Издательство СО РАН

Издательство СО РАН

Адрес Издательства СО РАН: Россия, 630090, а/я 187
Новосибирск, Морской пр., 2

soran2.gif

Baner_Nauka_Sibiri.jpg


Яндекс.Метрика

Rambler's Top100

Rambler's Top100

Поиск по журналу

Автометрия

2010 год, номер 4

1.
ПРЕЦИЗИОННЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ НАНОСТРУКТУР

Л. И. Федина, Д. В. Щеглов, А. К. Гутаковский, С. С. Косолобов, А. В. Латышев
Учреждение Российской академии наук Институт физики полупроводников им. А. В. Ржанова Сибирского отделения РАН,
630090, г. Новосибирск, просп. Академика Лаврентьева, 13,
fedina@thermo.isp.nsc.ru, sheglov@thermo.isp.nsc.ru, gut@thermo.isp.nsc.ru, kosolobov@thermo.isp.nsc.ru, latyshev@thermo.isp.nsc.ru
Ключевые слова: метрология, нанодиагностика, полупроводниковые наноструктуры, просвечивающая электронная и сканирующая зондовая микроскопия, самоорганизация
Страницы: 5-18

Аннотация >>
Описаны прецизионные измерения, выполненные с помощью атомно-силовой микроскопии (АСМ) и высокоразрешающей электронной микроскопии (ВРЭМ), которые направлены на решение проблем метрологии и диагностики твердотельных наноструктур. Показано, что высота моноатомной ступени на поверхности Si(111), покрытой тонким естественным оксидом, по данным ВРЭМ составляет 0,314 ± 0,001 нм. Такая же точность измерений достигнута в АСМ на основе управления рельефом поверхности Si при прогреве в сверхвысоком вакууме на специально созданных тест-объектах с расстоянием между ступенями около 2 мкм. Показано, что метод геометрической фазы может быть использован для количественного анализа деформаций кристаллической решётки напряжённых гетероструктур по ВРЭМ-изображениям с точностью до 10-4 %, а in situ облучение электронами во ВРЭМ - для визуализации в Si упорядоченной кластеризации вакансий и междоузельных атомов в плоскости {113}.


2.
МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ МИКРО- И НАНОИЗМЕРЕНИЙ В ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКОМ ИНСТИТУТЕ ГЕРМАНИИ

Г. Босе, Л. Кёндерс, Ф. Гертиг, Э. Бур, Г. Вилкенинг
Physikalisch-Technische Bundesanstalt, Braunschweig und Berlin,
Bundesallee 100, 38116 Braunschweig, Germany,
Harald.Bosse@ptb.de, ludger.koenders@ptb.de, frank.haertig@ptb.de, Egbert.Buhr@ptb.de, guenter.wilkening@ptb.de
Ключевые слова: размерная (линейная и угловая) метрология, микрометрология, нанометрология, моделирование сигналов
Страницы: 19-25

Аннотация >>
Приведён обзор методов и приборов, разработанных и применяемых в Физико-техническом институте Германии для высокоточных размерных (линейных и угловых) измерений. Обсуждаются задачи, стоящие перед разработчиками в этой важной области метрологии.


3.
ТРЁХМЕРНАЯ КООРДИНАТНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ МАШИНА С РАЗРЕШЕНИЕМ 0,1 нм

Герд Егер
Ilmenau University of Technology, Institute of Process Measurement and Sensor Technology,
PO Box 100 565, 98684 Ilmenau, Germany,
gerd.jaeger@tu-ilmenau.de
Ключевые слова: машина NMM-1, свободная от ошибки Аббе конструкция, нанозонды
Страницы: 26-32

