Počet nalezených dokumentů: 289
Publikováno od do

Přechod šum - signál: zisk energie ze šumu studovaný pomocí optické pinzety
Šiler, Martin; Filip, R.; Jákl, Petr; Brzobohatý, Oto; Zemánek, Pavel
2015 - český
Nelineární jevy ve fyzikálních systémech, ve kterých dominuje šum, se vyskytují v mnoha různých oblastech a představují velice zajímavé téma. Jedná se například o chování qubitů v kvantových počítačích, průchod elektronu Josephsonovým přechodem v supravodivých systémech nebo (okrajově) chování finančních trhů. Tyto oblasti mají společné, že jsou popsány pomocí stochastických diferenciálních rovnic. Existující přístup k tomuto tématu se zabýval především určováním průměru, odchylek a dalších statistických parametrů. Nedávný rozvoj optické kontroly mechanických systémů otevřel nové možnosti studia mechanických efektů v termodynamice a statistické fyzice, stochastických systémech a kvantové mechanice. Unikátní je možnost sledovat chovaní jedné částice, několika částic až po komplexní mnohačásticové systémy. Můžeme očekávat, že se v blízké budoucnosti objeví nelineární stochastické efekty, které transformují šum v užitečné mechanické efekty. V tomto příspěvku se zabýváme chováním mikroskopické částice, která se pohybuje náhodným Brownovým pohybem, v kubickém potenciálu. Ten přestavuje nejjednodušší systém, ve kterém můžeme pozorovat výše zmíněné nelineární jevy. Zabýváme se především přechodem signál-šum. Tedy tím, jak se vyvíjí poloha částic v závislosti na jejich počátečním rozložení a na síle kubického potenciálu. Ukážeme, že v krátkém časovém úsek může dojít ke kompresi původního náhodného rozdělení částic a k rychlému posunu částic daným směrem. The noise-to-signal transitions are very interesting processes in physics as they might transform environmental noise to useful mechanical effects. In this contribution we introduce the problem of stochastic noise-to-signal transition of overdamped Brownian motion of a particle in the cubic potential. The particle reaches thermal equilibrium with its environment in the quadratic potential which is suddenly swapped to the cubic potential. We predict simultaneous increase of both the displacement and signal-to-noise ratio in the cubic potential for the position linearly powered by temperature of the particle environment. Further, we propose a feasible experimental setup for proof-of-the-principle experiment that uses methods of optical trapping in shaped laser beams providing cubic and quadratic potentials. Klíčová slova: random motion; stochastic differential equations; optical tweezers Plné texty jsou dostupné na jednotlivých ústavech Akademie věd ČR.
Přechod šum - signál: zisk energie ze šumu studovaný pomocí optické pinzety

Nelineární jevy ve fyzikálních systémech, ve kterých dominuje šum, se vyskytují v mnoha různých oblastech a představují velice zajímavé téma. Jedná se například o chování qubitů v kvantových ...

Šiler, Martin; Filip, R.; Jákl, Petr; Brzobohatý, Oto; Zemánek, Pavel
Ústav přístrojové techniky, 2015

Silové účinky laserových svazků na nesférické částice
Zemánek, Pavel; Brzobohatý, Oto; Arzola, A. V.; Šiler, Martin; Simpson, Stephen Hugh; Chvátal, Lukáš; Jákl, Petr
2015 - český
Silové účinky světla na částici jsou založeny na výměně hybnosti mezi fotony a částicí, která vede k tzv. optické síle působící na částici. V případě nesférických částic je tato interakce obohacena i o výměnu momentu hybnosti mezi světlem a částicí. Vzniká tak moment síly, který působí na nesférickou částici a natáčí ji v laserovém svazku. Orientace částice však zpětně silně ovlivňuje optické síly, které na částici působí, a následně případnou rovnovážnou polohu částice ve svazku. Chování nesférické částice je tak mnohem komplexnější, než v případě kulových částic a vede k velmi zajímavých efektům. Dosažené výsledky naznačují, že použití nesférických částic při jejich samouspořádávání světlem do opticky vázaných mikrostruktur, rozšiřují možnosti této metody, protože kromě statické mikrostruktury lze dosáhnout i struktur, které celé rotují nebo alespoň obsahují rotující komponenty. Force action of laser beams upon a particle is based on the change among photons and the particle. In case of non-spherical objects, the interaction is enriched with momentum between light and the particle. The momentum of the force arises and turns the particle. This causes interesting various rotating effects. Klíčová slova: force action laser beams; non-spherical objects Plné texty jsou dostupné na jednotlivých ústavech Akademie věd ČR.
Silové účinky laserových svazků na nesférické částice

Silové účinky světla na částici jsou založeny na výměně hybnosti mezi fotony a částicí, která vede k tzv. optické síle působící na částici. V případě nesférických částic je tato interakce obohacena i ...

