隨著科學技術的不斷發展，以極紫外光刻、先進光源和超透鏡等為代表的現代光學工程迫切需要具有超光滑無損表面、極小尺度特征結構的高端核心光學元件。目前，廣泛基于機器精度實現的可控光學制造技術已無法滿足此類光學元件原子級精度及性能的需求，以制造對象及過程直接作用于原子，實現材料原子級去除、增加或遷移的原子及近原子尺度制造（atomic and close-to-atomic scale manufacturing，ACSM）將是制造此類極端光學元件的下一代核心技術。

光學元件 ACSM 的最終目標是將光學制造技術全面引入原子級精度及尺度，這需要從內在機理、工藝、表征與測量、儀器與設備等領域的共性問題出發，探索新的光學制造范式。在原子及近原子尺度下，ACSM 的基礎理論體系已從經典理 論跨越到量子理論，基于量子理論闡釋ACSM 過程中單原子操縱、多原子相互作用及其與宏觀尺度聯系的內在機理研究將是開展后續研究工作的基石。 光學元件 ACSM 工藝需要將能量直接作用于原子，建立具有一定通用性的多維制造系統，并創新性地借助原子間的作用力，使原子自發形成特定的功能結構，以達到核心光學元件的規模化、高效能、高精度制造目標。ACSM 高精度測量技術是保證基于 ACSM 的光學元件最終使用性能和可靠性的前提。 然而，ACSM 的量子特性使得測量過程存在影響測量對象狀態的可能性，解耦 ACSM測量過程引入的擾動將成為提高測量精度的關鍵技術問題。 該前沿核心專利公開情況見表2.1.1，核心專利2016—2021逐年公開情況見表 2.1.2。