Аннотация >>
Описывается нанометрология на основе нанопозиционирующей машины со встроенными нанозондами. Представлен принцип работы высокоточной (в большом объёме) 3D нанопозиционирующей и наноизмерительной машины (NMM-1) с пространственным разрешением 0,1 нм и диапазоном позиционирования и измерений 25 × 25 × 5 мм. В неё интегрированы различные нанозонды, включая датчики фокуса и белого света, а также тактильные нанозонды. Измерение и управление с шестью степенями свободы обеспечиваются одно-, двух- и трёхлучевыми интерферометрами, встроенными в машину NMM-1. Представлены результаты измерений


4.
МЕДИЦИНСКИЕ И БИОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ НА ОСНОВЕ МИКРО- И НАНОСЕНСОРОВ

Питер Рольф
Oxford BioHorizons Ltd.,
25 Brewer St., Maidstone, Kent, МЕЦ 1RU, UK Harbin Institute of Technology,
90 West Da-Zhi St., Harbin, Heilongjiang, 150001,
China Advanced Research Institute for Science and Engineering, Waseda University, 1-104 Totsukamachi,
Shinjuku-ku, Tokyo, 169-8050, Japan,
PeterRolfe@aol.com
Ключевые слова: биомедицинские измерения, микро- и наносенсоры, MEMS/NEMS, лаборатория на чипе, клеточная и тканевая инженерия, биомиметические сенсоры, нанооптика
Страницы: 33-39

Аннотация >>
Рассмотрено проектирование и использование микро- и наносенсоров, основанных на электрохимических, акустических, пьезоэлектрических и оптических принципах, для медицинской диагностики, ухода и наблюдения за пациентами и биологических исследований. Анализируются простые и сложные молекулярные соединения, физические параметры, в том числе электрические и магнитные свойства обьектов.


5.
КОНТРОЛЬ АСФЕРИЧЕСКИХ ЛИНЗ: НОВЫЕ ПОДХОДЫ

Вольфганг Остен, Бёрнд Дёрбанд, Евгенио Гарбуци, Кристоф Прусс, Ларс Зайферт
Universität Stuttgart, Institut für Technische Optik,
Pfaffenwaldring 9, D-70569 Stuttgart, Germany, osten@ito.uni-stuttgart.de
Ключевые слова: оптическая метрология, контроль асферики, динамическая адаптация по волновому фронту, динамическая адаптация по длине волны
Страницы: 40-53

Аннотация >>
Оптическая метрология предоставляет уникальную возможность для измерений технических и оптических поверхностей в широком диапазоне от макро до нано. Представлено два новых подхода к измерению асферических линз, отличающихся повышенной гибкостью. Первый подход основан на модифицированном интерферометре Тваймана - Грина, в котором для освещения под разными углами асферической поверхности используется множество источников, что позволяет достичь локальной компенсации градиента и, следовательно, уменьшить число интерференционных полос. Второй подход основан на хроматическом интерферометре Физо с дифракционным элементом в качестве компенсатора (нуль-оптика) для измерения асферик в жёстком ультрафиолете.


6.
КОНТАКТНЫЙ ЗОНД ДЛЯ МИКРОКООРДИНАТНОГО ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА

К. Ч. Фан1,2, Ф. Ченг1, В. Т. Пан2, Р. Ли1
1 School of Instrument Science and Optoelectronic Engineering, Hefei University of Technology,
Tunxi Rd. 193, Hefei, Anhui, China 230009
2 Department of Mechanical Engineering, National Taipei University of Technology,
1, Sec. 3, Chung-Hsiao E. Rd., Taipei, Taiwan 106,
fan@ntu.edu.tw
Ключевые слова: контактный зонд, плавающая пластина, жёсткость, микрокоординатное измерительное устройство
Страницы: 54-62

Аннотация >>
Измерение миниатюрных компонентов с помощью микро- и нанокоординатных измерительных машин требует создания специальных механизмов для высокоточных контактных сканирующих зондов. Анализируется механизм действия разработанного контактного зонда в целях определения оптимальных размеров. Зонд состоит из волоконного щупа с шариковым наконечником, механизма с плавающей пластиной, подвешенной на проволоке, и датчиков фокусировки. При приложении контактной силы проволочки претерпевают упругую деформацию. Изучен принцип действия зондового механизма с пластиной на четырёхпроволочной подвеске. Расчёт жёсткости проведён с помощью теории упругости. Показано, что при подходящей длине щупа можно создать контактный зонд с однородной жёсткостью.