Zemánek, Pavel; Brzobohatý, Oto; Arzola, A. V.; Šiler, Martin; Simpson, Stephen Hugh; Chvátal, Lukáš; Jákl, Petr
Ústav přístrojové techniky, 2015

Frekvenční stabilizace laserové diody pracující na 633 nm pro metrologii délek
Pham, Minh Tuan; Hucl, Václav; Čížek, Martin; Mikel, Břetislav; Hrabina, Jan; Řeřucha, Šimon; Lazar, Josef; Číp, Ondřej
2015 - český
Polovodičové lasery jsou v dnešní době velmi pohodlné a vhodné pro řadu aplikací v oblasti lidské činnosti. Především je to díky jejich malé velikosti, nízkým nákladům a vysokou energetickou účinností. Tato práce se zabývá četností stabilizace DBR diodového laseru, který pracuje na vlnové délce 633 nm a měření jeho vlastností hluku. K tomuto účelu jsme vybrali DBR diodu EYP-DBR-0633 od Eagleyard fotoniky. Tyto konkrétní laserové diody v teplotním rozmezí od 6 stupňů Celsia do 24 stupňů Celsia mají rozsah ladění 0,86 nm, což odpovídá změně 650 GHz v optickém frekvenční oblasti. Semiconductor lasers are nowadays very convenient and suitable for many applications in field of human activities. Mainly it is thanks to their small size, low cost and high energy efficiency. This work deals with frequency stabilization of DBR diode laser working on 633 nm and the measurements of its noise properties. For this purpose we have chosen DBR diode EYP-DBR-0633 from Eagleyard Photomic. This particular laser diode in temperature range from 6 degrees celsius to 24 degrees Celsius has a tuning range of 0,86 nm, which correspond to change of 650 GHz in optical frequency domain. In this paper we also present methodology and results for frequency noise properties investigation of this laser with unbalanced Mach-Zhender interferometer and 10 m long fibre spool inserted in reference arm. Klíčová slova: DBR; spectroscopy; frequency stabilization; odine cell Plné texty jsou dostupné na jednotlivých ústavech Akademie věd ČR.
Frekvenční stabilizace laserové diody pracující na 633 nm pro metrologii délek

Polovodičové lasery jsou v dnešní době velmi pohodlné a vhodné pro řadu aplikací v oblasti lidské činnosti. Především je to díky jejich malé velikosti, nízkým nákladům a vysokou energetickou ...

Pham, Minh Tuan; Hucl, Václav; Čížek, Martin; Mikel, Břetislav; Hrabina, Jan; Řeřucha, Šimon; Lazar, Josef; Číp, Ondřej
Ústav přístrojové techniky, 2015

Detekce středu interferenčního proužku v interferometrii nízké koherence
Pikálek, Tomáš; Fořt, Tomáš; Buchta, Zdeněk
2014 - český
Interferometrie nízké koherence je moderní diagnostická metoda využívaná např. k bezkontaktní analýze profilu povrchů, měření tloušťky tenkých vrstev nebo i ke kalibraci koncových měrek. [1, 2] Základní úlohou v interferometrii nízké koherence je při použití Michelsonova interferometru najít takovou polohu měřicího zrcadla, při které jsou optické dráhy v obou větvích interferometru stejné, tedy nalézt střed bílého interferenčního proužku. Při použití pole fotodetektorů na výstupu interferometru je pak tímto způsobem možné získat informaci o struktuře analyzovaného povrchu. Článek se zaměřuje na metody, které analyzují intenzitu na výstupu interferometru v závislosti na poloze měřicího zrcadla. Tyto metody je možné obecně rozdělit na metody detekující v interferenčním signálu maximum a metody detekující maximum obálky signálu. This paper deals with interference fringe center detection techniques used in low-coherence interferometry for contactless surface analysis. It presents a complex analysis of the experimental data processed by using of various different techniques. The analysis compares those techniques in terms of computational complexity, measurement accuracy and resistance to optical dispersion caused by wedge-shaped optical components. Klíčová slova: low-coherence interferometry; interference fringe center detection techniques; surface analysis Plné texty jsou dostupné na jednotlivých ústavech Akademie věd ČR.
Detekce středu interferenčního proužku v interferometrii nízké koherence

Interferometrie nízké koherence je moderní diagnostická metoda využívaná např. k bezkontaktní analýze profilu povrchů, měření tloušťky tenkých vrstev nebo i ke kalibraci koncových měrek. [1, 2] ...

