǎn)品合格率從 82% 提升至 95%，顯著降低了生產(chǎn)成本，增強(qiáng)了在國際市場的競爭力，有力推動了我國高端制造業(yè)打破國際技術(shù)壟斷的進(jìn)程。

激光頻率梳3D光學(xué)輪廓測量系統(tǒng)簡介：

20世紀(jì)80年代，飛秒鎖模激光器取得重要進(jìn)展。2000年左右，美國J.Hall教授團(tuán)隊?wèi){借自參考f-2f技術(shù)，成功實現(xiàn)載波包絡(luò)相位穩(wěn)定的鈦寶石鎖模激光器，標(biāo)志著飛秒光學(xué)頻率梳正式誕生。2005年，Theodor.W.H?nsch（德國馬克斯普朗克量子光學(xué)研究所）與John.L.Hall（美國國家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研究所）因在該領(lǐng)域的卓越貢獻(xiàn)，共同榮獲諾貝爾物理學(xué)獎。?

系統(tǒng)基于激光頻率梳原理，采用500kHz高頻激光脈沖飛行測距技術(shù)，打破傳統(tǒng)光學(xué)遮擋限制，專為深孔、凹槽等復(fù)雜大型結(jié)構(gòu)件測量而生。在1m超長工作距離下，仍能保持微米級精度，革新自動化檢測技術(shù)。?

核心技術(shù)優(yōu)勢?

①同軸落射測距：獨(dú)特掃描方式攻克光學(xué)“遮擋”難題，適用于縱橫溝壑的閥體油路板等復(fù)雜結(jié)構(gòu)；?

（以上為新啟航實測樣品數(shù)據(jù)結(jié)果）

②高精度大縱深：以±2μm精度實現(xiàn)最大130mm高度/深度掃描成像；?

（以上為新啟航實測樣品數(shù)據(jù)結(jié)果）

③多鏡頭大視野：支持組合配置，輕松覆蓋數(shù)十米范圍的檢測需求。

（以上為新啟航實測樣品數(shù)據(jù)結(jié)果）

審核編輯 黃宇