国家标准计划《太赫兹散射式扫描近场光学显微镜》由 TC103（全国光学和光子学标准化技术委员会）归口 ，主管部门为中国机械工业联合会。

主要起草单位 上海理工大学 。

本标准涉及太赫兹散射式扫描近场光学显微镜产品及其关键部件，适用于其的生产制造、校准测试以及应用过程。

在经济社会高质量发展和产业转型升级的宏观背景下，太赫兹近场光学显微镜作为融合光谱探测与纳米成像功能的前沿高端仪器，其技术突破与产业化应用具有显著的战略价值。

该技术不仅可实现对生物组织无标记原位检测（如早期癌症筛查）、二维材料载流子动态分布解析、第三代半导体界面缺陷亚微米级定位等关键场景的技术支撑，更因太赫兹频段特有的非电离性与穿透性优势，在工业无损检测领域展现出替代传统X射线的潜力。

然而，当前我国尚未建立涵盖器件模块、系统集成到应用验证的全链条技术标准体系，具体表现为：核心参数（如空间分辨率、灵敏度阈值）缺乏统一量值溯源规范，导致不同厂商设备检测精度差异达30%以上；市场准入机制中性能验证与可靠性评估环节缺失，引发行业集中度不足、中小企业重复研发投入等资源错配问题。

因此，通过制定国家标准，不仅能规范产业链上下游技术接口兼容性（如太赫兹源与探针耦合效率的强制要求），更可依托标准验证平台加速国产设备核心部件国产化率，推动国产设备技术升级。

根据《国家标准化发展纲要》提出的"完善新兴产业标准体系，到2025年实现国家标准平均制定周期缩短至18个月"的战略要求，以及《"十四五"智能制造发展规划》中关于"建立30项以上智能制造领域关键技术标准，标准化工作对制造强国战略的支撑作用显著增强"的量化部署，太赫兹技术作为兼具频谱资源开发（0.1-10.0 THz）与物质信息解码功能的战略性新兴产业关键领域，其标准体系建设已上升为产业治理现代化的紧迫课题。

数据显示，我国太赫兹领域近五年发明专利授权量年均增长26%，但对应技术标准仅新增7项，标准化进程滞后导致产业链出现核心器件适配性不足（如探测器与调制器接口协议差异率达40%）、应用场景验证体系缺失（医疗/工业检测场景验证方法重复开发率达60%）等结构性矛盾。

在此背景下，亟需建立覆盖基础共性（如太赫兹波谱数据库构建规范）、产品性能（如时域光谱系统动态范围的技术要求）及行业应用（如半导体晶圆缺陷检测操作指南）的三维标准体系架构，通过实施标准预研与产业研发同步部署机制，有效解决当前存在的企业标准互认障碍，支撑我国在6G通信（太赫兹频段资源利用）、生物安全（太赫兹无标记检测）等战略领域形成具有国际话语权的技术规范集群，实现从科研突破向产业规模化发展的范式转换。

