[新启航]新启航激光频率梳方案：击穿光学遮挡壁垒，以 2μm 精度实现 130mm 深孔 3D 轮廓测量

摘要：本文介绍新启航激光频率梳方案，其凭借创新技术击穿深孔测量中光学遮挡壁垒，在 130mm 深度的深孔测量中，以 2μm 精度实现 3D 轮廓测量，为深孔测量技术带来重大突破，为高端制造业发展提供关键技术支持。

关键词：激光频率梳方案；光学遮挡；2μm 精度；130mm 深孔；3D 轮廓测量

一、引言

在高端制造领域，深孔零件的 3D 轮廓精度对产品性能起着决定性作用。然而，深孔测量过程中，光学遮挡如同难以逾越的壁垒，严重阻碍精确测量。传统测量技术无法满足 130mm 深孔高精度 3D 轮廓测量需求，新启航激光频率梳方案的出现，为攻克这一难题带来了希望。

二、深孔测量中光学遮挡的阻碍

深孔的特殊结构导致光线在孔内传播时极易发生遮挡。传统光学测量技术在面对 130mm 深孔时，光线无法有效到达孔底及复杂内壁结构处，大量测量区域形成盲区。这使得获取的测量数据残缺不全，难以实现对深孔 3D 轮廓的完整重构。同时，光线反射受遮挡影响发生畸变，导致测量精度大幅下降，无法满足现代工业对深孔测量的高精度要求。

三、新启航激光频率梳方案的技术原理

新启航激光频率梳方案基于飞秒激光锁模技术，产生一系列等间隔光频脉冲序列。其核心在于精确锁定载波包络偏移频率f_{\text{ceo}}，并利用独特的同轴落射测距设计。测量时，超短脉冲激光经分光分为测量光与参考光，测量光投射至深孔内壁，不同位置反射光光程差异使干涉信号频谱携带深度信息。通过傅里叶变换解析干涉信号相位延迟，结合光频梳精确频率标尺，能够精准计算深孔内壁各点三维坐标，进而实现 3D 轮廓测量 。这种技术从原理上规避了光线因遮挡导致的信号缺失问题，为深孔测量提供了可靠的技术路径。

四、2μm 精度实现 130mm 深孔 3D 轮廓测量的成果

新启航激光频率梳方案在实际应用中展现出强大优势。在 130mm 深孔测量实验中，该方案稳定实现 2μm 的高精度测量。相较于传统测量方法，其测量效率大幅提升，单次扫描仅需数分钟即可完成深孔 3D 轮廓测量。以某航天发动机深孔部件为例，传统测量方法无法识别的微小轮廓偏差，新启航方案不仅能够清晰呈现，还能精准量化，为产品质量把控提供了可靠数据支持，证明了该方案在深孔 3D 轮廓测量中的先进性与实用性。

激光频率梳3D光学轮廓测量系统简介：

20世纪80年代，飞秒锁模激光器取得重要进展。2000年左右，美国J.Hall教授团队凭借自参考f-2f技术，成功实现载波包络相位稳定的钛宝石锁模激光器，标志着飞秒光学频率梳正式诞生。2005年，Theodor.W.Hänsch（德国马克斯普朗克量子光学研究所）与John.L.Hall（美国国家标准和技术研究所）因在该领域的卓越贡献，共同荣获诺贝尔物理学奖。​

系统基于激光频率梳原理，采用500kHz高频激光脉冲飞行测距技术，打破传统光学遮挡限制，专为深孔、凹槽等复杂大型结构件测量而生。在1m超长工作距离下，仍能保持微米级精度，革新自动化检测技术。​

核心技术优势​

①同轴落射测距：独特扫描方式攻克光学“遮挡”难题，适用于纵横沟壑的阀体油路板等复杂结构；​

（以上为新启航实测样品数据结果）

②高精度大纵深：以±2μm精度实现最大130mm高度/深度扫描成像；​

（以上为新启航实测样品数据结果）

③多镜头大视野：支持组合配置，轻松覆盖数十米范围的检测需求。

（以上为新启航实测样品数据结果）