測量技術(shù)與儀器涉及所有物理量的測量,對于材料、工程科學(xué)、能源科學(xué)關(guān)系密切.目前的發(fā)展趨勢有以下幾點(diǎn):

(1)以自然基準溯源和傳遞,同時(shí)在不同量程實(shí)現國際比對.如果自己沒(méi)有能力比對就要依靠其它國家.

(2)高精度.目前半導體工藝的典型線(xiàn)寬為0.25μm,并正向0.18μm過(guò)渡,2009年的預測線(xiàn)寬是0.07μm.如果定位要求占線(xiàn)寬的1/3,那么就要求10nm量級的精度,而且晶片尺寸還在增大,達到300mm.這就意味著(zhù)測量定位系統的精度要優(yōu)于3×10的-8次方,相應的激光穩頻精度應該是10的-9次方數量級.

(3)高速度.目前加工機械的速度已經(jīng)提高到1m/sec以上,上世紀80年

代以前開(kāi)發(fā)研制的儀器已不適應市場(chǎng)的需求.例如惠普公司的干涉儀市場(chǎng)大部分被英國Renishaw所占領(lǐng),其原因是后者的速度達到了1m/sec.

(4)高靈敏,高分辨,小型化.如將光譜儀集成到一塊電路板上.

(5)標準化.通訊接口過(guò)去常用GPIB,RS232,目前有可能成為替代物的高性能標準是USB、IEEE1394和VXI.現在,技術(shù)領(lǐng)先者設法控制技術(shù)標準,參與標準制訂是儀器開(kāi)發(fā)的基礎研究工作之一.


　　我國儀器科技的發(fā)展現狀

(1)由于長(cháng)期習慣于仿制國外產(chǎn)品,我國的儀器儀表工業(yè)缺乏創(chuàng )新能力,跟不上科學(xué)研究和工程建設的需要.

(2)我國儀器科學(xué)與技術(shù)研究領(lǐng)域積累了大量科研成果,許多成果處于國際領(lǐng)先水平,有待篩選、提高和轉化,但產(chǎn)業(yè)化程度很低,沒(méi)有形成具有國際競爭力的完整產(chǎn)業(yè).

未來(lái)發(fā)展趨勢

1.發(fā)展方向與學(xué)科前沿

(1)配合數控設備的技術(shù)創(chuàng )新(如主軸速度,精度創(chuàng )成)

　　數控設備的主要誤差來(lái)源可分為幾何誤差(共有21項)和熱誤差.對于重復出現的系統誤差,可采用軟件修正;對于隨機誤差較大的情況,要采用實(shí)時(shí)修正方法.對于熱誤差,一般要通過(guò)溫度測量進(jìn)行修正.我國機床行業(yè)市場(chǎng)萎縮同時(shí)又大量進(jìn)口國外設備的原因之一就是因為這方面的技術(shù)沒(méi)有得到推廣應用.為此,需要高速多通道激光干涉儀:其測量速度達60m/min以上,采樣速度達5000次/sec以上,以適應熱誤差和幾何誤差測量的需要.空氣折射率實(shí)時(shí)測量應達到2×10的-7次方水平,其測量結果和長(cháng)度測量結果可同步輸入計算機.

(2)運行和制造過(guò)程的監控和在線(xiàn)檢測技術(shù)

　　綜合運用圖像、頻譜、光譜、光纖以及其它光與物質(zhì)相互作用原理的傳感器具有非接觸、高靈敏度、高柔性、應用范圍廣的優(yōu)點(diǎn).在這個(gè)領(lǐng)域綜合創(chuàng )新的天地十分廣闊,如振動(dòng)、粗糙度、污染物、含水量、加工尺寸及相互位置等.

(3)配合信息產(chǎn)業(yè)和生產(chǎn)科學(xué)的技術(shù)創(chuàng )新

為了在開(kāi)放環(huán)境下求得生存空間,沒(méi)有自主創(chuàng )新技術(shù)是沒(méi)有出路的.

　　因此應該根據有專(zhuān)利權、有技術(shù)含量、有市場(chǎng)等原則選擇一些項目予以支持.根據當前發(fā)展現狀,信息、生命醫學(xué)、環(huán)保、農業(yè)等領(lǐng)域需要的產(chǎn)品應給予優(yōu)先支持.如醫學(xué)中介入治療的精密儀器設備、電子工業(yè)中的超分辨光刻和清潔方法和機理研究等.

2.優(yōu)先領(lǐng)域

　　在基礎研究的初期,對于能否有突破性進(jìn)展是很難預測的.但是,當已經(jīng)取得突破性進(jìn)展時(shí),則需要有一個(gè)轉化機制以進(jìn)入市場(chǎng).

(1)納米溯源技術(shù)和系統.

(2)介入安裝和制造的坐標跟蹤測量系統.