ИАПУ ДВО РАН

Сверхчувствительный адаптивный интерферометр для нанометрологии


1. Авторы разработки, полное название организации-разработчика

Ромашко Роман Владимирович, д.ф.-м.н., в.н.с. лаборатории прецизионных оптических методов измерения, (4232) 320-624, romashko@dvo.ru; 
Владелец разработки: Институт автоматики и процессов управления ДВО РАН, 690041, г. Владивосток, ул. Радио, 5. Телефон: (4232) 310-439, факс: (4232) 310-452, director@iacp.dvo.ru

2. Основные области применения и перспективные отрасли промышленности, в которых возможно эффективное внедрение данной разработки

Система предназначена для измерения сверхмалых динамических величин, в частности вибраций, колебаний, деформаций, перемещений (нано- и субнанометрового диапазона), динамических напряжений, параметров сверхслабых динамических силовых полей и пр. 
Система может найти применение: 
- в областях, связанных с контролем микро- и нано-электромеханических систем (MEMS/NEMS), а также элементов обычных систем с субнанометровым разрешением. 
- в системах неразрушающего исследования и тестирования элементов конструкций и материалов. 
- в детекторах сверхслабых динамических физических величин и полей. 
- для детектирования сверхслабых полей.

3. Техническое описание, содержащее основные принципы, технологии, технико-экономические параметры

Адаптивная интерферометрическая измерительная система построена на основе использования динамических диффузионных голограмм, формируемых в фоторефрактивном кристалле лазерным излучением, предназначена для детектирования сверхмалых физических величин в условиях неконтролируемого влияния внешних шумовых факторов (дрейф температуры, промышленные или технические вибрации и пр.). 
Отличительными особенностями измерительной системы являются: 
- высокая чувствительность, что позволяет детектировать сверхмалые физические величины, в т.ч. нано- и субнанометрового диапазона; 
- быстрая адаптивность системы к неконтролируемым изменениям параметров окружающей среды, которая позволяет успешно компенсировать их негативное влияние и делает возможным устойчивое детектирование отмеченных выше сверхмалых физических величин в реальных условиях. 
Некоторые технические параметры: 
Чувствительность к детектированию колебаний: 7,8×10-7 нм(Вт/Гц)1/2 
Частота отсечки: 1-2000 Гц 
Количество каналов: до 20 
Чувствительность на канал: 1,7×10-6 нм(Вт/Гц)1/2 

Рис.1. Упрощенная схема адаптивного интерферометра в применении к задаче детектирования сверхмалых колебаний
Рис.2. Осциллограмма, иллюстрирующая процесс детектирования нано-масштабных колебаний объекта

 

4. Преимущества предлагаемого проекта, разработки, технологии по сравнению с известными

Преимущества системы в отличие от существующих аналогов заключаются в следующем: 
- предельно простая схема реализации, не требующая (в отличие от аналогов) использования источников высоких электрических напряжений и мощных источников оптического излучения; 
- возможность построения многоканальной измерительной системы, отличающейся практически полным отсутствием перекрестных шумов при сохранении высокой чувствительности в каждом канале. 
- возможность использования полностью деполяризованного излучения в качестве зондирующего светового пучка, что существенно снижает шумы системы и повышает стабильность ее работы.

5. Наличие собственных запатентованных или патентоспособных решений, использование лицензий или других объектов интеллектуальной собственности

Патент РФ на изобретение № RU 2279113 С1 от 22.11.2004. 
Патент РФ на полезную модель № RU 75760 U1 от 07.04.2008. 
Имеются патентоспособные решения.

6. Стадия, на которой находится разработка

НИР.

7. Схема коммерциализации разработки

ОКР с последующей передачей технологии.