Pikálek, Tomáš; Fořt, Tomáš; Buchta, Zdeněk
Ústav přístrojové techniky, 2014

Přeladitelná laserová dioda na vlnové délce 633 nm pro přesná měření délky a spektroskopii
Pham, Minh Tuan; Mikel, Břetislav; Hrabina, Jan; Lazar, Josef; Číp, Ondřej
2014 - český
Polovodičové lasery si našly pevné místo v řadě oborů lidské činnosti zejména díky své miniaturní velikosti, nízké ceně a vysoké energetické účinnosti. Nalezneme je jako zdroje koherentního záření ve fotonických sítích, slouží pro diagnostiku a terapii v medicíně, jsou běžné v pomůckách pro stavebnictví pro vytyčování budov či stanovení jejich rozměrů. Současné metody pro nejpřesnější měření délek v průmyslové praxi využívají principy laserové interferometrie, které jsou založeny na laserech pracujících ve viditelné oblasti spektra. Je-li laserový svazek viditelný pouhým okem, pro obsluhu odměřovacího systému jde o velkou výhodu, neboť v takovém případě lze provést justáž optické soustavy snadno. Tradičním laserem pro tyto účely je již mnoho desetiletí plynový laser HeNe, který je znám pro svoji vynikající koherenční délku. V minulosti proto byla provedena řada experimentů s nahrazením tohoto laseru za typ polovodičový. Nevýhodou klasických, běžně dostupných hranově emitujících polovodičových laserů s Fabryovým-Perotovým rezonátorem, je však jejich nízká koherenční délka. Snahou výrobců bylo proto opatřit aktivní prostředí polovodiče pasivním selektivním prvkem, který zvýší jakost vlastního rezonátoru a zároveň omezí vznik jeho vyšších podélných modů. Tunable DBR diode lasers at 633 nm could be a good candidates for replacement of well known He-Ne lasers at same wavelength. This paper deals with development of those DBR light source at 633 nm, their utilization in accurate length measuring and laser spectroscopy. We mainly focus on their properties and behavior during measuring such as temperature or current tuning and short time stability. Klíčová slova: tunable laser diode; accurate length measuring; spectroscopy; semiconductor lasers Plné texty jsou dostupné na jednotlivých ústavech Akademie věd ČR.
Přeladitelná laserová dioda na vlnové délce 633 nm pro přesná měření délky a spektroskopii

Polovodičové lasery si našly pevné místo v řadě oborů lidské činnosti zejména díky své miniaturní velikosti, nízké ceně a vysoké energetické účinnosti. Nalezneme je jako zdroje koherentního záření ve ...

Pham, Minh Tuan; Mikel, Břetislav; Hrabina, Jan; Lazar, Josef; Číp, Ondřej
Ústav přístrojové techniky, 2014

Elektronika pro redukci šumu laserové diody s využitím nevyváženého vláknového interferometru
Čížek, Martin; Šmíd, Radek; Číp, Ondřej
2014 - český
Měření délkových změn optických rezonátorů zpravidla vyžaduje použití laserů s úzkou spektrální šířkou. Pro sledování celého rozsahu délkových změn je zapotřebí laser s velkou přeladitelností. Zdroje laserového záření založené na DFB laserových diodách disponují velkým rozsahem přeladění, jejich nevýhodou je však šířka čáry v řádu až jednotek MHz. Obvyklý způsob zužování čáry laserové diody spočívá v elektronické stabilizaci její vlnové délky podle etalonové rezonátorové kavity např. metodou PDH. Tím však ztrácíme přeladitelnost. Řešení nabízí metoda redukce frekvenčního šumu laserové diody využívající jako etalon nevyvážený vláknový Michelsonův interferometr. Referenční rameno interferometru je tvořeno krátkým úsekem optického vlákna zakončeného Faradayovým zrcadlem. Měřicí rameno interferometru je tvořeno cívkou optického vlákna, jejíž délka je zvolena na základě počáteční šířky čáry nestabilizované laserové diody, a Faradayovým zrcadlem. Measuring length changes of optical resonators requires using of lasers with a narrow spectral width. Moreover, for tracking a whole range of possible lengths a widely-tunable laser is required. Laser sources based on DFB laser diodes have a wide optical frequency tuning range, however their spectral linewidth is up to single MHz. The usual way of narrowing the linewidth is based on stabilizing the wavelength of the laser by locking it on an etalon resonator cavity using for example a PDH setup. This of course leads to losing the tunability. We present a different approach where an unbalanced fiber Michelson interferometer with a measuring arm formed of a long optical fiber spool is used as a an optical frequency discriminator. The output electrical signal from the photodetector proportional to the optical frequency changes is used in a fast servo loop. The controller slightly detunes the laser diode by adjusting its pump current and locks optical frequency changes to a zero value. This leads to reducing the sideband noise of the laser by up to 60 dB. The whole method is independent on the actual wavelength of the laser and works in the whole tuning range of the DFB diode. Klíčová slova: frequency noise reduction; interferometry; fiber optics; analog and digital electronics; RF signal processing; environmental effects Plné texty jsou dostupné na jednotlivých ústavech Akademie věd ČR.
Elektronika pro redukci šumu laserové diody s využitím nevyváženého vláknového interferometru

