第一臺(tái)超精密特種形狀測(cè)量?jī)x、第一臺(tái)圓柱度測(cè)量國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)裝置、第一臺(tái)超大型超精密氣磁隔微振平臺(tái)、第一臺(tái)超大型雙軸精密測(cè)量轉(zhuǎn)臺(tái)……超精密儀器精度能達(dá)到納米、亞納米甚至皮米量級(jí)，堪稱為高精尖大國(guó)重器裝上“眼睛”。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)孕育了我國(guó)第一個(gè)儀器專業(yè)與學(xué)科，擁有深厚的歷史底蘊(yùn)和卓越的創(chuàng)新實(shí)力。經(jīng)過百余年探索與創(chuàng)新，哈工大儀器科學(xué)與技術(shù)學(xué)科（簡(jiǎn)稱“儀器學(xué)科”）在歷次全國(guó)一級(jí)學(xué)科評(píng)估中名列前茅，在軟科世界一流學(xué)科排名中連續(xù)八年位列第一。

挑戰(zhàn)尖端，儀器報(bào)國(guó)。在中國(guó)工程院院士譚久彬引領(lǐng)下，哈工大儀器科學(xué)與工程學(xué)院（簡(jiǎn)稱“儀器學(xué)院”）不斷創(chuàng)新突破，積累了大量核心技術(shù)，取得了一大批具有國(guó)際領(lǐng)先水平的重大創(chuàng)新成果，有力推動(dòng)了國(guó)內(nèi)高端超精密儀器與高端裝備的進(jìn)步。

瞄準(zhǔn)“儀器報(bào)國(guó)”

加快新一代高精尖裝備技術(shù)研發(fā)，離不開超精密儀器。然而，超精密儀器設(shè)備買不來、求不來、換不來，想要實(shí)現(xiàn)突破，就必須要靠自主研發(fā)。

動(dòng)態(tài)雙頻激光干涉儀是高端超精密設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)集成和調(diào)試過程中必不可少的高端精密儀器。2023年，在譚久彬院士指導(dǎo)下，哈工大儀器學(xué)院胡鵬程教授團(tuán)隊(duì)研制出“甚多軸高速超精密激光干涉儀系統(tǒng)”，在首屆“金燧獎(jiǎng)”中國(guó)光電儀器品牌榜中榮獲金獎(jiǎng)。消息一出，引發(fā)業(yè)內(nèi)廣泛關(guān)注。

“團(tuán)隊(duì)十余年磨一劍，研制的系列多軸高速超精密激光干涉儀系統(tǒng)，能夠在線、實(shí)時(shí)獲取超精密裝備高速運(yùn)動(dòng)模塊的納米級(jí)相對(duì)位置。”胡鵬程說，這項(xiàng)成果不僅可以嵌入超精密裝備作為其高速運(yùn)動(dòng)的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，還可在各種精密工程中充當(dāng)通用的超高精度激光尺。

這是哈工大儀器學(xué)科奮發(fā)作為、追求卓越的一個(gè)縮影。自1920年建校初期建立測(cè)量實(shí)驗(yàn)室，哈工大儀器學(xué)科發(fā)展已有百余年歷史。新中國(guó)成立后，哈工大成為國(guó)家確定的首批6所重點(diǎn)大學(xué)之一，學(xué)科建設(shè)步伐加快。1949年，哈工大設(shè)立測(cè)量專業(yè)，并逐步轉(zhuǎn)向精密儀器的設(shè)計(jì)與制造；1952年，擴(kuò)建測(cè)量?jī)x器、精密儀器和電工計(jì)量等實(shí)驗(yàn)室；1956年，哈工大儀器制造系成立，標(biāo)志著儀器學(xué)科體系初步形成。

譚久彬院士回憶說，儀器制造系開設(shè)精密機(jī)械儀器、光學(xué)儀器、電磁儀器、計(jì)時(shí)儀器、激光技術(shù)和儀器制造工藝等6個(gè)專業(yè)，并建立儀器零件教研室、公差教研室。這使哈工大成為儀器專業(yè)領(lǐng)域最早建系、最早成體系培養(yǎng)高端精密儀器人才的高校。

