基于微纳光学光场调控的超精密位移检测技术及进展

臧昊峰1,2,3，鲁拥华1,3，王沛1,3（1中国科学技术大学物理学院光学与光学工程；2光电信息获取与防护技术全国重点实验室；3安徽省光电子科学与技术重点实验室）

摘要：系统综述了微纳光学的光场调控技术在超精密位移检测领域的最新研究进展，重点探讨了微纳光学赋能的新型位移检测方案及其在提升检测精度与系统集成度方面的重要作用。详细归纳了三类代表性技术路径：基于结构光场奇点效应的精细光尺方法、基于光学天线共振模式局域场增强的位移传感技术，以及基于超表面多功能调控的高精度位移检测技术。对微纳光学的研究可实现对光波前振幅、相位和偏振等自由度的高精度调控，基于微纳光学新结构、新效应、新方法，可实现纳米量级至皮米量级的位移分辨率，显著提升位移测量灵敏度、多维信息获取能力与环境适应性。当前，该领域正朝着智能检测方向快速发展，通过融合低成本纳米加工、人工智能辅助信号处理和多物理场耦合测量等先进技术，有效推动微纳光学超精密位移检测在半导体制造、生物显微成像和航空航天等领域的规模化应用，将为高端装备制造与精密工程提供新一代核心测量技术支撑。

关键词：微纳光学；结构光场；光学天线；超表面；精密测量；位移检测