|
| |
|
|
Interferometrický kalibrátor pro měření vlnových délek
Jedlička, Petr ; Mikel, Břetislav ; Řeřucha, Šimon ; Matěj, Z. ; Herman, O. ; Holá, Miroslava ; Jelínek, Michal ; Pavelka, Jan ; Číp, Ondřej ; Lazar, Josef
Systém je navržen pro kalibraci měřicího rámu, kterým se kontrolují rozměry reaktorové nádoby. Rám je při měření spouštěn do reaktoru a výsuvnými koncovými snímači měří jeho rozměry. Měřené hodnoty jsou až\n3300 mm. Před měřením je třeba měřicí rám jako celek kalibrovat.\n
|
|
|
Grazing incidence interferometer for form measurement of hollow cylinders
Šarbort, Martin ; Řeřucha, Šimon ; Holá, Miroslava ; Lazar, Josef
Optical metrology of cylindrical specimens represents an interesting task in scientific and\nindustrial practice. The most precise measurement methods use principles of laser\ninterferometry where the phase difference between the reference wave and the object wave reflected from the tested surface is detected. The form measurement of hollow cylindrical tubes can be advantageously realized by an object wave with conical wavefronts generated by an axicon lens or an equivalent diffractive optical element. An axicon characterized by large apex angle forms a conical wave that fulfills the conditions of the grazing incidence, which results in suppression of the speckle noise. The previous experimental setups were relatively complex since they involved a pair of mutually reversed axicons or a pair of diffractive optical elements that transform the object wave from planar to conical and vice\nversa.
|
|
|
SMV-2017-22: Realizace víceosého interferometrického systému pro souřadnicové odměřování
Holá, Miroslava ; Lazar, Josef ; Hucl, Václav ; Čížek, Martin
Cílem projektu smluvního výzkumu bylo realizovat víceosý interferometrický systém pro souřadnicové odměřování. Jedná se o systém umožňující bezkontaktní měření polohy (posunutí) v osách x, y s kompenzací vlivu indexu lomu vzduchu. Důraz byl kladen na vysokou přesnost a opakovatelnost měření na nanometrové úrovni pro vlnovou délku 633 nm. Součástí projektu byl také vývoj a realizace řídící elektroniky pro detekci signálu pomocí homodynního kvadraturního detekčního systému. Celý systém byl testován v laboratorních podmínkách a poté instalován do příslušného systému v zadavatelské firmě.
|
|
|
Pokročilé interferometrické metody pro souřadnicové odměřování
Holá, Miroslava ; Klapetek,, Petr (oponent) ; Mrňa, Libor (oponent) ; Lazar, Josef (vedoucí práce)
Disertační práce tematicky spadá do oborů Metrologie délky a Nanometrologie. Nanometrologie se zabývá dimenzionálním měřením mikro a nanostruktur s vysokým prostorovým rozlišením, typicky v řádu nanometrů. Rozvoj tohoto oboru souvisí s rozvojem nanotechnologií, kde se uplatňují měřicí metody kombinující zobrazování pomocí mikroskopických technik s odměřováním s rozlišením a přesností na nanometrové úrovni. K měření rozměrů nanostruktur se zde využívá laserová interferometrie, která je v současné době nejpřesnější měřicí technikou dimenzionálních veličin. Požadavky měření na nanometrové úrovni vedou ke snahám posouvat limity interferometrického rozlišení a přesnosti. Interferometrické odměřování je v přesnosti měření limitováno především vlivem indexu lomu vzduchu. V první části práce je uveden teoretický rozbor jednotlivých části laserového interferometru. Druhá část práce je věnována problematice vlivu indexu lomu vzduchu na interferometrické odměřování a výslednou nejistotu měření. Experimentálně ověřuji koncept kompenzace vlivu indexu lomu vzduchu pomocí stabilizace vlnové délky laserového zdroje na mechanickou referenci. V prvním případě se jedná o interferometr se stojatou vlnou vybuzenou v pasivním rezonátoru s odměřováním polohy pomocí unikátního transparentního fotodetektoru, který je schopen detekovat interferenční maxima a minima podél osy svazku v rezonátoru. Dále demonstruji experimentální měřicí sestavu, jejíž předností je sloučení interferometru a refraktometru do jednoho systému. Toto uspořádání eliminuje zdroje chyb způsobené růzností poloh svazku měřicího index lomu (refraktometr) a svazku měřicího vzdálenost (interferometr). Experimentální sestava je využita ke studiu chování proudění vzduchu (okolního prostředí) v závislosti na změně délky měřicích ramen interferometrů. Toto studium je prováděno s důrazem na potenciální aplikace v souřadnicových měřicích systémech v metrologii délky. Stabilizace vlnové délky na mechanickou referenci představuje snížení příspěvku vlivu indexu lomu vzduchu do celkové nejistoty měření o jeden až dva řády. Na základě získaných výsledků navrhuji nová uspořádání interferometrů pro odměřování polohy, kombinující délkovou interferometrii a tracking refraktometr pro on-line kompenzaci fluktuací indexu lomu vzduchu s blízkými svazky. Ve třetí části práce popisuji realizaci interferometrických systémů pro konkrétní aplikace. Pro průmyslové prostředí je určen koncept interferometrické délkové sondy, která umožňuje nanometrové odměřování pomocí zjednodušené konstrukce interferometru. Pro souřadnicové odměřování polohy vzorku až v šesti stupních volnosti jsem realizovala kompaktní modulární interferometrický systém, který je unikátní optickou částí a stabilizovaným laserovým zdrojem. Pro odměřování polohy vzorku v komoře elektronového litografu jsem navrhla a realizovala diferenční interferometr, který pracuje v blízké infračervené oblasti a využívá novou detekční metodu, která byla vyvinuta pro tento systém. Ve čtvrté části uvádím realizaci vysokorychlostního interferometru v diferenčním uspořádání, který umožňuje vyhodnocení vysokocyklové únavy v materiálovém inženýrství. Tento způsob studia vysokocyklové únavy by měl být přínosem jak pro základní výzkum, tak i inženýrskou praxi.
