IPRI - www.ipri.kiev.ua -  IPRI - www.ipri.kiev.ua -

Розробка фізико-технічних основ створення наноструктурних рельєфів для збереження інформації та перетворення оптичних зображень

Звіт про НДР: 248 с., 142 рис., 15 табл., 16 фото., 2 додатка, 96 джерел.

РЕФЕРАТ

Об'єкт дослідження – системи створення наноструктурних рельєфів для збереження інформації та перетворення  оптичних зображень.

Мета роботи - Метою даної роботи є покращення оптичних характеристик мікрорельєфних структур: а) стосовно довготермінового збереження інформації; б) лінз Френеля для діагностики та компенсації косоокості в медицині; в) світло-повертальних елементів для підвищення безпеки дорожнього руху.

Метод дослідження – аналіз і синтез систем автоматичного управління, геометрична і фізична оптика.

Розроблені принципи побудови систем наноуправління на основі безконтактної магніто-гвинтової передачі для станції лазерного запису оптичної інформації і станції виготовлення матриць мікрорельєфних структур, що забезпечують точність позиціонування виконавчих пристроїв не гірше 10 нм. Розроблено два програмно-апаратних комплекси на основі прецизійних акселерометрів та сейсмометрів із використанням цифрової лазерної інтерферометрії, на основі чого досліджено вплив коливань Земної поверхні і промислових вібрацій на функціонування систем наноуправління. Запропоновано методи реалізації надщільного запису із використанням фотолюмінесценції і спрощених систем мастерингу.

Розроблено пропозиції щодо підвищення оптичної якості таких елементів, як лінзи Френеля і фільтри Бангертера для терапевтичного лікування очних хвороб в офтальмології.

Результати НДР можуть бути використаними для виробництва носіїв довготермінового збереження інформації, елементів перетворення оптичних зображень у медицині і світлоповеттальних елементів для підвищення беки дорожнього руху.

Прогнозні припущення щодо розвитку об'єкта дослідження - оптимізація систем наноуправління для реалізації вимог специфікації Blu-Ray і виробництва елементів перетворення оптичних зображень для медицини та підвищення безпеки дорожнього руху.

довготермінове збереження інформації, системи управління променем лазера. мІКРОРЕЛЬЄФНІ  СТРУКТУРИ ДЛЯ ПЕРЕТВОРЕННЯ ОПТИЧНИХ ЗОБРАЖЕНЬ.

Умови одержання звіту: за договором. 03113, Київ, вул. М.Шпака, 2

ІПРІ НАН України.

  Презентация>>

 ЗМІСТ

Перелік умовних позначень, символів, одиниць, скорочень і термінів …………..…10

Вступ ……………..11

1. Розробка універсальної безконтактної магніто-гвинтової передачі для управління нанопереміщеннями виконавчих пристроїв станції лазерного запису оптичної інформації і станції виготовлення матриць мікрорельєфних структур………………...14

1.1. Визначення вимог до систем управління нанопереміщеннями станції лазер-ного запису оптичної інформації і станції виготовлення матриць мікрорельєфних структур…………………....14

1.2. Обґрунтування доцільності використання безконтактної магніто-гвинтової передачі для управління нанопереміщеннями виконавчих пристроїв...16

1.3. Аналіз роботи безконтактної магніто-гвинтової передачі та її математична модель ........17

1.4.  Розробка мікропроцесорної системи управління нанопереміщеннями на основі безконтактної магніто-гвинтової передачі ……………..…………..25

1.5. Висновки до розділу 1………………………………………………………….…….…...32

2. Дослідження впливу нескомпенсованих вібрацій Земної поверхні на якість створених наноструктурних рельєфів …….…..33

2.1. Аналіз об’єктів впливу нескомпенсованих вібрацій Земної поверхні при створенні наноструктурних рельєфів……………33

2.2. Аналіз сучасних пристроїв для вимірювання вібрацій ……………………………….34

2.3. Розробка прецизійного віброметра для дослідження коливань елементів конструкції станцій виготовлення мікрорельєфних структур …….36

2.4. Удосконалення сейсмометрів на основі методів цифрової лазерної інтерферометрії ...43

2.5 Розробка способів  зменшення впливу вібрацій на управління наноперемі-щеннями ...51

2.6. Висновки до розділу 2…………………………………………………….……………...54

3.  Дослідження форматів надщільного запису Blu-ray (UDO) та можливості реалізації системи підготовки даних на їх основі ……56

