（本網(wǎng)訊）近日，2025年第十一屆全國(guó)大學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽（創(chuàng)新）決賽在中南大學(xué)圓滿(mǎn)落幕。我校學(xué)子憑借扎實(shí)的物理功底、突出的創(chuàng)新能力和默契的團(tuán)隊(duì)協(xié)作，在激烈角逐中斬獲一等獎(jiǎng)2項(xiàng)、二等獎(jiǎng)3項(xiàng)、三等獎(jiǎng)1項(xiàng)，學(xué)校獲 “優(yōu)秀組織獎(jiǎng)”，創(chuàng)歷史最佳成績(jī)。

獲得一等獎(jiǎng)的項(xiàng)目“基于實(shí)時(shí)相移干涉顯微技術(shù)測(cè)量微小位移”創(chuàng)新性地將長(zhǎng)工作距離物鏡干涉顯微技術(shù)與先進(jìn)位移檢測(cè)系統(tǒng)相結(jié)合，構(gòu)建了一套具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)的微納尺度測(cè)量平臺(tái)。該技術(shù)采用高數(shù)值孔徑的長(zhǎng)工作距離物鏡，工作距離超過(guò)10毫米，在保持亞微米級(jí)橫向分辨率的同時(shí)，顯著拓展了樣品操作空間和深度感知范圍，有效解決了傳統(tǒng)干涉顯微鏡在觀(guān)測(cè)厚樣品或不規(guī)則表面時(shí)的局限性。系統(tǒng)通過(guò)壓電陶瓷和MEMS反射鏡提供亞納米級(jí)位移激勵(lì)，結(jié)合分焦平面偏振相機(jī)實(shí)現(xiàn)四步相移干涉測(cè)量，在實(shí)時(shí)信號(hào)處理算法支持下，可對(duì)樣品微小位移進(jìn)行毫秒級(jí)動(dòng)態(tài)解析。這種創(chuàng)新的技術(shù)組合不僅避免了物鏡與樣品的碰撞風(fēng)險(xiǎn)，更突破了傳統(tǒng)顯微技術(shù)在高環(huán)境敏感性樣品、惡劣工況以及大體積樣品觀(guān)測(cè)中的技術(shù)瓶頸。實(shí)驗(yàn)證明，該系統(tǒng)兼具納米級(jí)測(cè)量精度、百微米量程和kHz級(jí)動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力，為材料科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)和微機(jī)電系統(tǒng)等領(lǐng)域的原位檢測(cè)提供了全新的研究工具。未來(lái)通過(guò)集成自適應(yīng)光學(xué)和深度學(xué)習(xí)算法，可進(jìn)一步拓展其在跨尺度、多物理場(chǎng)耦合測(cè)量中的應(yīng)用潛力。

獲得一等獎(jiǎng)的項(xiàng)目“LiNbO₃晶體雙折射特性表征研究”主要研究晶體雙折射特性，所設(shè)計(jì)搭建的實(shí)驗(yàn)測(cè)量平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)任意波矢方向的晶體雙折射率測(cè)量。團(tuán)隊(duì)所設(shè)計(jì)制造的兩種可調(diào)平旋轉(zhuǎn)載物臺(tái)，通過(guò)彈力夾持結(jié)構(gòu)適配不同形狀晶體，可同軸連接步進(jìn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)角度精準(zhǔn)控制，使用TracePro仿真優(yōu)化了出瞳-入瞳結(jié)構(gòu)，屏蔽了96%背景雜散光，大幅提升成像質(zhì)量。整套光路以He-Ne激光為光源，經(jīng)擴(kuò)束準(zhǔn)直后正入射晶體，僅通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)晶體即可完成測(cè)量，裝置搭建簡(jiǎn)單且穩(wěn)定性強(qiáng)。團(tuán)隊(duì)所開(kāi)發(fā)的可視化測(cè)量界面，采用多線(xiàn)程架構(gòu)實(shí)現(xiàn)圖像實(shí)時(shí)采集、濾波降噪與尋峰計(jì)算，同步輸出光強(qiáng)分布曲線(xiàn)及峰值數(shù)據(jù)，支持?jǐn)?shù)據(jù)交互分析。配套的折射率橢球分析工具，可導(dǎo)入實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)自動(dòng)比對(duì)，直觀(guān)呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論值偏差，提升分析效率，未來(lái)可推廣為大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

全國(guó)大學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽（China Undergraduate Physics Experiment Competition，簡(jiǎn)稱(chēng)CUPEC）是由國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心聯(lián)席會(huì)物理學(xué)科組、全國(guó)高等學(xué)校實(shí)驗(yàn)物理教學(xué)研究會(huì)和中國(guó)物理學(xué)會(huì)物理教學(xué)委員會(huì)主辦，是2020年入選全國(guó)普通高校大學(xué)生競(jìng)賽排行榜的唯一物理類(lèi)競(jìng)賽，為教育部認(rèn)可的A類(lèi)學(xué)科競(jìng)賽之一。作為國(guó)內(nèi)挑戰(zhàn)性最強(qiáng)、影響力最大的物理類(lèi)競(jìng)賽，本屆賽事，吸引了全國(guó)722所高校的3260支隊(duì)伍參與初賽，最終331所高校的750支隊(duì)伍脫穎而出晉級(jí)現(xiàn)場(chǎng)決賽。

近年來(lái)，學(xué)校始終堅(jiān)持“以學(xué)生為中心”，將學(xué)科競(jìng)賽與課程體系改革深度融合，持續(xù)完善實(shí)踐育人體系，為培養(yǎng)更多具備創(chuàng)新精神的高素質(zhì)人才筑牢根基，推動(dòng)更多學(xué)子在實(shí)踐中探索真理、錘煉本領(lǐng)。本屆大賽中學(xué)校在組織協(xié)調(diào)、選拔培訓(xùn)、經(jīng)費(fèi)投入、場(chǎng)地保障等方面給予了全方位支持，所建設(shè)的開(kāi)放創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室與數(shù)智化物理實(shí)驗(yàn)室，已成為學(xué)科競(jìng)賽的關(guān)鍵支撐平臺(tái)。

文、圖：黨晨  審核：張麗麗  編輯：常玢超