Технологии компьютерной оптики. Рубрика в журнале - Компьютерная оптика
Статья научная
На круговой лазерной записывающей системе (Circle Laser Writing System - CLWS) были исследованы новые стеклянные пластинки прямой лазерной записи изображения (Direct Laser Write glass photoplates - DLW glass) для изготовления полутоновых фотошаблонов дифракционных оптических элементов (ДОЭ). Были подмечены некоторые особенности записи на этих пластинках, проявившиеся при записи асимметричных ДОЭ. Высокое разрешение и качество записи полутонов было получено, используя особые свойства DLW glass пластинок. Приведены параметры и фрагменты полутоновых фотошаблонов бифокальной линзы и растра микролинз, синтезированных на CLWS.
Бесплатно
Статья
Бесплатно
Исследование алмазной дифракционной цилиндрической линзы
Статья научная
В [1] предложен и реализован метод лазерного формирования фазового микрорельефа алмазных дифракционных оптических элементов (ДОЭ) для дальнего ИК-диапазона спектра. С использованием данного метода для излучения СО2 лазера (л=10,6 мкм) создан одномерный ДОЭ - цилиндрическая линза с апертурой 4*4 мм2 и фокусным расстоянием f=25 мм [1]. Данная работа посвящена исследованию созданного алмазного ДОЭ методом натурного и вычислительного эксперимента. В ходе натурного эксперимента измерены распределение интенсивности поля в фокальной области линзы, глубина фокуса и дифракционная эффективность ДОЭ. Отмечена высокая степень корреляции между экспериментальными характеристиками элемента и результатами компьютерного моделирования.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается система жидкий алюминий - кремний, облучаемая ионно-электронным потоком, сформированным газовым разрядом высоковольтного типа (ГРВТ) с энергией частиц до 6 кэВ. Теоретически показана возможность существования потока пустот атомного размера («вакансий») в объеме жидкой фазы алюминия (маски) при облучении его поверхности отрицательно заряженными частицами ГРВТ с энергией до 6 кэВ. Приведены результаты экспериментальных исследований, хорошо согласующиеся с эффектом увлечения атомов кремния потоком «вакансий». Показана возможность формирования каталитической маски для создания микрорельефа дифракционных оптических элементов (ДОЭ). Средствами литографии обычный фотошаблон ДОЭ превращается в каталитическую маску на основе жидкого алюминия. Показана возможность дозированной загонки атомов полупроводника в расплав маскирующего материала путем изменения режимов облучения структуры алюминий-кремний (Al-Si) непосредственно во время проведения технологического процесса. Последующее удаление насыщенного полупроводником слоя каталитической маски приводит к образованию дифракционного микрорельефа.
Бесплатно
Исследование механизмов формирования низкотемпературной плазмы газовым разрядом высоковольтного типа
Статья научная
Описан механизм образования газового разряда высоковольтного типа, приведены экспериментальные зависимости, характеризующие параметры разряда при различных условиях его существования.
Бесплатно
Статья
Бесплатно
Исследование режимов плазменного травления синтезированных полимеризующихся композиций
Статья научная
Для эффективной работы дифракционных оптических элементов необходимо получение микрорельефа с непрерывным профилем. Для его получения можно использовать фоточувствительные полимеры, такие как жидкие фотополимеризующиеся композиции (ЖФПК), фоторезист. Для практического использования полученных с помощью фоточувствительных полимеров дифракционных элементов возникает необходимость переноса рельефа из полимера в твердый субстрат /1/. Например, в стекло, если необходим фазовый элемент, работающий на высокой плотности излучения, или в кремний, если необходим элемент, работающий на отражение, или его матрица для массового копирования любых элементов с помощью фотопластмасс. В последнем случае в твердом субстрате формируется обратный необходимому рельеф. В отличие от бинарных ди-фракционных элементов элементы с непрерывным профилем получить путем жидкостного травления твердого субстрата (стекла, кремния) через полимерную маску невозможно, так как стойкость к разрушению полимерной маски в жидком травителе много больше, чем у субстрата. И другой технологический аспект: если полимер все же разрушается в жидком травителе, то этот процесс не поддается технологическому контролю и в большинстве случаев происходит катастрофически. К тому же жидкостное травление изотропно, что является дополнительной причиной, исключающей точный перенос рельефа в субстрат. При "сухом" травлении скорость разрушения полимера контролируема и может быть сравнима со скоростью травления твердого субстрата. Это дает возможность получить перенос микро-рельефа в твердую матрицу в твердую матрицу с управляемым коэффициентом переноса. Исследованию технологической возможности реализации такого процесса и посвящена данная работа.