為適應(yīng)國(guó)家發(fā)展需求，2018年10月8日，哈工大正式成立儀器科學(xué)與工程學(xué)院，旨在進(jìn)一步整合學(xué)科資源，支撐儀器強(qiáng)國(guó)建設(shè)。

遵循學(xué)科發(fā)展規(guī)律，學(xué)院設(shè)有精密儀器、測(cè)控技術(shù)與儀器、智能感知工程三個(gè)本科專業(yè)，建有超精密儀器及智能化工業(yè)和信息化部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、國(guó)家光刻機(jī)產(chǎn)業(yè)計(jì)量測(cè)試中心（在建）等科研平臺(tái)；為打造儀器領(lǐng)域國(guó)家戰(zhàn)略科技力量，組建了全國(guó)唯一一個(gè)實(shí)體型精密儀器工程研究院；并成為中國(guó)計(jì)量測(cè)試學(xué)會(huì)計(jì)量?jī)x器專業(yè)委員會(huì)和中國(guó)儀器儀表學(xué)會(huì)顯微儀器分會(huì)掛靠單位。

在科學(xué)研究方面，哈工大儀器學(xué)科率先提出并一直堅(jiān)持“大團(tuán)隊(duì)、大平臺(tái)、大項(xiàng)目、大成果”的特色發(fā)展模式，并凝練出“真需求、真問題、真創(chuàng)新、真解決、真應(yīng)用”的科研文化理念。這支百余人的科研團(tuán)隊(duì)，盡管年輕，卻承擔(dān)著國(guó)家最急需的重大任務(wù)。

第一臺(tái)超精密特種形狀測(cè)量?jī)x、第一臺(tái)圓柱度測(cè)量國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)裝置、第一臺(tái)深微尺度計(jì)量最高標(biāo)準(zhǔn)裝置、第一臺(tái)超大型超精密隔微振裝置、第一臺(tái)超大型雙軸精密測(cè)量轉(zhuǎn)臺(tái)、第一臺(tái)空間相機(jī)寬幅探測(cè)器拼接儀、第一臺(tái)納米分辨力共焦顯微測(cè)量?jī)x器、第一臺(tái)納弧級(jí)三軸激光自準(zhǔn)直儀等。一大批超精密儀器從這里誕生，精度能達(dá)到納米、亞納米甚至皮米量級(jí)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控精密操作的每一個(gè)細(xì)節(jié)，如同為高精尖大國(guó)重器裝上“眼睛”。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，近年來哈工大儀器學(xué)科團(tuán)隊(duì)承擔(dān)國(guó)家科技重大專項(xiàng)、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家重大工程等項(xiàng)目40余項(xiàng)，榮獲國(guó)家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、二等獎(jiǎng)3項(xiàng)，國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)1項(xiàng)，省部級(jí)科技成果獎(jiǎng)一、二等獎(jiǎng)30余項(xiàng)，累計(jì)成功研制6種國(guó)家級(jí)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置、50余種上千臺(tái)套大型超精密儀器與裝備，在解決高精尖裝備研制生產(chǎn)中的超精密測(cè)量難題方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。

“我們一定要把教育家精神和科學(xué)家精神結(jié)合起來，做大學(xué)問、大先生，才能培養(yǎng)高層次人才，做出高水平學(xué)術(shù)成果。”譚久彬院士的這番話，揭示著哈工大儀器學(xué)科在科研道路上的價(jià)值追求——瞄準(zhǔn)“儀器報(bào)國(guó)”，勇敢“挑戰(zhàn)尖端”。

在哈爾濱工業(yè)大學(xué)超精密光電儀器工程研究所，譚久彬院士（右）指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（資料照片）   哈工大儀器學(xué)院供圖

堅(jiān)持“為國(guó)育才”

“能不能吃苦？敢不敢接受挑戰(zhàn)？”導(dǎo)師譚久彬院士的發(fā)問，讓哈工大儀器學(xué)院院長(zhǎng)崔俊寧記憶猶新。在這個(gè)以“嚴(yán)”聞名的團(tuán)隊(duì)，加班到凌晨是常態(tài)。

1992年，譚久彬率領(lǐng)三人課題組白手起家。實(shí)驗(yàn)室條件簡(jiǎn)陋，僅有一張借來的桌子，他卻“除了睡覺吃飯，一頭扎進(jìn)科研”，常奔波于北京、上海等地頂尖科研院所“蹭”實(shí)驗(yàn)設(shè)備。