3.1. Аналіз фізичних параметрів оптичних дискових систем ……………………56

3.2. Специфікація форматів Blu-ray та UDO ………………………………………………..58

3.3 Аналіз особливостей форматів Blu-ray та UDO ………………………………………...60

3.3.1. Аналіз особливостей формату Blu-ray ………………………………………………..60

3.3.2. Аналіз особливостей формату UDO ………………………………………………….62

3.4. Дослідження та аналіз систем запису оптичних дисків-оригіналів високої щільності ...64

3.5. Розробка системи підготовки даних ……………………………………………………..69

3.6. Реалізація системи підготовки даних на основі Blu-ray рекордера ……………………72

3.7. Реалізація пристрою керування напівпровідниковим лазером довжиною

хвилі 405 нм ……………………………………………………………………………………78

3.8. Корекція інформаційного сигнала для форматів надщільного запису при виготовленні диска–оригінала з фоторезистивним реєструючим середовищем…………………………... .81

3.9. Висновки до розділу 3 ……………………………………………………………………………...84

4. Аналіз можливостей побудови багатошарових оптичних дисків для довготермінового зберігання даних ……………………………………………….86

4.1. Метод виділення паразитного сигналу при зчитуванні даних з багатоша-рового фотолюмінесцентного диска (PMD) ………………………………….....88

4.2. Математичне моделювання процесу зчитування даних з багатошарового фотолюмінесцентного диска …..............90

4.3. Побудова PMD-ROM та односесійних PMD-R носіїв …………………...……………..94

4.3.1. Застосування маркерних шарів при побудові PMD-ROM та односесійних PMD-R носіїв ………………………..107

4.3.2. Застосування методів багаторівневого оптичного запису при побудові PMD-ROM та односесійних PMD-R носіїв ……………………109

4.4. Побудова мультисесійних PMD-R та PMD-RW носіїв ……………….……………….111

4.4.1. Застосування маркерних шарів при побудові PMD-RW та мультисесійних PMD-R носіїв ……………………………….118

4.4.2. Застосування методів багаторівневого оптичного запису при побудові PMD-RW та мультисесійних PMD-R носіїв ………………………120

4.5. Аналіз впливу точності багатошарового фотолюмінесцентного запису інформації на надійність відтворення даних з PMD-носія …….122

4.6. Висновки до розділу 4 ………………………………………………………………….129

5. Дослідження та аналіз оптичних параметрів мікрорельєфних структур перетворення оптичних зображень …………………………………………………...130

5.1. Особливості технології виготовлення високоякісних гальванічних копій мікропризмових структур …………..130

5.2. Аналіз оптичних властивостей гальванічних копій мікропризмових структур …………...136

5.2.1. Оптичні характеристики серії гальванічних копій матриць світлоповертачів ……………..137

5.2.2. Гальванічні копії мікропризмових заломлюючих структур ………….. ………….143

5.3. Контроль оптичної якості мікропризмових структур за роздільною здатністю зображень ………….148

5.3.1. Аналіз методів вимірювання гостроти зору ………………………………………149

5.3.2. Фізичні основи вимірювання роздільної здатності ……………………………….153

5.3.3. Стенд для експериментального дослідження роздільної здатності …………….155

5.3.4. Аналіз впливу величини призматичної дії на роздільну здатність зображень ………160

5.3.5. Особливості порівняльних даних з роздільної здатності та гостроти зору для мікропризмових структур ………163

5.4. Висновки до розділу 5 …………………………………………………………………..166

6.  Аналіз факторів, що впливають на якість ультразвукового зварювання пластмасових оптичних деталей з мікрорельєфом ……………168

6.1  Розрахунок та узгодження складових частин сонотродів …………………………….168

6.2 Аналіз збудження резонансних мод у мікропризм при ультразвуковому зварюванні...181

6.3  Висновки до розділу 6 …………………………………………………………………..189

7 Дослідження технології створення мікропризмових фільтрів Бангертера

для діагностики та лікування амбліопії та діплопії ………………………………………..190

7.1 Аналіз методів і засобів лікування аббліопії та діплопії ……………………………...190

7.2  Дифракційні елементи для послаблення гостроти зору ………………………………195

7.3 Параметри ФБ ешелетт ………………………………………………………………….201

7.4  Експериментальне дослідження та вимірювання параметрів зразків

 ФБ ешелетт……………………………………………………………………………………204

7.5   Висновки до розділу 7 ………………………………………………………………….205

Висновки………………………………………………………………………………………211

Перелік посилань……………………………………………………………………………...217

Додатки………………………………………………………………………………….……..227