Měření délkových změn optických rezonátorů zpravidla vyžaduje použití laserů s úzkou spektrální šířkou. Pro sledování celého rozsahu délkových změn je zapotřebí laser s velkou přeladitelností. Zdroje ...

Čížek, Martin; Šmíd, Radek; Číp, Ondřej
Ústav přístrojové techniky, 2014

Studium chování proudění vzduchu přes délkový šum při interferometrickém měření
Holá, Miroslava
2014 - český
Měřit s nanometrovou přesností je v posledních deseti letech klíčová výzva, které se objevila v oblasti metrologie délky. Mezinárodní projekt s názvem „NANOTRACE“, který sdružuju renomované laboratoře EU, se snažil prolomit limity rozlišení v laserové interferometrii. Metody, které byly zkoumané, prokázaly, že lze dosáhnout významného zlepšení v rozlišení laserové interferometrie. Navrhované nanometrologické systémy si kladou za cíl zvýšit rozlišení a najít cesty, jak potlačit zdroje nejistot v měření a to do subnanometrové oblasti. Za předpokladu měření v atmosféře patří fluktuace indexu lomu vzduchu mezi největší zdroje nejistot při interferometrickém měření. Měření polohy v omezeném rozsahu je typické pro souřadnicové měřící systémy. V nanometrologii je takovým standardem mikroskop skenující sondou s přesným odměřováním polohy. Proto jsme se rozhodli rozšířit koncept kompenzace fluktuací indexu lomu vzduchu přes sledování optické délky uvnitř měřícího rozsahu interferometru měřícího vzdálenost. Námi navržený systém je kombinací refraktometru spolu s interferometrem kde v prvním případě vyhodnocujeme úroveň nejistoty délkového šumu dvou měřících svazků, který představuje fluktuace indexu lomu vzduchu. A v druhém případě jsme se zabývali změnami indexu lomu (délkového šumu) v závislosti na změně měřícího ramene. Nanoscale measurement became one of the key challenges in the field of metrology in last ten years. The international project launched called “Nanotrace” where renowned EU laboratories including the proposer of this project were trying to break the limits of resolution in interferometry. Techniques investigated here have proven that there are chances to achieve significant improvements in resolution of laser interferometry. Measurement of position within a limited range is typical for coordinate measuring system such as nanometrology standards combining scanning probe microscopy (SPM) with precise positioning. In this contribution we evaluate the level of uncertainty associated with spatial shift of two measuring beams and spatial shift of one measuring beam (change of length the measuring beam). Consequently the nature of the fluctuations of the refractive index of air in laser interferometry is investigated anddiscussed with the focus on potential applications in coordinate measuring systems and long-range metrological scanning pro microscopy systems. Klíčová slova: interferometry; refractive index of air; nanometrology Plné texty jsou dostupné na jednotlivých ústavech Akademie věd ČR.
Studium chování proudění vzduchu přes délkový šum při interferometrickém měření

Měřit s nanometrovou přesností je v posledních deseti letech klíčová výzva, které se objevila v oblasti metrologie délky. Mezinárodní projekt s názvem „NANOTRACE“, který sdružuju renomované laboratoře ...