歷經(jīng)挫敗，愈挫愈勇。2007年2月27日，其團(tuán)隊(duì)“超精密特種形狀測(cè)量技術(shù)與裝置”獲國(guó)家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。

譚久彬并未止步，結(jié)合國(guó)際技術(shù)趨勢(shì)持續(xù)攻關(guān)。“大型超精密儀器研發(fā)不可能短時(shí)間出成果，要能吃苦、有毅力韌勁，一干十幾年甚至幾十年，更需一代代儀器人前赴后繼。”他說。

“95后”趙唯淞是團(tuán)隊(duì)里一名青年教師，28歲時(shí)憑借在超分辨顯微儀器技術(shù)方面取得重要突破，從助理教授破格晉升為研究員，次年獲得國(guó)家自然科學(xué)基金優(yōu)秀青年科學(xué)基金項(xiàng)目資助。短短幾年內(nèi)，在光學(xué)顯微成像及其在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用領(lǐng)域，他以第一作者或通訊作者身份發(fā)表了多篇國(guó)際頂尖期刊論文，獲得學(xué)術(shù)界認(rèn)可。

“無論是基礎(chǔ)研究還是技術(shù)創(chuàng)新，都需要挑戰(zhàn)尖端的勇氣和長(zhǎng)年累月的潛心耕耘。”趙唯淞說，在團(tuán)隊(duì)中，他有機(jī)會(huì)緊密圍繞國(guó)家重大需求，參與儀器領(lǐng)域國(guó)家重大科技難題和國(guó)際前沿學(xué)術(shù)問題研究，在“毫厘之爭(zhēng)”中把科研攻關(guān)做到極致。

“站在巨人的肩膀上成長(zhǎng)”，“用創(chuàng)新打破技術(shù)壁壘，用青春丈量微觀世界”，是哈工大儀器學(xué)科不少年輕人的共同感受。在青年教師常笛看來，哈工大儀器學(xué)科擁有“大團(tuán)隊(duì)、大項(xiàng)目、大平臺(tái)、大成果”，在這里不用擔(dān)心經(jīng)費(fèi)、項(xiàng)目和課題，可以心無旁騖地向著自己的研究方向去攻關(guān)、去沖鋒，去做國(guó)家最需要的事。

“哈工大青年儀器人必須具備儀器報(bào)國(guó)的情懷、挑戰(zhàn)尖端的能力、百折不撓的精神和國(guó)際前沿的視野。”哈工大儀器學(xué)院黨委書記楊彬說，學(xué)科秉承“情懷引領(lǐng)、交叉創(chuàng)新、團(tuán)隊(duì)協(xié)同、實(shí)戰(zhàn)錘煉”的發(fā)展理念，逐漸形成獨(dú)具特色的拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式。

從這里走出的學(xué)生，以工程能力強(qiáng)、敢于挑戰(zhàn)國(guó)際前沿尖端問題而著稱。每年培養(yǎng)的200余名碩博士研究生，多數(shù)會(huì)進(jìn)入航天工業(yè)部門、科研院所、高科技企事業(yè)單位，投身科研報(bào)國(guó)；近3年，本科畢業(yè)生中近80%選擇繼續(xù)深造，磨煉本領(lǐng)、挑戰(zhàn)尖端。學(xué)院成立以來，累計(jì)輸送540余名畢業(yè)生到重要領(lǐng)域重點(diǎn)科研院所，從事科學(xué)技術(shù)研究、開發(fā)或管理工作，為國(guó)家安全和航天建設(shè)貢獻(xiàn)力量。

全國(guó)高校黃大年式教師團(tuán)隊(duì)、全國(guó)“雙帶頭人”黨支部書記工作室、全國(guó)青年文明號(hào)、全國(guó)卓越工程師培養(yǎng)改革優(yōu)秀校企導(dǎo)師組、黑龍江省青年五四獎(jiǎng)?wù)录w……哈工大儀器學(xué)科團(tuán)隊(duì)用夜以繼日的奮斗，留下一串閃光的見證。