7.
РАЗРАБОТКА МИНИАТЮРНОГО НАНОИНДЕНТОРА С РАЗРЕШЕНИЕМ 1 нН

С. Гао, ДЖ. Ли, К. Герман
Physikalisch-Technische Bundesanstalt, Bundesallee 100,
38116 Braunschweig, Germany,
Sai.Gao@ptb.de, konrad.h.herrmann@googlemail.com
Ключевые слова: микро- и нанотестирование материалов, наноиндентация, микроэлектромеханическая система (MEMS), электростатический гребенчатый привод, измерение наносилы, датчик наносилы
Страницы: 63-69

Аннотация >>
Исследования твёрдости материалов на основе наноинденторного метода (метода вдавливания) требуют разработки более точных и чувствительных приборов. Предложен миниатюрный наноиндентор на основе микроэлектромеханических систем (MEMS-технологий), который имеет высокую разрешающую способность (до 1 нН) и большой динамический диапазон (до 1 мН). Детально представлена разработка MEMS-системы, включая численное моделирование механической системы, и её характеристики. Результаты предварительных экспериментов подтверждают возможность реализации такого миниатюрного индентора.


8.
СРАВНЕНИЕ МЕТОДОВ ИЗМЕРЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ С ПОМОЩЬЮ БРЭГГОВСКИХ РЕШЁТОК И КОМБИНАЦИОННОГО РАССЕЯНИЯ СВЕТА В ОПТИЧЕСКИХ ВОЛОКНАХ

С. А. Бабин1, А. Г. Кузнецов1, И. С. Шелемба1,2
1 Учреждение Российской академии наук Институт автоматики и электрометрии Сибирского отделения РАН,
630090, г. Новосибирск, просп. Академика Коптюга, 1,
babin@iae.nsk.su
2 ООО «Инверсия-Сенсор»,
630090, г. Новосибирск, просп. Академика Коптюга, 1,
ivan.shelemba@gmail.com
Ключевые слова: волоконные датчики, распределённые системы, ВБР, рефлектометр, комбинационное рассеяние
Страницы: 70-77

Аннотация >>
Сравниваются два типа оптоволоконных измерительных систем: линия с большим количеством точечных датчиков на основе волоконных брэгговских решёток (ВБР), опрашиваемых с помощью непрерывного перестраиваемого волоконного лазера, и распределённая система на основе оптической временной рефлектометрии (ОВР) комбинационного рассеяния (КР) излучения импульсного волоконного лазера. Предложены и реализованы методы повышения точности измерений с помощью дополнительной калибровки сдвига брэгговской длины волны по волоконному интерферометру в ВБР-системе и спектральной фильтрации стоксовой и антистоксовой компонент КР с помощью спектрально-селективных волоконных ответвителей в ОВР-системе. Проведён анализ физических эффектов, влияющих на параметры систем, их сравнение и оптимизация для практических приложений мониторинга распределения температуры в турбогенераторах и нефтяных скважинах.


