上海交通大学自动化与感知学院杨佳苗团队联合动态光学成像与测量全国重点实验室,提出名为扰动引入干涉术(DII)的抗扰动激光干涉测量新方法,配套自研大扰动自适应自然相位解码算法,一改传统思路,不再费力隔绝环境震动,而是直接利用现场随机机械扰动充当移相源,就算没有昂贵隔振平台、不需要精密移相器件,也能在嘈杂振动环境拿到纳米级面形测量结果,相关成果已经刊登在《Light: Advanced Manufacturing》,同时团队完成原理样机,目标落地光学加工现场、大口径光学元件检测、半导体精密检测场景。传统相移干涉测量是精密面形检测的行业金标准,但它特别娇气,必须搭建专门隔振台,搭配高精度移相装置,一旦放到加工车间、大口径光学检测现场,气流、设备震动带来的扰动会直接让测量失效;这套新方法反过来接纳扰动,把环境本身的随机振动当成天然移相信号送入算法,再由自然相位解码算法筛选有效干涉帧、重建波前面形,实验数据显示,在不受控振动环境下,波前重复精度优于 0.0018λ,球面、平面测量结果和在严格隔振环境下的传统设备高度吻合,误差极低,传统干涉仪在同等条件下已经无法输出可靠数据。
- ✅ 新旧方案对比
- ✅ 这套抗扰动激光干涉测量新方法关键指标清单
- 波前重复精度:不受控振动环境,优于 0.0018λ
- 球面测量 RMS 偏差:对比标准隔振设备仅 0.0002λ
- 平面测量 RMS 偏差:对比标准隔振设备仅 0.0007λ
- 峰谷差值:球面 0.0043λ,平面 0.0038λ
- 载体形态:已完成原理样机,面向加工现场检测一体化
- 适合对象:大口径光学元件、半导体光学面形、现场精密光学检测
- ✅ 整套测量运行流程
- 干涉系统持续采集带随机环境扰动的干涉图像序列,不主动施加人为移相。
- 算法对干涉图做预处理,识别、分离扰动相位和被测表面相位。
- 自然相位解码算法筛选有效帧,剔除异常干扰,重建被测面的波前分布。
- 输出被测光学元件面形结果,同时给出精度评估。
- 整套流程可以持续采集,适合在生产线上做在线抽检。
- ✅ 落地价值与局限说明
| 项目 | 传统相移干涉测量 | 上海交大扰动引入干涉术 |
|---|---|---|
| 对振动态度 | 尽量隔绝,依赖隔振平台 | 主动利用环境随机扰动作为移相源 |
| 硬件要求 | 精密移相驱动器、专用隔振平台 | 无需专用移相硬件,简化光路 |
| 适用场地 | 恒温、低振动光学实验室 | 车间、大口径光学现场等扰动环境 |
| 核心算法 | 固定步进移相求解相位 | 大扰动自适应自然相位解码 |
| 实测波前重复精度 | 隔振环境可达亚波长,振动下失效 | 无隔振条件下优于 0.0018λ |
这项研究可以大幅降低高精度激光干涉检测的准入门槛,省去大型隔振平台,让大口径光学元件不用送到专门实验室,直接在加工机位完成检测,对天文光学、光刻机光学组件、激光镜片制造都很有用;但它不是万能替代方案,如果环境扰动幅度极小、缺少足够随机振动,这套方法就缺少天然移相源,效果会下降,极端超高稳定计量场景,传统隔振干涉仪依旧不可替代。
【相关 FAQ】
问题 1:上海交大提出的这套抗扰动激光干涉测量新方法,核心思路和传统干涉测量差别在哪?
回答 1:上海交大提出的这套抗扰动激光干涉测量新方法,也就是扰动引入干涉术,不去隔离震动,而是拿环境随机扰动充当移相源,依靠配套解码算法重建面形;传统方案依靠隔振平台和精密器件规避振动。
问题 2:上海交大这个抗扰动激光干涉测量新方法,已经做出实物设备了吗?
回答 2:上海交大这个抗扰动激光干涉测量新方法,对应的原理样机已经研发完成,目标就是放到光学加工现场,实现加工和检测一体化。
问题 3:上海交大的抗扰动激光干涉测量新方法,适合用在哪些场景?
回答 3:上海交大的抗扰动激光干涉测量新方法,更适合大口径光学元件检测、光学加工车间在线测量、半导体光学组件检测这类振动无法完全消除的场景。
【参考资料】
[2026-11-10](上海交大杨佳苗团队抗扰动激光干涉测量取得突破)激光制造网
[2026-11-05](上海交大杨佳苗团队在抗扰动高精度激光干涉测量方向取得重要进展)生物通
[2026-10-25](上海交大杨佳苗团队扰动引入干涉术研究成果)上海交大新闻学术网
[2026-10-25](Disturbance-introduced interferometry: surface topography metrology beyond vibration isolation and phase-shifting control)Light: Advanced Manufacturing
[2026-10-28](扰动引入干涉术,实现免隔振纳米级面形测量)光学学报公众号
【免责声明】
本内容基于上海交大官方新闻、论文与光学行业媒体资讯整理;上海交大这套抗扰动激光干涉测量新方法当前处于原理样机阶段,量产商用时间尚未公布;测量精度为受控实验条件下结果,实际现场表现会随环境扰动、光学样品变化;本内容不构成光学检测设备采购、产线改造投资建议。
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我是乌兰科技网的签约作者“棱波汇聚官”!
希望本篇文章《上海交大杨佳苗团队提出扰动引入干涉术,打造抗扰动激光干涉测量新方案》能对你有所帮助!
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本文概览:上海交通大学自动化与感知学院杨佳苗团队联合动态光学成像与测量全国重点实验室,提出名为扰动引入干涉术(DII)的抗扰动激光干涉测量新方法,配套自研大扰动自适应自然相位解码算法,一改传统思路,不再费力隔绝环境震动,而是直接利用现场随机机械扰动充当移相源,就算没有昂贵隔振平台、不需要精密移相器件,也能在嘈杂振动环境拿到纳米级面形测量结果,相关成果已经刊登在《Light: Advanced Manufacturing》,同时团队完成原理样机,目标落地光学加工现场、大口径光学元件检测、半导体精密检测场景。传统相移干涉测量是精密面形检测的行业金标准,但它特别娇气,必须搭建专门隔振台,搭配高精度移相装置,一旦放到加工车间、大口径光学检测现场,气流、设备震动带来的扰动会直接让测量失效;这套新方法反过来接纳扰动,把环境本身的随机振动当成天然移相信号送入算法,再由自然相位解码算法筛选有效干涉帧、重建波前面形,实验数据显示,在不受控振动环境下,波前重复精度优于 0.0018λ,球面、平面测量结果和在严格隔振环境下的传统设备高度吻合,误差极低,传统干涉仪在同等条件下已经无法输出可靠数据。