基于超表面的皮米精度测量前沿进展

梁茂伟1，2，高宇斌1，秦山河1，2，马耀光1，2（1浙江大学光电科学与工程学院极端光学技术与仪器全国重点实验室；2浙江大学杭州国际科创中心）

摘要：随着微电子器件跨入亚纳米制程节点，关键工艺中原子级位移偏差已超越传统测量技术极限，具有皮米级（10-12 m）精度的光学位移传感器件成为解决制造瓶颈的关键。超表面凭借其突破性的高集成度、轻量化架构与强电磁波调控能力，为新一代精密测量系统提供了颠覆性解决方案。本文以纳米天线电磁响应原理为起点，介绍超表面对自由空间光场的调控机制，及其在高精度位移检测等方面的应用原理，揭示其相较于传统光学元件的本质优势；通过系统综述基于纳米天线的皮米级位移传感系统及涵盖亚纳米至皮米精度的超表面位移测量技术，总结其在极端尺度测量的应用潜力。同时，基于当前微纳加工技术在位移测量方向面临的关键技术挑战，探讨突破现有性能边界的发展路径，为未来皮米精度测量技术的发展指明方向。

关键词：超表面；皮米光子学；光学精密测量；极端制造