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中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)溫度基準(zhǔn)測(cè)量研究獲進(jìn)展
2025年12月09日 09:54:59
來(lái)源：化工儀器網(wǎng) 作者：楊 點(diǎn)擊量：182
研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地推動(dòng)了從“光強(qiáng)測(cè)量”到“頻率測(cè)量”的范式轉(zhuǎn)變。通過(guò)腔模色散光譜技術(shù)，利用模式線(xiàn)寬僅0.6kHz的高精細(xì)度光學(xué)腔，對(duì)一氧化碳分子R(10)(3?0)躍遷在低氣壓(2?17Pa)下的光譜進(jìn)行全頻域精密探測(cè)。
近日，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)在溫度基準(zhǔn)測(cè)量方面取得進(jìn)展，采用全頻域測(cè)量方法，實(shí)現(xiàn)了無(wú)線(xiàn)型模型依賴(lài)的ppm級(jí)精度多普勒展寬測(cè)溫(DBT)。
溫度基準(zhǔn)測(cè)量是指建立高精度、高復(fù)現(xiàn)性的溫度標(biāo)準(zhǔn)，為溫度量值提供最根本的參照。溫度作為國(guó)際單位制七個(gè)基本物理量之一，其準(zhǔn)確測(cè)量在基礎(chǔ)科學(xué)、工業(yè)制造、氣象環(huán)境、生物醫(yī)療等領(lǐng)域具有至關(guān)重要的作用。傳統(tǒng)溫度測(cè)量往往依賴(lài)實(shí)物溫度計(jì)或經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，而基?a href="http://torontopetheaven.com/product/t240/list.html" target="_blank">光譜學(xué)的測(cè)溫方法通過(guò)分析物質(zhì)吸收或發(fā)射光譜中的物理效應(yīng)反演溫度，具備非接觸、抗干擾、適用于極端環(huán)境等優(yōu)勢(shì)，被視為下一代溫度基準(zhǔn)的重要方向。
高精度的溫度基準(zhǔn)不僅是科學(xué)實(shí)驗(yàn)可靠性的保證，也直接支撐高端制造、能源計(jì)量、航天探測(cè)等國(guó)家重大需求。例如，在半導(dǎo)體工藝、航天發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試、深海勘探等場(chǎng)景中，溫度的微小偏差可能導(dǎo)致材料性能異常或系統(tǒng)失效。建立獨(dú)立于具體器件、基于基本物理常數(shù)的溫度測(cè)量體系，有助于實(shí)現(xiàn)全球范圍內(nèi)的溫度標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，提升測(cè)量科學(xué)的自主性和國(guó)際話(huà)語(yǔ)權(quán)。
研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地推動(dòng)了從“光強(qiáng)測(cè)量”到“頻率測(cè)量”的范式轉(zhuǎn)變。通過(guò)腔模色散光譜技術(shù)，利用模式線(xiàn)寬僅0.6kHz的高精細(xì)度光學(xué)腔，對(duì)一氧化碳分子R(10)(3?0)躍遷在低氣壓(2?17Pa)下的光譜進(jìn)行全頻域精密探測(cè)。該方法避免了傳統(tǒng)光譜擬合中對(duì)線(xiàn)型模型的依賴(lài)，直接通過(guò)頻率數(shù)據(jù)提取多普勒展寬信息，從而顯著降低了系統(tǒng)誤差，最終實(shí)現(xiàn)了ppm級(jí)別的測(cè)溫不確定度。
全頻域測(cè)量策略為光譜測(cè)溫提供了新范式，使得溫度反演更直接、更可靠，尤其適用于低壓、微區(qū)、高溫等復(fù)雜環(huán)境。同時(shí)，該技術(shù)可拓展至大氣遙感、燃燒診斷、星際分子探測(cè)等領(lǐng)域，為相關(guān)科學(xué)儀器開(kāi)發(fā)奠定基礎(chǔ)。這項(xiàng)研究不僅推動(dòng)了溫度基準(zhǔn)向更高精度邁進(jìn)，也為我國(guó)在量子計(jì)量與精密測(cè)量領(lǐng)域參與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制定提供了關(guān)鍵技術(shù)儲(chǔ)備。
相關(guān)研究成果Gavity-Enhanced Doppler-Broadening Thermometry via All-Frequency Metrology于近日發(fā)表在《物理評(píng)論快報(bào)》(Physical Review Letters)上。該成果與團(tuán)隊(duì)近期在《科學(xué)進(jìn)展》上發(fā)表的線(xiàn)強(qiáng)度比測(cè)溫法工作形成互補(bǔ)，創(chuàng)造了光譜學(xué)溫度計(jì)量精度的新紀(jì)錄。
參考來(lái)源： 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
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