計量與前沿科技

計量學(xué)是測量及其應(yīng)用的科學(xué)，是一門研究測量理論和實踐的綜合性學(xué)科，計量前沿科技進步往往成為重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)的基點，為許多重要基礎(chǔ)科學(xué)問題的研究帶來突破，同時其他學(xué)科前沿科技發(fā)展也為計量領(lǐng)域帶來新的測量方法和手段，促進計量科技不斷進步。

在國防科技工業(yè)關(guān)注的微納尺度、飛秒激光、太赫茲、量子化、信息域等前沿計量科技領(lǐng)域，美國國家標準與技術(shù)研究院（NIST）、英國國家物理實驗室（NPL）、德國物理技術(shù)研究院（PTB）等先進計量技術(shù)機構(gòu)持續(xù)開展研究，處于國際領(lǐng)先水平。

德國PTB正在研制計量型原子力顯微鏡、大范圍掃描探針顯微鏡和微/納三坐標測量機等納米幾何結(jié)構(gòu)測量基準儀器，并研制了多種線寬、線間隔、臺階高度等標準樣本。

美國科學(xué)家用20MHz飛秒脈沖激光相干雷達對快速移動目標進行了高精度測距和測速試驗，結(jié)合飛秒脈沖激光和啁啾光纖布拉格光柵技術(shù)，實現(xiàn)了信噪比大于25dB的亞毫米測距精度。

脈沖技術(shù)是太赫茲頻段的基礎(chǔ)技術(shù)，在通信、雷達、成像等方面具有關(guān)鍵性地位。德國PTB基于電光取樣技術(shù)，利用飛秒激光和光導(dǎo)開關(guān)實現(xiàn)太赫茲脈沖的產(chǎn)生和探測，取樣測量帶寬可達600GHz，可溯源到光學(xué)延時線。

基于激光等技術(shù)的新型量子頻標是未來國際研究的主流方向，應(yīng)用潛力極大，包括銫噴泉鐘、離子頻標、光鐘等。美國NIST研制的鐿原子鐘，穩(wěn)定度達到10-18量級，若由150億年前宇宙誕生之初開始走動，到今天仍不會出現(xiàn)1秒誤差。

美國NIST最早提出信息計量概念，并將其列為計量的重要領(lǐng)域。部分歐美發(fā)達國家以及日本的國家計量研究機構(gòu)相繼成立了相關(guān)研究部門，其研究成果已經(jīng)在很大程度上推動了這些國家信息技術(shù)的高速發(fā)展?！?/p>