與時(shí)代前沿共振

光線分布不均是室內(nèi)采光的常見問題，傳統(tǒng)窗簾在保護(hù)隱私的同時(shí)，會(huì)阻擋自然光。今年5月，在第34屆哈爾濱國(guó)際經(jīng)濟(jì)貿(mào)易洽談會(huì)上，一款哈工大儀器學(xué)院科技成果轉(zhuǎn)化的新型自然采光窗簾吸引不少關(guān)注。

“我們采用光學(xué)PC材料，相比傳統(tǒng)布簾，光照亮度提高3～4倍，采光深度提高10倍以上。拉上后透光不透景，保護(hù)隱私，確保陽光進(jìn)入室內(nèi)，帶來全新采光體驗(yàn)。”這款窗簾的制造商榮儀尚科光電技術(shù)（哈爾濱）有限公司相關(guān)負(fù)責(zé)人谷婧琪說，自2021年通過哈工大儀器學(xué)院科技成果轉(zhuǎn)化成立公司以來，致力于將前沿光學(xué)技術(shù)轉(zhuǎn)化為實(shí)際應(yīng)用，推動(dòng)微光學(xué)產(chǎn)品發(fā)展。

“通過組織化、體系化推進(jìn)技術(shù)轉(zhuǎn)化工作，學(xué)院不斷加強(qiáng)重大產(chǎn)業(yè)技術(shù)孵化，提高成果轉(zhuǎn)化比例和效益。”哈工大儀器學(xué)院院長(zhǎng)崔俊寧說，如今學(xué)院每月都召開專題會(huì)議，研究以專利轉(zhuǎn)讓、授權(quán)、共享等方式，重點(diǎn)培育新一代光刻裝備技術(shù)、超分辨高通量顯微儀器技術(shù)、新一代光柵測(cè)量技術(shù)、納弧級(jí)三軸激光自準(zhǔn)直技術(shù)、自然采光照明技術(shù)、超聲刀技術(shù)及聲光材料應(yīng)用產(chǎn)業(yè)。結(jié)合黑龍江農(nóng)業(yè)大省的區(qū)域優(yōu)勢(shì)，推動(dòng)校地合作，布局智慧農(nóng)業(yè)傳感器與檢測(cè)儀器產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，將科研成果轉(zhuǎn)化為實(shí)際生產(chǎn)力。

國(guó)際合作與交流是邁向世界一流大學(xué)前列的必由之路。哈工大儀器學(xué)院已連續(xù)主辦13屆國(guó)際工程測(cè)量與儀器學(xué)術(shù)研討會(huì)，連續(xù)主辦3屆高端測(cè)量?jī)x器國(guó)際高層論壇和4屆顯微儀器國(guó)際高層論壇，不斷以嶄新面貌亮相國(guó)際學(xué)術(shù)交流的舞臺(tái)，不斷提升哈工大儀器學(xué)院學(xué)科的國(guó)際影響力，形成深度合作交流的新局面。

值得一提的是，2022年9月，團(tuán)隊(duì)成員、儀器學(xué)院教授劉儉被國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織聘請(qǐng)為ISO8785-1998（產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范—表面缺陷—術(shù)語、定義和參數(shù)）標(biāo)準(zhǔn)修訂的項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，這是中國(guó)在產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范（GPS）領(lǐng)域首次牽頭組織國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織標(biāo)準(zhǔn)制定，也是中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)域參與GPS技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品規(guī)則制定的歷史性突破。

如今，哈工大儀器學(xué)科在超精密測(cè)量領(lǐng)域形成中外發(fā)明專利600余項(xiàng)，并牽頭和參與制定系列國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等40余項(xiàng)。團(tuán)隊(duì)在《科學(xué)》《自然》子刊等頂級(jí)和重要期刊上發(fā)表學(xué)術(shù)論文1000余篇。

展望未來，哈工大儀器學(xué)科將以“儀器報(bào)國(guó)、敢當(dāng)大任”為引領(lǐng)，以“學(xué)科交叉、技術(shù)融合”為途徑，以“挑戰(zhàn)尖端、實(shí)戰(zhàn)實(shí)效”為目標(biāo)，為支撐中國(guó)精度領(lǐng)跑世界的目標(biāo)貢獻(xiàn)哈工大儀器力量。