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科学时报讯（通讯员周襄楠 记者刘英楠）７月４日，经中国计量科学研究院严格测试，世界上首批纳米激光器测尺在清华大学问世。该尺测量物体变形、位移精度高达７９纳米，并且操作简单，可自行校准、直接读数，应用范围广泛，从机械零件位移到大型水坝变形，都有其用武之地。
纳米激光器测尺的外观结构相当简单，看上去就像把一根细细的放射着红中透白光线的玻璃管，装在一个两端封闭的直径３０毫米的石英玻璃管里，而石英玻璃管只比人的手掌稍长一些。它的神奇之处在于，测尺发射激光束，激光自身就能感知外界物体位移的大小，推动圆筒形激光器一头伸出的测量杆，立刻就能显示推动了多少距离。
这是名副其实的纳米量级的激光尺――它以红光波长的１／８――７９纳米为单位，可测量１２毫米长度内任何７９纳米的微小移动，线性度达到十万分之几。如果做一个形象的比较，人的一根头发丝的直径为７０微米，比７９纳米的８８６倍还要多。
除了测量范围大、精度高之外，纳米激光器测尺的另外一个非常显著的优点就是，它能够自行校准自己的“刻度”，直接读出它的测量对象位移了多少。而不像其他测量移动的传感器，例如电容位移传感器、电涡流位移传感器、电感位移传感器等，都需用另外的仪器校准，然后才能用于测量。
为在细微的红光波长和机床、水坝之间建立起联系，清华大学精密测试技术及仪器国家重点实验室教授张书练带领课题组进行了１０年的研究工作。
张书练介绍，国内外一些科学家之前也曾做过将激光器直接发展成位移传感器的尝试，但因为原理上的缺陷，解决不了位移方向识别等难题，不得不放弃这个研究方向。灵感出现十分偶然――他和课题组同事在自行设计的双频激光器的研究中发现了一个新现象：激光器内部的一个反射镜片移动一个微小距离，激光器内部光的电场振动方向就改变一次。
经过多年构思，张书练等通过激光技术和计量学科领域的交叉渗透，将这些现象转化成一项发明：只要数出电场振动方向变化的次数，就能算出推动者的移动大小。同时，他们还研究出一套成熟的实施技术，纳米激光器测尺应运而行。有关这套技术的两项发明专利，都已经获得国家授权。
张书练说：“这个发明可广泛应用于热膨胀系数，机械零件、部件的位移测量，量块标定，以及桥梁、水坝、建筑物的变形测量等。”未来更可能在很大程度上代替目前广泛使用的电感测微仪。他提到，少量的纳米激光器测尺，近期即可在研究部门、工业部门中投入使用。
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