？ 在国外，太赫兹近场显微镜相关研究已经形成了一定的体系，尤其是在美国、欧洲和日本。

德国Neaspec公司的THz-SNOM系统基于散射式探针，已实现小于100 nm的空间分辨率。

国内的太赫兹近场显微镜相关研究起步较晚，但近几年取得了快速发展。

多所高校和研究机构开始关注该领域，进行相关基础研究与应用开发。

一些实验室已经具备了自主研发太赫兹成像设备的能力，并在生物医学领域、材料科学等开展了初步应用。

在这一研究进程中，研究学者们逐渐认识到太赫兹近场显微镜未来应用的经济价值极其庞大，为了保护相关权益和知识产权，许多技术方法和器件的国际和国内专利不断涌现。

当前，我国太赫兹技术已进入产业化初期阶段，清华大学、中科院等科研机构在近场光学成像领域取得多项专利，部分企业（如天睿微纳、华太仪器）已实现原型机量产。

技术层面，核心部件（如太赫兹源、探针）的国产化率超过60%，关键性能指标（分辨率、信噪比）达到国际先进水平，具备标准化基础。

1、标准范围 本标准规定了太赫兹散射式扫描近场光学显微镜（以下简称“仪器”）的术语定义、分类、技术要求、试验方法、检验规则及标志、包装、运输和贮存要求。 本标准适用于基于原子力显微镜（AFM）技术，利用金属化探针在待测样品表面近场范围内散射光实现纳米尺度光学成像的散射式扫描近场光学显微镜。 2、主要技术内容 2.1核心性能指标 1）光学分辨率：≤50 nm（金颗粒样品测试）； 2）最大扫描范围：100 μm × 100 μm； 3）Z轴位移分辨率：≤0.2 nm RMS； 4）探针共振频率范围：10 kHz~500 kHz； 5）工作温度范围：15℃~25℃（恒温环境）； 6）光学系统抛物面反射镜数值孔径：NA≥0.30； 7）光学系统激光安全：外接激光器需符合GB 7247.1的Ⅱ类及以上防护要求； 8）机械系统样品台定位精度：X/Y/Z轴≤200 nm； 9）机械系统抗振要求：≤0.3 nm/Hz@1-100 Hz； 10）外观要求：电镀表面不应有脱皮和斑点，漆面不应有磕碰伤和显著的颜色不均匀； 11）仪器成套性：按具体仪器制造商规定执行； 12）功能要求： 仪器至少应具有下列功能：显示时域谱、频域谱（包括幅度和相位谱）、光学成像图（幅度和相位）等；需具备实时形貌-光学信号同步成像、谐波解调（≥4阶）；数据输出格式：支持ASCII、TIFF及符合JJF 1351的标准化格式； 13）环境适应性：按GB/T 11606-2007的规定进行低温试验、高温试验、温度变化试验、恒定湿热试验和交变湿热试验。试验后，仪器应符合性能指标要求； 14）运输、运输贮存要求：按GB/T 11606-2007的规定进行低温贮存试验、高温贮存试验、跌落试验和碰撞试验，试验后，包装应保持完好，没有损伤，仪器不应有变形松脱、涂覆层剥落等机械损伤。将仪器置于正常工作条件下进行检验，应符合性能指标要求。 3、试验方法 3.1分辨率验证 使用硅/金基底纳米条纹结构（条纹宽度50±5 nm，间距100±5 nm），在激光照明下进行线扫描，沿硅-金边界区域记录光学信号强度分布曲线，测量信号强度从10%至90%最大值的上升距离（ΔL）作为横向分辨率指标，重复测量5次取算术平均值。系统横向分辨率应满足：ΔL≤50 nm，测量值的相对标准偏差（RSD）≤5%。 3.2定位精度校准 根据JJF 1351-2012《扫描探针显微镜校准规范》要求，重复性测试应分别执行： 1）X/Y轴重复性测试 使用光栅标准样品（标称周期3 μm，扩展不确定度±5%，k=2），沿扫描方向连续测量10次光栅周期值，按公式(1)计算标准偏差。要求：s≤标称周期的1%； 2）Z轴重复性测试 采用阶梯高度标准样品（标称高度10 nm，扩展不确定度±0.5 nm，k=2），对同一台阶进行10次高度测量，按公式(2)极差法计算重复性误差： 3.3激光安全测试 按GB 7247.1测量外接激光器的输出功率、发散角，验证防护联锁装置有效性。 3.4光学信号稳定性测试 1）短期稳定性 使用金膜标准样品（表面粗糙度Ra≤0.5 nm），在恒温（23±0.5℃）、隔振条件下连续采集光学信号1小时。计算信号强度的标准差（σ），要求：σ/均值≤2%； 2）长期稳定性 相同测试条件下连续运行8小时，按公式(3)计算信号漂移率： 3.5近场信号灵敏度评估 使用高阻硅片，按公式(4)在固定扫描参数下测量信噪比： 3.6环境抗干扰测试 1）振动敏感性 在距离设备1 m处施加频率10-100 Hz、振幅0.1-1 μm的机械振动，测量系统分辨率变化率应≤10%； 2）电磁兼容性 在3 V/m射频场强（频率80 MHz-1 GHz）干扰下，光学信号波动应≤±3%。