Конфокальная гиперхроматическая оптическая система с повышенными энергетическими характеристиками

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Предложена новая концепция конфокального датчика, предназначенного для измерения смещений и микропрофиля поверхности оптических прозрачных сред. Датчик построен на основе суперлюминесцентного диода и гиперхроматического объектива. В датчике используется многомодовый волоконно-оптический каплер и источник излучения с шириной спектра 40 нм. Смещение и перепад высот объекта определяются измерением спектра излучения, отраженного от поверхности, с выделением доминирующей длины волны с помощью специальных программных алгоритмов и реализации принципа конфокальности оптической схемы датчика.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Марина Андреевна Завьялова

Конструкторско-технологический институт научного приборостроения СО РАН (КТИ НП СО РАН)

Автор, ответственный за переписку.
Email: mzav@tdisie.nsc.ru
ORCID iD: 0000-0003-2000-6226

к. т.н, старший научный сотрудник

Россия, г. Новосибирск

Петр Сергеевич Завьялов

Конструкторско-технологический институт научного приборостроения СО РАН (КТИ НП СО РАН)

Email: zavyalov@tdisie.nsc.ru
ORCID iD: 0000-0001-6222-5000

к. т. н., директор

Россия, г. Новосибирск

Алексей Владимирович Солдатенко

Конструкторско-технологический институт научного приборостроения СО РАН (КТИ НП СО РАН)

