|
|
Návrh vhodného etalonu délky pro nano-CT měřicí přístroj
Kožiol, Martin ; Jankových, Róbert (oponent) ; Šrámek, Jan (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá návrhem tří etalonů délky, které poslouží pro zajištění metrologické návaznosti mezi přístroji Rigaku nano3DX, SIOS NMM-1, Zeiss UPMC Carat 850 a dalšími přístroji umístěnými na ÚVSSR VUT a CEITEC Brno. První část je zaměřena na teoretické seznámení se s pojmy úzce souvisejícími s problematikou zajišťování metrologické návaznosti. Kromě toho se tato část zabývá výpočetní tomografií a popisem jednotlivých přístrojů. V druhé části jsou řešeny návrhy, postup výroby a odzkoušení jednotlivých etalonů. Poslední část je věnována popisu zajištění kalibrace nejmenšího etalonu, tzv. Nano etalonu a výpočtu nejistoty měření jeho kalibrované délky. Ke konci práce jsou výstupy těchto činností zhodnoceny.
|
|
|
Stanovení přesnosti měření v nanometrologii
Šrámek, Jan ; Číp, Ondřej (oponent) ; Tykal, Miroslav (oponent) ; Jankových, Róbert (vedoucí práce)
Předkládaná disertační práce se zabývá měřením velmi malých rozměrů v nanometrologii pomocí dotykové nano-sondy, která je součástí třísouřadnicového měřicího stroje. V práci je prezentován nově vypracovaný přístup k problematice hodnocení přesnosti měření v oblasti přesného měření délky. Cílem práce je rozšíření možností měření prováděných na popisovaném přístroji a vytvoření návrhu postupu měření malých součástí včetně stanovení přesnosti měření tohoto přístroje při jeho použití v nanometrologii. Práce prezentuje nově vytvořený postup výpočtu nejistoty měření, který byl základní součástí stanovení přesnosti měření přesného třísouřadnicového měřicího stroje (dále jen nano-CMM). V první části disertační práce je uvedena analýza současného stavu v oblasti vyhodnocování přesnosti měření při realizaci přesných měření délky. Jsou zde definovány a popsány jednotlivé metody používané pro stanovení přesnosti měření nano-CMM. Je zde kladen důraz zejména na aparát stanovení nejistoty měření, kdy je čerpáno z autorových zkušeností z praxe metrologa pracujícího v laboratoři Oddělení Primární nanometrologie a technické délky Českého metrologického institutu v Brně (dále je ČMI Brno). Druhá část disertační práce se zaměřuje na vlastní problematiku stanovení přesnosti délkových měření v nanometrologii s důrazem na provedení souboru měření za dodržení podmínek reprodukovatelnosti a opakovatelnosti. Je zde rovněž popsán a vyzkoušen konkrétní simulační proces, kdy se pomocí metody Monte Carlo provádí simulaci měřicího systému nano-CMM za účelem doplnění nově vytvořeného aparátu pro stanovení nejistoty měření dotykovou nano-sondou na tomto přístroji. Podstatnou součástí této části disertační práce je podrobné vyhodnocení výsledků měření z provedených experimentů za dodržení podmínek opakovatelnosti a reprodukovatelnosti a zejména potřeby stanovení nejistoty měření nano-CMM. Nejistota měření je v disertační práci vyjádřena pro kvantifikaci přesnosti měření tohoto přístroje. Závěr práce shrnuje získané poznatky v oblasti provedeného vědeckého výzkumu včetně jejich vyhodnocení v rámci zvolené metodiky pro stanovení přesnosti měření v nanometrologii. Naznačuje budoucí postup možný v oblasti výzkumu i praktického použití v oblasti metrologické návaznosti a provádění vysoce přesných měření pro zákazníky. Zabývá se i možností využití dalších snímacích systémů použitelných na zkoumaném nano-CMM.
|
|
|
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.
