干涉測量作為現(xiàn)代精密測量領域的核心技術之一，憑借其納米級測量精度和廣泛的適配性，在科研探索、工業(yè)生產(chǎn)、民生保障等多個領域發(fā)揮著不可替代的作用。近年來，我國在該領域的科研創(chuàng)新與技術應用持續(xù)取得突破，為相關行業(yè)發(fā)展注入強勁動力。本文將系統(tǒng)闡述干涉測量技術的核心原理、前沿科研成果、光源選型要求及優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品支撐，展望其應用前景。

    一、前沿科研成果：從技術突破到場景落地
    （一）量子精密測量的原創(chuàng)性突破
    2025年11月，上海交通大學張衛(wèi)平教授團隊在《科學進展》（ScienceAdvances）期刊發(fā)表重要成果，成功研發(fā)“量子孿生干涉儀”。該儀器創(chuàng)新性采用雙對糾纏光束并行配置，取代傳統(tǒng)單光路設計，從根本上解決了光強不平衡這一核心技術難題，使相位測量信噪比提升1000倍，同時具備自動校正振動、溫度波動帶來的誤差的能力。這一突破不僅大幅提升了干涉測量的精度與穩(wěn)定性，更推動我國量子精密測量領域?qū)崿F(xiàn)從“跟跑”向“原創(chuàng)引領”的跨越，其應用場景已覆蓋自動駕駛導航、早期腫瘤探測、油氣資源勘探等關鍵領域，為相關行業(yè)的技術升級提供了核心支撐。
    （二）建筑安全監(jiān)測的針對性創(chuàng)新
    2025年8月，湖南大學“星眸守城”團隊聯(lián)合相關企業(yè)，將合成孔徑雷達的干涉測量技術應用于長沙城市房屋建筑群安全風險篩查。超高層建筑易受溫度變化影響產(chǎn)生伸縮變形，可能掩蓋地基或結構本身的異常問題，給安全監(jiān)測帶來挑戰(zhàn)。對此，團隊創(chuàng)新性地在干涉相位模型中引入溫度變量，有效消除了溫度因素對測量結果的干擾，實現(xiàn)了對建筑結構異常的精準識別，為城市建筑安全保障提供了可靠的技術方案。

    二、核心原理與技術體系：精密測量的底層邏輯
    （一）測量對象與核心思想
    干涉測量的測量范圍廣泛，涵蓋長度、位移、角度、平面平整度、微小形變、介質(zhì)折射率、溫度、壓力、振動頻率等多種物理量。其核心思想是“通過條紋變化反推被測對象的微小變化”，例如激光干涉儀能夠捕捉納米級位移，正是基于微小位移引發(fā)的干涉條紋可檢測偏移效應。
    （二）干涉實現(xiàn)的關鍵條件與核心過程
    干涉測量的實現(xiàn)需滿足三大核心條件：一是同源性，參與干涉的波需來自同一波源或相干波源，確保振動規(guī)律一致；二是同頻性，各束波的振動頻率相同，避免條紋快速移動導致無法穩(wěn)定觀測；三是相位差穩(wěn)定，兩束波的相位關系不隨時間無規(guī)則變化，以保證條紋清晰可辨。
    其核心過程可分為三步：首先是波的拆分，將一束相干波（如激光）分為兩束，一束作為傳播路徑不變的“參考波”，另一束作為照射被測對象、傳播路徑或相位會隨被測對象變化的“探測波”；其次是波的疊加，讓參考波與探測波再次相遇，同相時相互加強形成亮條紋，反相時相互抵消形成暗條紋，最終呈現(xiàn)明暗交替的干涉條紋；最后是物理量反推，被測對象的微小變化會導致探測波的相位或傳播路徑改變，進而引發(fā)干涉條紋的偏移、變形或間距變化，通過測量條紋變化量即可反向計算出被測物理量的具體數(shù)值。
    （三）條紋變化與測量的關聯(lián)及典型儀器
    干涉條紋的變化量與被測物理量存在直接關聯(lián)：探測波傳播路徑每變化半個波長，條紋就會偏移一個周期；介質(zhì)折射率變化會改變波的傳播速度，間接導致相位差變化，并反映在條紋明暗程度上。在各類干涉測量技術中，光學干涉測量應用最為廣泛，邁克爾遜干涉儀、泰曼-格林干涉儀等是典型設備。以邁克爾遜干涉儀為例，其核心結構可概括為“光源→分束鏡→（反射鏡M1→分束鏡）+（反射鏡M2→分束鏡）→探測器”，兩束光在探測器處疊加形成干涉條紋，當反射鏡M2移動時，光程差發(fā)生變化，條紋便會出現(xiàn)移動或明暗交替現(xiàn)象。

    三、光源選型：干涉測量的關鍵支撐
    光源的性能直接決定干涉測量的精度與穩(wěn)定性，其中相干性和單色性是核心評價指標。
    （一）相干性要求
    相干性分為時間相干性和空間相干性。時間相干性方面，普通白光的相干長度僅為微米級，僅適用于牛頓環(huán)等短光程差場景；而激光（如氦氖激光）的相干長度可達數(shù)十米，部分固體激光器的相干長度更超過100米，是絕大多數(shù)精密干涉測量的首選?？臻g相干性方面，要求光源的發(fā)光面足夠小，或通過光闌限制發(fā)光范圍，以保證拆分后的兩束波振動規(guī)律一致。擴展光源需搭配小孔光闌才能滿足需求，而激光本身是高度定向的點光源，空間相干性極佳，無需額外復雜處理。
    （二）單色性要求
    單色性指光源發(fā)出光的波長單一程度，直接影響干涉條紋的清晰度和測量精度。波長越單一，干涉條紋的對比度越高，可避免多波長疊加導致的條紋重疊、模糊問題。普通復色光（如白光）僅能產(chǎn)生有限的彩色干涉條紋，無法滿足精密測量需求；而激光、單色燈等單色光源波長固定，能形成穩(wěn)定的明暗條紋，是精密干涉測量的必需光源。

    四、應用展望與總結
    干涉測量技術以其超高精度和廣泛適配性，已成為推動科研創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)升級的關鍵技術支撐。從量子精密測量的原創(chuàng)突破到城市建筑安全的實際應用，從基礎物理研究到民生保障領域，其應用邊界持續(xù)拓展。而優(yōu)質(zhì)光源的研發(fā)與應用，為干涉測量技術的性能提升提供了核心硬件保障。
    未來，隨著量子技術、激光技術的持續(xù)進步，干涉測量技術將在更多前沿領域?qū)崿F(xiàn)突破，如更精密的醫(yī)療診斷、更可靠的自動駕駛、更高效的資源勘探等。為干涉儀測量技術的規(guī)模化應用賦能。在科研團隊與企業(yè)的協(xié)同發(fā)力下，干涉測量技術必將在更多領域創(chuàng)造價值，為社會發(fā)展與科技進步提供更強有力的支撐。