Бесплатно
Статья
Бесплатно
Статья научная
Описан итерационный расчет, технологическая реализация и исследование дифракционного элемента, фокусирующего Гауссов освещающий пучок в кольцевую освещающую область. Расчет произведен с помощью высокоэффективной итерационной процедуры, использующей вычисление всего двух одномерных преобразований Фурье на итерацию. Элемент реализован путем степенного травления кварцевого стекла по шестнадцати уровням с последующим нанесением золотого напыления. Результаты натурного эксперимента находятся в хорошем согласовании с результатами вычислительного эксперимента.
Бесплатно
Оптико-цифровой метод измерения радиуса кривизны сферических поверхностей
Статья научная
В статье исследуются и сравниваются методы бесконтактного определения радиуса кривизны сферической поверхности по изображению щели, сформированной на поверхности и зарегистрированной телекамерой. Разработана оптическая схема для ввода изображения в компьютер. По участку дуги эллипса длиной около 400 пикселов с прогибом около 50 пикселов определен радиус металлического шарика (6,55 мм) с точностью 2%.
Бесплатно
Оптимизация метода прямой записи при изготовлении ДОЭ с непрерывным профилем
Статья научная
Разработан новый метод представления данных описывающих топологию дифракционных оптических элементов для сканирующих устройств записи изображения. Предлагаемый векторно-градиентный формат данных основан на кусочно-линейной аппроксимации профиля дифракционной зоны. Разработан программируемый векторно-градиентный генератор, поддерживающий этот формат. Изготовлены экспериментальные образцы дифракционных оптических элементов.
Бесплатно
Оптический способ оценки поверхностных повреждений
Статья научная
Рассмотрен способ и испытательное оборудование для обнаружения поверхностных дефектов в виде царапин, трещин, изменения состояния поверхности детали в результате химического воздействия и абразивного износа с использованием лазерных систем. Построена математическая модель вероятности распознавания дефектов по достижению энергетического соответствия зондирующего сигнала геометрическим параметрам исследуемого участка поверхности. Проведена экспериментальная оценка влияния глубины, угла раскрытия и расположения плоскости симметрии трещины на изменение распределения интенсивности излучения в световом пятне при его поверхностном отражении. Показаны преимущества применения в малогабаритных контрольно-измерительных системах лазерных диодов с квантоворазмерными структурами на основе материалов четверных систем.
Бесплатно
Статья
Бесплатно
Применение дифракционной квазиоптики миллиметрового диапазона для исследования задач физики взрыва
Статья
Бесплатно
Применение кольцевой апертурной диафрагмы в спекл-интерферометрии
Статья научная
В статье представлены результаты теоретических и экспериментальных исследований по применению кольцевой апертурной диафрагмы в спекл-интерферометрии. Показано, что применение кольцевой апертурной диафрагмы позволяет использовать объективы с большой входной апертурой. Это позволяет увеличить чувствительность и диапазон измерений методом спекл-интерферометрии.
Бесплатно
Статья научная
Применение элементов компьютерной оптики (фокусаторов излучения) позволяет создать требуемое для проведения технологических процессов лазерной термической и комбинированной обработки материалов пространственное распределение плотности мощности энергетических потоков. Для формирования излучения технологических СО2-лазеров разработано оптическое устройство, содержащее подвижный элемент компьютерной оптики и деформируемое вогнутое зеркало. Операции лазерной термической и комбинированной обработки автоматизированы с помощью специально созданных аппаратно-программных средств, введенных в состав лазерного технологического комплекса ЛК-1300 Хебр-1А». Анализ результатов экспериментальных исследований свидетельствует о целесообразности применения технологических оптических систем на основе фокусаторов излучения при лазерном отжиге низколегированных титановых сплавов и термоупрочнении для повышения износостойкости стальных деталей, работающих в условиях трения. Построена расчетная модель формирования температурных полей в технологических объектах при плазменнолазерном нанесении покрытий. Проведены исследования теплового воздействия на материалы комбинированных энергетических потоков. Расчетные значения температур для выбранной группы материалов в широких диапазонах скорости перемещения и мощности теплового источника удовлетворительно совпадают с результатами экспериментальной оценки (погрешность δп ≤ 15…20%).
Бесплатно
Разработка и исследование метода формирования микрорельефа ДОЭ в сапфировых подложках
Статья научная
Предложен и реализован метод формирования фазового микрорельефа сапфировых (лейкосапфировых) дифракционных оптических элементов (ДОЭ). С использованием данного метода изготовлена и исследована бинарная структура на сапфировой подложке, работающая в ультрафиолетовом диапазоне как дифракционная линза с фокусным расстоянием fЎЦ50 мм. Показано, что сапфир в качестве материала подложки ДОЭ является реальной альтернативой кварцевым пластинкам и алмазоподобным пленкам. Осуществлен выбор параметров формирования заданного микрорельефа в сапфировых подложках на основе ионнохимического травления в среде Хладона-14.
Бесплатно