Email: tok9_11@mail.ru

конструктор 1 категории

Россия, г. Новосибирск

Список литературы

  1. Nelyubin I. V., Putrya M. G. Osobennosti kontrolya trekhmernogo profilya elementov i struktur nanorazmernyh IS. Obzor. Izvestiya vysshih uchebnyh zavedenij. Elektronika. 2023; 28(3): 298–325. doi: 10.24151/1561-5405-2023-28-3-298-325. Нелюбин И. В., Путря М. Г. Особенности контроля трехмерного профиля элементов и структур наноразмерных ИС. Обзор. Известия высших учебных заведений. Электроника. 2023; 28(3): 298–325. doi: 10.24151/1561-5405-2023-28-3-298-325.
  2. Zavyalova M. A., Soldatenko A. V., Kokarev S. A. Precision position sensor for operational control of laser synthesis of microstructures on three-dimensional surfaces of optical materials. Instruments and experimental technique. 2023; 3: 80–90. doi: 10.31857/S003281622302012X. Завьялова М. А., Солдатенко А. В., Кокарев С. А. Прецизионный датчик положения для оперативного контроля лазерного синтеза микроструктур на трехмерных поверхностях оптических материалов. Приборы и техника эксперимента. 2023; 3: 80–90. doi: 10.31857/S003281622302012X.
  3. Kol’cova I. A., Grudina N. V. Sinergiya trekhmernogo proektirovaniya, kontrolya kachestva 3D-modelej, cifrovyh tekhnologij v koncepcii «industriya 4.0». Avtotraktorostroenie i avtomobil’nyj transport: Sbornik nauchnyh trudov Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii. Minsk. 2022 goda. – Minsk: Belorusskij nacional’nyj tekhnicheskij universitet. 2022; 321–328. Кольцова И. А., Грудина Н. В. Синергия трехмерного проектирования, контроля качества 3D-моделей, цифровых технологий в концепции «индустрия 4.0». Автотракторостроение и автомобильный транспорт: Сборник научных трудов Международной научно-практической конференции. Минск. 2022 года. – Минск: Белорусский национальный технический университет. 2022; 321–328.
  4. Orji N. G., Badaroglu, M, Barnes B. M. et al. Metrology for the next generation of semiconductor devices. Nat. Electron. 2018;1:532–547. doi: 10.1038/s41928-018-0150-9.
  5. Zhang W., Xu J., Wang S. et al. Metrology challenges in 3D NAND flash technical development and manufacturing. Journal Microelectron. Manuf. 2020; 3(3):1–8. doi: 10.33079/jomm.20030102.
  6. Borghello G., Lerario E., Faccio F. et al. Ionizing radiation damage in 65 nm CMOS technology: Influence of geometry, bias and temperature at ultra-high doses. Microelectronics Reliability. 2021; 116: 114016. doi: 10.1016/j.microrel.2020.114016.
  7. Kapłonek W., Sutowska M., Ungureanu M., Çetinkaya K. Optical profilometer with confocal chromatic sensor for high-accuracy 3D measurements of the uncirculated and circulated coins. Journal of Mechanical and Energy Engineering. 2018; 2, 3 (Dec.): 181–192. doi: 10.30464/jmee.2018.2.3.181.
  8. Wertjanz D., Kern Th., Csencsics E., Stadler G., Schitter G. Compact scanning confocal chromatic sensor enabling precision 3-D measure ments. Appl. Opt. 2021; 60: 7511–7517. doi: 10.1364/AO.428374.
  9. Bai J, Li X, Wang X, Zhou Q, Ni K. Chromatic Confocal Displacement Sensor with Optimized Dispersion Probe and Modified Centroid Peak Extraction Algorithm. Sensors. 2019; 19(16):3592. doi: 10.3390/s19163592.
  10. Zavyalova M. A., Zavyalov P. S. Hyperchromatic Lens for Fiber Confocal Surface Sensors Modeling and Calculation Based on Chromatic Coding Method. Photonics Russia. 2017; 5 (65): 80–90. doi: 10.22184/1993-7296.2017.65.5.80.90. Завьялова М. А., Завьялов П. С. Моделирование и расчет гиперхроматических объективов для волоконных конфокальных датчиков поверхности на основе метода хроматического кодирования. Фотоника. 2017; 5 (65): 80–90. doi: 10.22184/1993-7296.2017.65.5.80.90.
  11. Zavyalova M. A., Zavyalov P. S., Savchenko M. V. Experimental Studies of Fiber Confocal Sensor Based on Chromatic Coding Method. Photonics Russia. 2021;15(7):598–609. doi: 10.22184/1993-7296.FRos.2021.15.7.598.609. Завьялова М. А., Завьялов П. С., Савченко М. В. Экспериментальные исследования волоконного конфокального датчика на основе метода хроматического кодирования. Фотоника. 2021;15(7):598–609. doi: 10.22184/1993-7296.FRos.2021.15.7.598.609.
  12. SLD-790-14BF Superluminescent Diode by Nolatech. URL: https://www.gophotonics.com/products/superluminescent-diodes/nolatech/59-234-sld-790-14bf
  13. Zav’yalova M.A., Zav’yalov P.S., Koverznev D. A., Hakimov D. R. Giperhromaticheskie elementy dlya volokonnyh konfokal’nyh izme-ritel’nyh sistem. HOLOEXPO 2023: 20-ya Mezhdunarodnaya konferenciya po golografii i prikladnym opticheskim tekhnologiyam: Tezisy dokladov. 2023;2: 273–280. Завьялова М. А., Завьялов П. С., Коверзнев Д. А., Хакимов Д. Р. Гиперхроматические элементы для волоконных конфокальных изме-рительных систем. HOLOEXPO 2023: 20-я Международная конференция по голографии и прикладным оптическим технологиям: Тезисы докладов. 2023;2: 273–280.
  14. Verhoglyad A. G., Zav’yalova M. A., Kachkin A. E. et al. Krugovaya lazernaya zapisyvayushchaya sistema dlya formirovaniya fazovyh i amplitudnyh mikrostruktur na sfericheskih poverhnostyah. Datchiki i sistemy. 2015; 9–10(196):45–52. Верхогляд А. Г., Завьялова М. А., Качкин А. Е. и др. Круговая лазерная записывающая система для формирования фазовых и амплитудных микроструктур на сферических поверхностях. Датчики и системы. 2015; 9–10(196):45–52.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Составные элементы оптического модуля волоконной конфокальной системы на основе метода хроматического кодирования

Скачать (128KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Оптическая схема волоконного конфокального датчика с длиной хроматического отрезка 300 мкм и l = 14 мм

Скачать (100KB)
Метаданные

© Завьялова М.А., Завьялов П.С., Солдатенко А.В., 2024