|
|
|
Návrh vhodného etalonu délky pro nano-CT měřicí přístroj
Kožiol, Martin ; Jankových, Róbert (oponent) ; Šrámek, Jan (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá návrhem tří etalonů délky, které poslouží pro zajištění metrologické návaznosti mezi přístroji Rigaku nano3DX, SIOS NMM-1, Zeiss UPMC Carat 850 a dalšími přístroji umístěnými na ÚVSSR VUT a CEITEC Brno. První část je zaměřena na teoretické seznámení se s pojmy úzce souvisejícími s problematikou zajišťování metrologické návaznosti. Kromě toho se tato část zabývá výpočetní tomografií a popisem jednotlivých přístrojů. V druhé části jsou řešeny návrhy, postup výroby a odzkoušení jednotlivých etalonů. Poslední část je věnována popisu zajištění kalibrace nejmenšího etalonu, tzv. Nano etalonu a výpočtu nejistoty měření jeho kalibrované délky. Ke konci práce jsou výstupy těchto činností zhodnoceny.
|
|
|
Stanovení přesnosti měření v nanometrologii
Šrámek, Jan ; Číp, Ondřej (oponent) ; Tykal, Miroslav (oponent) ; Jankových, Róbert (vedoucí práce)
Předkládaná disertační práce se zabývá měřením velmi malých rozměrů v nanometrologii pomocí dotykové nano-sondy, která je součástí třísouřadnicového měřicího stroje. V práci je prezentován nově vypracovaný přístup k problematice hodnocení přesnosti měření v oblasti přesného měření délky. Cílem práce je rozšíření možností měření prováděných na popisovaném přístroji a vytvoření návrhu postupu měření malých součástí včetně stanovení přesnosti měření tohoto přístroje při jeho použití v nanometrologii. Práce prezentuje nově vytvořený postup výpočtu nejistoty měření, který byl základní součástí stanovení přesnosti měření přesného třísouřadnicového měřicího stroje (dále jen nano-CMM). V první části disertační práce je uvedena analýza současného stavu v oblasti vyhodnocování přesnosti měření při realizaci přesných měření délky. Jsou zde definovány a popsány jednotlivé metody používané pro stanovení přesnosti měření nano-CMM. Je zde kladen důraz zejména na aparát stanovení nejistoty měření, kdy je čerpáno z autorových zkušeností z praxe metrologa pracujícího v laboratoři Oddělení Primární nanometrologie a technické délky Českého metrologického institutu v Brně (dále je ČMI Brno). Druhá část disertační práce se zaměřuje na vlastní problematiku stanovení přesnosti délkových měření v nanometrologii s důrazem na provedení souboru měření za dodržení podmínek reprodukovatelnosti a opakovatelnosti. Je zde rovněž popsán a vyzkoušen konkrétní simulační proces, kdy se pomocí metody Monte Carlo provádí simulaci měřicího systému nano-CMM za účelem doplnění nově vytvořeného aparátu pro stanovení nejistoty měření dotykovou nano-sondou na tomto přístroji. Podstatnou součástí této části disertační práce je podrobné vyhodnocení výsledků měření z provedených experimentů za dodržení podmínek opakovatelnosti a reprodukovatelnosti a zejména potřeby stanovení nejistoty měření nano-CMM. Nejistota měření je v disertační práci vyjádřena pro kvantifikaci přesnosti měření tohoto přístroje. Závěr práce shrnuje získané poznatky v oblasti provedeného vědeckého výzkumu včetně jejich vyhodnocení v rámci zvolené metodiky pro stanovení přesnosti měření v nanometrologii. Naznačuje budoucí postup možný v oblasti výzkumu i praktického použití v oblasti metrologické návaznosti a provádění vysoce přesných měření pro zákazníky. Zabývá se i možností využití dalších snímacích systémů použitelných na zkoumaném nano-CMM.
|
|
|
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.
|
host ::
RSS.