9.
АВТОМАТИЧЕСКАЯ РЕГИСТРАЦИЯ ДВИЖЕНИЯ ОБЪЕКТОВ СПЕКЛ-МЕТОДОМ В ТЕРАГЕРЦОВОМ ДИАПАЗОНЕ

Б. А. Князев1,2, А. А. Никитин1, В. С. Черкасский1
1 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Новосибирский государственный университет»,
630090, г. Новосибирск, ул. Пирогова, 2
2 Учреждение Российской академии наук Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера Сибирского отделения РАН,
630090, г. Новосибирск, просп. Академика Лаврентьева, 11,
knyazev@phys.nsu.ru, cherk@phys.nsu.ru
Ключевые слова: спеклы, терагерцовое излучение, движение невидимых объектов, обработка изображений
Страницы: 78-83

Аннотация >>
С помощью матричного микроболометрического приёмника в реальном времени выполнена запись освещаемых монохроматическим терагерцовым излучением изображений перемещающихся металлических и диэлектрических объектов, в том числе скрытых за непрозрачной преградой. Показано, что в терагерцовом диапазоне по динамике спекл-структуры изображений шероховатых объектов можно восстановить характеристики их движения. Разработан и программно реализован алгоритм автоматической обработки терагерцовых видеофильмов с записью перемещения объектов.


10.
ДИФРАКЦИОННЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ДЛЯ ЛАЗЕРА НА СВОБОДНЫХ ЭЛЕКТРОНАХ

В. М. Ведерников1, П. М. Дутов1, А. И. Кокарев1, В. П. Кирьянов1, Б. А. Князев2,3, В. Г. Никитин1, И. Г. Пальчикова1,3, А. Р. Саметов1, М. Ф. Ступак1,3, Ю. В. Чугуй1,3, В. В. Чуканов1
1 Учреждение Российской академии наук Конструкторско-технологический институт научного приборостроения Сибирского отделения РАН,
630058, г. Новосибирск, ул. Русская, 41,
vedernikov@tdisie.nsc.ru
2 Учреждение Российской академии наук Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера Сибирского отделения РАН,
630090, г. Новосибирск, просп. Академика Лаврентьева, 11
3 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Новосибирский государственный университет»,
630090, г. Новосибирск, ул. Пирогова, 2,
knyazev@inp.nsk.su
Ключевые слова: дифракционные оптические элементы, лазер на свободных электронах, терагерцовое излучение, полипропилен
Страницы: 84-97

Аннотация >>
Определены границы применимости геометрооптических методов расчёта дифракционных оптических элементов для случая излучения терагерцового диапазона. Рассмотрено использование метода горячего прессования в вакуумированных камерах при изготовлении полимерных дифракционных элементов пропускающего типа, предназначенных для управления излучением терагерцового диапазона. Оценено влияние поглощения излучения на размеры фокального пятна и лучевая стойкость элементов. Экспериментальное исследование оптических характеристик дифракционных линз, изготовленных в полипропилене, выявило 17-процентные отличия от дифракционного предела.


11.
ОЦЕНКИ МАКСИМАЛЬНОГО ПРАВДОПОДОБИЯ ПАРАМЕТРОВ СЛАБЫХ ОПТИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ ПРИ ФОТОДЕТЕКТИРОВАНИИ ПУТЁМ ФИКСАЦИИ МОМЕНТОВ ЭМИССИИ ФОТОЭЛЕКТРОНОВ

В. С. Соболев, С. В. Хабаров
Учреждение Российской академии наук Институт автоматики и электрометрии Сибирского отделения РАН,
630090, г. Новосибирск, просп. Академика Коптюга, 1,
sobolev@iae.nsk.su, habarov.sergey@gmail.com
Ключевые слова: оптические сигналы, максимально правдоподобные оценки, границы Рао - Крамера
Страницы: 98-105

Аннотация >>
Получена функция правдоподобия для оценки параметров слабых оптических сигналов при детектировании путём фиксации моментов эмиссии каждого фотоэлектрона. На примере оптимальных оценок параметров гауссова импульса найдены и решены уравнения правдоподобия. Получены выражения для совместных и несовместных оценок всех трёх неизвестных параметров импульса. Найдены также аналитические выражения для границ Рао–Крамера, определяющих качество получаемых оценок. Показано, что дисперсии совместных оценок амплитуды сигнала в 3 раза больше, чем несовместных, а дисперсии оценок всех параметров обратно пропорциональны произведению амплитуды сигнала на его длительность.


