Комплекс метрологический для измерения оптических постоянных наноструктурированных сред и метаматериалов в нанофотонике

Назначение

Комплекс метрологический для измерения оптических постоянных нано-структурированных сред и метаматериалов в нанофотонике (далее - комплекс) предназначен для измерения угла вращения плоскости поляризации монохроматического излучения при его прохождении через оптически-активные вещества и структуры на расстояниях, соответствующих областям ближнего (много меньше половины длины волны) и дальнего (больше длины волны) полей, а также показателя преломления.

Область применения комплекса: лаборатории промышленных предприятий и научно-исследовательских институтов.

Описание

Комплекс состоит из двух установок: микроскопа ближнего поля сканирующего поляризационного БСОМ зав. № 0001 и микроскопа интерференционного автоматизированного МИА-1 зав. № 003.

Работа микроскопа ближнего поля сканирующего поляризационного БСОМ основана на принципе компенсации поворота плоскости поляризации путем ручной установки поляризационной призмы в угловое положение, соответ-

ствующее минимуму сигнала на фотоэлектронном умножителе (ФЭУ). Излучение от источника (лазер с длиной волны 532 нм) проходит фазовую пластину толщиной в половину длины волны, систему зеркал и попадает на образец, после прохождения через который собирается коллектором субволновых размеров. Коллектором служит зонд ближнепольного микроскопа апертурного типа. Локально собранное апертурным зондом электроманитное поле оптической частоты с помощью оптического световода, являющегося продолжением апертурного зонда, направляется в систему вывода излучения. Система вывода излучения на основе микрообъектива служит для формирования параллельного светового пучка. После формирования параллельного светового пучка последний проходит через поляризационную призму и попадает на ФЭУ, сигнал которого поступает в электронный контроллер комплекса поляризационной сканирующей оптической микроскопии ближнего поля, где и регистрируется.

Конструктивно БСОМ выполнен в виде стационарного прибора, состоящего из установленных на оптическом столе оптико-механической измерительной головки, лазера, ФЭУ, поляризационной оптики и оптико-механических вспомогательных узлов. Электронный контроллер располагается отдельно.

Управление прибором осуществляется с помощью специализированного программного обеспечения, установленного на персональный компьютер, связанный с электронным контроллером специальным кабелем, подключаемым к плате сопряжения.

Принцип действия микроскопа интерференционного автоматизированного МИА-1 основан на получении интерферограмм исследуемого объекта при различных фазовых сдвигах, их расшифровки и вычислении показателя преломления.

Для расшифровки интерферограмм в микроскопе МИА-1 использован метод дискретного фазового сдвига (метод фазовых шагов). Сдвиг вносится при помощи управляемого от компьютера пьезоэлемента связанного с зеркалом опорного канала. Интерферограммы при различных положениях зеркала с помощью ПЗС-телекамеры поступают в персональный компьютер, где производится их автоматическая обработка.

Для управления вводом изображений, сдвигом пьезоэлемента и расшифровки интерферограмм используется специальное программное обеспечение «WinPhast». В результате работы программы производится восстановление двумерного распределения оптической разности хода. Для вычисления показателя преломления исследуемого вещества используется двухиммерсионный метод. Он основан на измерении оптической разности хода двух веществ: с известным показателем преломления и с искомым. Далее по полученным двумерным распределениям оптической разности хода определяются фазовые объемы, отношение которых дает показатель преломления.

Программное обеспечение входящих в комплекс установок выполнено в виде отдельно запускаемых модулей и обеспечивает защиту от влияния на метрологические характеристики, а также непреднамеренных и преднамеренных изменений.

Технические характеристики

Таблица 1

Знак утверждения типа

Знак утверждения типа наносят на титульный лист руководства по эксплуатации типографским способом.

Комплектность

Комплект поставки соответствует таблице 2.

Таблица 2

Поверка

Поверку комплекса осуществляют в соответствии с документом «Комплекс метрологический для измерений оптических постоянных наноструктурирован-ных сред и метаматериалов в нанофотонике. Методика поверки», утвержденным ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИОФИ» в октябре 2010 г.

Основные средства поверки:

• меры угла вращения плоскости поляризации (пластинки поляриметрические) №№ 04679, 02879, 873018, 873078, 873082, входящие в состав Государственного первичного эталона единицы угла вращения плоскости поляризации ГЭТ 50-2008.

• набор жидких мер показателя преломления РЖЭ-1 ТУ 4437-00640001819-03 (Реестр № 24513-03). Диапазон показателя преломления 1.385 - 1.659, предел допускаемой абсолютной погрешности измерения показателя преломления не более ±0,00003.

Межповерочный интервал - один год.

Заключение

Тип «Комплекс метрологический для измерения оптических постоянных наноструктурированных сред и метаматериалов в нанофотонике» утвержден с техническими и метрологическими характеристиками, приведенными в настоящем описании типа, и метрологически обеспечен в эксплуатации.

Смотрите также 45584-10 LTL-XL, RetroSign GR1, RetroSign GR3 Ретрорефлектометры Фирма "DELTA Light & Optics", Дания Для измерений коэффициента световозвращения дорожной разметки для условий темного времени суток при освещении фарами автомобиля и коэффициента яркости дорожной разметки для условий светлого времени суток при диффузном дневном или искусственном освеще... Подробнее 45585-10 Система автоматизированная информационно-измерительная коммерческого учета электрической энергии ПС 110 кВ "Первомайская" - АИИС КУЭ ПС 110 кВ "Первомайская" ЗАО "Метростандарт", г.Москва Для измерений активной и реактивной электрической энергии, времени и интервалов времени. Область применения - коммерческий учёт электрической энергии на ПС 110 кВ "Первомайская" ОАО "ФСК ЕЭС", в том числе для взаимных расчетов на оптовом рынке электр... Подробнее 45586-10 Система автоматизированная информационно-измерительная коммерческого учета электрической энергии ПС 220 кВ "Вельск" - АИИС КУЭ ПС 220 кВ "Вельск" ЗАО "Метростандарт", г.Москва Для измерений активной и реактивной электрической энергии, времени и интервалов времени. Область применения - коммерческий учёт электрической энергии на ПС 220 кВ "Вельск" ОАО "ФСК ЕЭС", в том числе для взаимных расчетов на оптовом рынке электрическо... Подробнее 45587-10 Система автоматизированная информационно-измерительная коммерческого учета электрической энергии ПС 220 кВ "Заовражье" - АИИС КУЭ ПС 220 кВ "Заовражье" ЗАО "Метростандарт", г.Москва Для измерений активной и реактивной электрической энергии, времени и интервалов времени. Область применения - коммерческий учёт электрической энергии на ПС 220 кВ "Заовражье" ОАО "ФСК ЕЭС", в том числе для взаимных расчетов на оптовом рынке электриче... Подробнее 45588-10 Система автоматизированная информационно-измерительная коммерческого учета электрической энергии ПС 220 кВ "Кизема" - АИИС КУЭ ПС 220 кВ "Кизема" ЗАО "Метростандарт", г.Москва Для измерений активной и реактивной электрической энергии, времени и интервалов времени. Область применения - коммерческий учёт электрической энергии на ПС 220 кВ "Кизема" ОАО "ФСК ЕЭС", в том числе для взаимных расчетов на оптовом рынке электрическо... Подробнее