Работы автора

Анализируются основные результаты работы современной технологической системы нанесения и контроля оптических покрытий на подложки с различной степенью шероховатости по данным регистрации характеристик индикатрисы рассеянного лазерного излучения. Рассматриваются особенности приближений метода дифференциального рассеяния, используемого для оценки статистических параметров профилей оптических подложек: спектральной плотности корреляционной функции (СПКФ) и эффективного среднеквадратического отклонения (СКО) – эф. Приводятся основные характеристики рассеянного лазерного излучения от поверхностей оптических подложек с различным уровнем шероховатости. Обсуждаются результаты экспериментальных исследований, посвящённые влиянию качества поверхностей оптических подложек на эксплуатационные характеристики различных пленкообразующих материалов оптических покрытий, нанесённых с ионным ассистированием и без него. На основании проведенного эксперимента исследуются возможности снижения светорассеяния и нивелирования неровностей поверхностей подложек с различной степенью шероховатости.

Выполнен сравнительный анализ методов калибровки датчика волнового фронта Шэка-Гартмана по плоскому волновому фронту (калибровка по наклону датчика) и сферическому волновому фронту (абсолютная калибровка). Для сравнения был проведен общий анализ достоинств и недостатков методов калибровки. Показано, что калибровка датчика включает в себя следующие этапы: создание опорного волнового фронта и определение точных проектных параметров датчика. Значения проектных параметров используются в реконструкции измеряемого волнового фронта и определяют такие параметры датчика Шэка-Гартмана, как динамический диапазон и чувствительность. Также для численного сравнения был проведен анализ погрешностей динамического диапазона, определяемого по аберрациям типа наклон и дефокусировка, и построены зависимости этих погрешностей от погрешности проектных параметров датчика.

Методом голографии на тонком слое дихроичного ориентирующего красителя были записаны дифракционные решетки, собраны и исследованы жидко-кристаллические ячейки для получения электрически-управляемой дифракции в видимом диапазоне. При помощи программного обеспечения для моделирования электрооптических эффектов была рассчитана дифракционная эффективность (ДЭ) фазовой решетки на основе жидкого кристалла (ЖК) в зависимости от амплитуды напряжения на электродах и оценено изменение ДЭ в зависимости от толщины ячейки, двулучепреломления ЖК-материала и длины волны излучения. Экспериментальные результаты качественно совпали с результатами расчета. В случае фазовой решетки, сформированной в объеме ЖК-ячейки ДЭ в 1-м порядке достигала 16 % на длине волны 532 нм. Установлено, что ДЭ уменьшается с увеличением длины волны.

Проведены обзор и анализ существующих корректоров волнового фронта оптического излучения. Приведены основные преимущества и недостатки различных корректоров волнового фронта. Проведено сравнение различных видов корректоров по типовым характеристикам для решения различных задач современной оптотехники и фотоники.

Исследованы статистические характеристики поля, рассеянного контролируемой шероховатой оптической поверхностью, и определены выражения для контраста спекл-структуры в зависимости от степени монохроматичности излучения лазера ИК-интерферометра. Приведены результаты экспериментальных исследований макетного образца лазерного ИК-интерферометра, построенного по модифицированной функциональной схеме Тваймана–Грина, с рабочей длиной волны излучения  = 10,6 мкм и сформулированы рекомендации по выбору его элементной базы.

В работе рассматривается возможность описания средне- и мелкоструктурных неоднородностей профилей поверхностей крупногабаритных оптических изделий, используя двумерную спектральную плотность корреляционной функции (СПКФ). Предложен метод измерения амплитудных значений пространственных неоднородностей в широком спектральном диапазоне, на основе теоремы Парсеваля и Винера-Хинчина, используя алгоритм приведения двумерной функции СПКФ к одномерному виду. Данный метод позволяет сравнивать измеренную функцию СПКФ с теоретически рассчитанной и указанной в техническом задании на изготовление оптической детали, а также выдвигать требования на аппаратуру контроля. В статье представлено математическое описание метода приведения двумерной функции СПКФ к одномерному виду функции и предложен алгоритм программного обеспечения, разработанного для реализации данного метода приведения функции СПКФ, и его апробация как на математических моделях поверхностей, так и на результатах экспериментальных измерений.

Разработан, научно обоснован и экспериментально подтверждён метод динамической интерферометрии контроля локальных отклонений нанометрового уровня поверхностей оптических деталей от заданного профиля на основе алгоритма расчёта целевой функции – спектральной плотности одномерной корреляционной функции (СПКФ1 от англ. PSD (Power Spectral Density One Dimension)). Представлены теоретические и экспериментальные исследования, посвящённые определению среднего квадратического отклонения (СКО) локальных отклонений поверхностей оптических деталей диаметром до 100 мм и до 1000 мм, с учётом неисключённой систематической и случайной составляющих погрешностей определения целевой функции.

Проведен сравнительный анализ современных отечественных и зарубежных адаптивных оптико-электронных систем для разных задач адаптивной оптики, работающих по методам фазового сопряжения и апертурного зондирования. Впервые предлагается оценка работоспособности адаптивной оптико-электронной системы на основе обработки характеристик оптического изображения с учетом параметров турбулентной атмосферы. Предложенный подход позволит детектировать изображения удаленных объектов с высоким оптическим разрешением. Проведено макетирование лабораторной установки для проверки предложенных схемотехнических решений. Предложены критерии оценки качества оптического изображения и показано их работоспособность.

Проведен анализ практических результатов современного мирового состояния технологии формообразования с целью обеспечения эффективности отечественных технологий. Выполнен сравнительный анализ существующих математических моделей, описывающих функцию съема оптического материала. Осуществлена апробация реальной математической модели, разработанной на основе экспериментальных исследований, в производственных условиях. Результатом работы является анализ графической зависимости шероховатости отполированной поверхности от концентрации полировальной суспензии.

Для достижения высоких технологические показателей качества различных оптических деталей нового поколения, необходим не только современный подход к методам и средствам обработки деталей, но и реализация перспективных высокоточных бесконтактных методов диагностики. Особое внимание в единой технологической цепочке занимают стадии глубокой полировки, когда высотные статистические параметры профилей достигают нано- и субнанометровых уровней. Для диагностики высотных статистических параметров субнанометрового уровня на сегодняшний день применяются различные классы оптико-электронных приборов и систем. Наибольший интерес в задачах высокоточного аттестационного контроля представляют такие перспективные приборы и системы, как: динамические интерферометры, а также приборы, позволяющие оценивать среднеквадратическое значение поверхностных неоднородностей субнанометрового уровня по данным анализа индикатрисы рассеянного лазерного излучения. В мировой практике методы, основанные на анализе индикатрис рассеянного лазерного излучения, классифицируются на [1–7]: методы полного интегрального рассеяния (TIS – Total Integrated Scattering), методы определения функции распределения коэффициента отражения по двум угловым координатам (метод определения характеристики BRDF – Bidirectional Reflectance Distribution Func-tion), методы дифференциального рассеяния (ARS – Angle-Resolved Scattering). Анализ влияния ограничительных факторов в методе дифференциального рассеяния позволяет определить его систематическую погрешность и повысить точность измерения.

Проведены серии производственных варок для исследования нейтрального оптического стекла марки НС6 в электрических печах в сосудах объёмом 150 мл. Исследовано влияние соотношения между химическим составом вводимых в шихту красителей оксидов железа и спектральными коэффициентами пропускания и ослабления полученных нейтральных стёкол заданной марки.