《Optics and Lasers in Engineering》：Editorial to the special issue on measurement techniques in extreme environments
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本文聚焦极端环境下光学测量技术的最新进展，涵盖高温耦合测量、在线实时检测、AI数据驱动及跨尺度缺陷分析，通过29篇国际论文展示了非接触式测量技术在航空航天、能源制造等领域的创新应用与多物理场融合方法。
王庆华|刘展伟
北京航空航天大学能源与动力工程学院，中国北京100191
摘要
评估材料和结构在极端环境中的性能在很大程度上依赖于测量技术。其中，光学测量技术因其非接触性和无损性优势而成为最佳解决方案和首选的计量方法。本期特刊重点介绍了光学和基于激光的测量技术在极端环境中的最新发展和应用。截至2025年5月，本期特刊已收录了来自世界各地的29篇优秀论文。这些论文涵盖了光学和激光测量技术的进步、其在极端环境中的应用、与人工智能和神经网络等技术的集成，以及其他与极端环境测量技术相关的研究。在当今时代，“极端环境”一词已不再局限于深空或反应堆核心场景。随着仪器和设备在各个行业中的日益集成和多功能化，许多材料和结构需要承受越来越复杂的载荷，并且经常在极端条件下运行。评估材料和结构在极端环境中的性能在很大程度上依赖于测量技术。其中，光学测量技术因其非接触性和无损性优势而成为最佳解决方案和首选的计量方法。
部分内容摘录
高温机械耦合测量
诸如仿生图灵散斑[1]、九通道多光谱成像系统与数字图像相关（DIC）[2]、基于硅酸钠的高温图案[3]、光致发光双棱镜单镜头3D-DIC[4]、通过自由分配实现的高温散斑DIC[5]、高动态范围成像融合[6]、DIC与磁光成像（MOI）[7]以及8微米耐热摩尔图案[8]等技术，能够捕捉1000°C以上或60 K以下的温度-变形数据。
在线或嵌入式测量
极紫外光刻（EUVL）收集器上的“合格/不合格”模型[9]、未熔化粉末的轨迹跟踪[10]、平面激光诱导荧光数据[11]、基于微型光纤布拉格光栅（FBG）的探头[12]以及其他微秒到微米级的反馈机制，可以直接确定产品的微观结构和宏观形态。从95%的缺陷产品光排斥率到200纳秒的单帧超音速速度-压力推断，这些技术
人工智能驱动的计量
通过将测量技术与大数据相结合，这些方法同时降低了采样率、提高了信噪比，并减少了计算负担，为实时、低剂量、高动态范围的性能树立了新的AI赋能基准。例如，低质量数字全息图像的自动对焦[16]、幽灵成像-光学相干断层扫描（GI-OCT）[17]、具有不确定性感知能力的深度压缩网络（UDCNet）[18]、基于创新的DIC方法等
跨尺度结构缺陷
相同的算法流程可以量化从公里到微米各个尺度上的危险。跨越桥梁的摩尔图案振动位移[21]、大格式光栅沟槽密度[22]、金属高反射去除[23]、CFRP界面5微米微应变[24]以及3D打印粗糙表面的三阶段滑移[25]，都为地震和岩爆预警提供了新的指标。
多功能融合和混合方法
基于光纤的生物传感器[26]、多波长水下无线光通信（UWOC）[27]、形态-相位同步的高动态范围成像[28]以及基于氮空位中心的传输线数字信号[29]，共同体现了“测量即通信、力学即磁性”的多物理共线性概念，跨越了生物医学、高温制造、超导电气工程和芯片级等多个领域
CRediT作者贡献声明
王庆华：概念构思、数据整理、研究、撰写——原始草稿。刘展伟：资源提供、监督、撰写——审稿与编辑。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的可能会影响本文所述工作的财务利益或个人关系。