|
|
| |
|
| |
|
|
Frekvenčně stabilizovaný polovodičový laserový zdroj pro interferometrii s vysokým rozlišením
Řeřucha, Šimon ; Hucl, Václav ; Holá, Miroslava ; Čížek, Martin ; Pham, Minh Tuan ; Pravdová, Lenka ; Lazar, Josef ; Číp, Ondřej
Sestavili jsme experimentální laserový systém, založený na laserové diodě typu DBR (Distributed Bragg Reflector), frekvenčně stabilizovaný na absorpční čáry v parách molekulárního jodu. Laserový systém operuje na vlnové délce ležící v blízkosti vlnové délky stabilizovaných helium-neonových (HeNe) laserů (tj. 633 nm), které představují de-facto standardní laserový zdroj v oblasti metrologie délek. Cílem bylo ověřit, že parametry takového systému umožní jej využít jako náhradu právě He-Ne laserů, která navíc umožní větší rozsah a větší šířku pásma přeladění optické frekvence a vyšší výkon. Experimentálně jsme ověřili základní charakteristiky laserového zdroje, které jsme dále porovnali s charakteristikami typického frekvenčně stabilizovaného He-Ne laseru. K tomu jsme využili experimentální uspořádání blízké typickým využitím laserové interferometrie v metrologii délky. Výsledky prokazují, že laserový systém, založený na laserové diodě DBR představuje vhodný zdroj pro aplikace v (nano) metrologii délky tím, že zachovává fundamentální požadavky na laserový zdroj jako frekvenční stabilita a koherenční délka a zároveň umožňuje přeladění optické frekvence o více než 0.5 nm s šířkou pásma modulace až několik MHz, vyšší výkon v řádu několika mW a díky stabilizaci i fundamentální metrologickou návaznost.
|
|
|
Dvojice fázově synchronizovaných polovodičových laserů pro délkovou metrologii
Hucl, Václav ; Holá, Miroslava ; Čížek, Martin ; Řeřucha, Šimon ; Pham, Minh Tuan ; Pravdová, Lenka ; Lazar, Josef ; Číp, Ondřej
Polovodičové lasery nacházejí stále širší uplatnění v oblastech, kde dominují prozatím plynové He-Ne lasery. Jednou z takových oblastí je i délková metrologie, kde He-Ne laser pracující na vlnové délce 633 nm je stále tradičním zdrojem koherentního světla pro laserový interferometr odměřující vzdálenost. Výhodou polovodičových laserů oproti He-Ne laserům mají řádově větší optický výkon a výrazně širší rozsah přeladění vlnové délky bez modových přeskoků. Další výhodou je frekvenční modulace vlnové délky laserové diody přímou změnou hodnoty injekčního proudu. Zmíněné výhody předurčují takové laserové diody pro realizaci dvoufrekvenčních laserových zdrojů pro heterodynní interferometrii. V tomto případě je pomocí fázového závěsu optická frekvence jedné laserové diody zavěšena na optickou frekvenci laserové diody druhé a zároveň jsou optické frekvence obou laserů vzájemně odladěny o požadovanou hodnotu v řádu MHz. V našem příspěvku představujeme využití laserových diod s vnitřní strukturou s Braggovskou mřížkou pro realizaci dvoufrekvenčního laserového zdroje, který je určen pro laserovou interferometrii s heterodynní detekcí.
|
|
|
SMV-2015-21: Optická frekvenční reference pro viditelnou spektrální oblast
Lazar, Josef ; Hrabina, Jan ; Holá, Miroslava ; Oulehla, Jindřich ; Pokorný, Pavel
Obsahem smluvního výzkumu pro pracoviště biofyzikální chemie byl výzkum a vývoj optické frekvenční reference pro stabilizaci optické frekvence laseru určeného pro spektroskopii ve viditelné spektrální oblasti. Spektroskopická měření se stabilizovaným laserem zvyšují zásadně přesnost měření díky přímé návaznosti na absorpční přechody ve vhodné médiu, které jsou uvedeny v doporučeních mezinárodní metrologické komise. Reference je představována absorpčním prostředím ultra čistých par molekulárního jodu plněných do kyvety. Optický návrh kyvety zahrnuje okénka s antireflexí a uspořádáním pro vícenásobný průchod.
|
host ::
RSS.