12.
ИССЛЕДОВАНИЕ ТОНКИХ ПЛЁНОК, ПОЛУЧЕННЫХ ЦЕНТРИФУГИРОВАНИЕМ СЫВОРОТКИ КРОВИ ЧЕЛОВЕКА, МЕТОДАМИ СПЕКТРАЛЬНОЙ ЭЛЛИПСОМЕТРИИ И ИК-СПЕКТРОСКОПИИ

М. И. Воевода1, С. Е. Пельтек1, М. В. Кручинина2, С. А. Курилович2, В. Н. Кручинин3, К. П. Могильников3, С. В. Рыхлицкий3
1 Учреждение Российской академии наук Институт цитологии и генетики Сибирского отделения РАН,
630090, г. Новосибирск, просп. Академика Лаврентьева, 10,
voevoda@iimed.ru
2 Учреждение Российской академии медицинских наук Научно-исследовательский институт терапии Сибирского отделения РАМН,
630089, г. Новосибирск, ул. Б. Богаткова, 175/1,
kruchmargo@yandex.ru
3 Учреждение Российской академии наук Институт физики полупроводников им А. В. Ржанова Сибирского отделения РАН,
630090, г. Новосибирск, просп. Академика Лаврентьева, 13,
vladd50@mail.ru
Ключевые слова: эллипсометрия, ИК-спектроскопия, центрифугирование, сыворотка крови человека
Страницы: 106-120

Аннотация >>
Методами спектральной эллипсометрии и ИК-спектроскопии проведено исследование тонких плёнок, полученных центрифугированием сыворотки крови здоровых людей и лиц с заболеваниями внутренних органов. Обнаружено, что физические свойства получаемых плёнок зависят от биоорганического состава сыворотки крови, который, в свою очередь, определяется патологическими процессами, протекающими в организме человека. Показано, что спектральная эллипсометрия и ИК-спектроскопия представляют собой подходящие неразрушающие экспресс-методы скрининга, предварительной диагностики крови пациентов с патологией внутренних органов. Полученные эллипсометрические данные о наличии особенностей формирования биоорганических покрытий из сыворотки крови пациентов с диффузной патологией печени, гиперлипидемиями, сахарным диабетом подтверждены выявленными изменениями тонкой структуры ИК-спектров.


13.
МНОГОКАНАЛЬНЫЙ ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫЙ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫЙ КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ПОВЕРХНОСТИ ТОПЛИВНЫХ ТАБЛЕТОК

А. В. Белобородов1, Е. В. Власов1,2, П. С. Завьялов1, Л. В. Финогенов1
1 Учреждение Российской академии наук Конструкторско-технологический институт научного приборостроения Сибирского отделения РАН,
630058, г. Новосибирск, ул. Русская, 41,
b.a.v@inbox.ru
2 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Новосибирский государственный технический университет»,
630092, г. Новосибирск, просп. К. Маркса, 20,
Andre_linoge@rambler.ru, finog@tdisie.nsc.ru
Ключевые слова: система технического зрения, топливная таблетка, дефекты, обработка изображений
Страницы: 121-129

Аннотация >>
Рассматриваются оптико-электронные методы контроля внешнего вида топливных таблеток тепловыделяющих элементов атомных станций. В предложенных методах регистрация изображений поверхностей таблеток производится в отражённых лучах с помощью цифровых камер, что обеспечивает высокий контраст дефектных областей на фоне кадра. Приведены алгоритмы обработки изображений для выявления дефектных изделий. Создан экспериментальный образец системы производительностью до 10 табл./с. Для обучения системы разработана база данных, содержащая изображения поверхностей имитаторов и реальных таблеток. Результаты обработки в реальном времени полученных изображений показали вероятность обнаружения дефектных таблеток не менее 95 %.