Holá, Miroslava
Ústav přístrojové techniky, 2014

Interferometrický systém pro souřadnicové odměřování
Lazar, Josef; Holá, Miroslava; Hrabina, Jan; Oulehla, Jindřich; Číp, Ondřej; Vychodil, M.; Sedlář, P.; Provazník, M.
2014 - český
Interferometrické měřicí systémy představují nejpřesnější nástroj pro měření geometrických veličin a to nejen z pohledu komerční dostupnosti na trhu, ale z pohledu základní metrologie, fyzikálních principů a limitů a současné platné definice délky. Nalézají uplatnění všude, kde přesnost, rozlišení a také rozsah a dynamika měření představuje nejvyšší prioritu. Základní konfigurace laserového interferometru pro měření délek představuje laserový zdroj záření s vysokou koherencí se stabilizací frekvence, optika interferometru s polarizační separací svazků v měřicí a referenční dráze, detekční systém, elektronika a software pro zpracování a vyhodnocení signálů a systém pro kompenzaci vlivu indexu lomu prostředí. Konstrukce vlastního laserového zdroje vycházela z použitého laseru – Nd:YAG laseru se zdvojnásobením optické frekvence. Výstup z laseru je dělen na malou část využitou ke stabilizaci a většina je vyvedena do kolimátoru s příslušným počtem stupňů volnosti pro justáž vyvázání do optického vlákna. Kyveta z borosilikátového skla je součástí skříně. Její délka postačí díky silným absorpčním čarám na této vlnové délce malá. Má 10 cm a je ve skříni z prostorových důvodů umístěna rovnoběžně s laserem. Detekce absorpčních čar je realizována formou lineární absorpční spektroskopie. Navržené řešení využívá techniku pomalého ladění v okolí maxima absorpce s reverzací směru ladění v okamžiku poklesu detekované absorpce. Funkčnost základního uspořádání sestavy interferometrického měřicího systému byla ověřována na sestavě složené z části z komerčních optických komponentů. Sestavení funkčního interferometru obsahujícího všechny základní prvky, včetně stabilizovaného laseru, optiky a elektroniky bylo mimo jiné motivováno účastí spoluřešitele – firmy Meopta - optika, s.r.o. na veletrhu LASER 2013 v Mnichově. We present interferometric system based on a frequency stabilised Nd:YAG laser. The detection of absorption lines uses techniques of the linear absorption with slow sweeping across detected absorption. Klíčová slova: coherent interferometry; laser Plné texty jsou dostupné na jednotlivých ústavech Akademie věd ČR.
Interferometrický systém pro souřadnicové odměřování

Interferometrické měřicí systémy představují nejpřesnější nástroj pro měření geometrických veličin a to nejen z pohledu komerční dostupnosti na trhu, ale z pohledu základní metrologie, fyzikálních ...

Lazar, Josef; Holá, Miroslava; Hrabina, Jan; Oulehla, Jindřich; Číp, Ondřej; Vychodil, M.; Sedlář, P.; Provazník, M.
Ústav přístrojové techniky, 2014

Stanice pro LIDT testy optických komponentů při kryogenních teplotách
Oulehla, Jindřich
2014 - český
Na Ústavu přístrojové techniky jsme se začali zabývat přípravou vrstev, které mohou být použity na optických komponentech ve vysokovýkonových laserových zařízeních. V takovýchto zařízeních jsou instalovány diodami čerpané pevnolátkové pulsní lasery (DPSSL) vyžadující použití různých optických komponentů schopných odolat poměrně vysokým hodnotám plošné hustoty energie. Při provozu takovýchto laserů vzniká velké množství odpadního tepla a je tedy nutné použít kryogenní chlazení. Cílem naší snahy je zkompletování experimentální sestavy schopné testovat různé typy vzorků jak za pokojové, tak za kryogenní teploty. Pro tyto účely je v současné době kompletována experimentální sestava s vakuovou komorou, uvnitř které je umístěn testovaný vzorek a je tak chráněn před kontaminací. Jako zdroj laserového záření používáme Nd:YAG laser o vlnové délce 1064nm a maximální energii v pulsu cca 650mJ. Tyto experimenty jsou doplňkem k naší hlavní činnosti, jíž jsou návrh a výroba optických filtrů pomocí vakuového napařování interferenčních vrstev. Jsme schopni deponovat různé materiály v závislosti na aplikaci. Nejběžnější kombinací je TiO2/SiO2, dále používáme například Ta2O5, Al2O3, HfO2 a jiné. Aplikacemi jsou interferenční filtry pro viditelnou, blízkou UV a blízkou IR oblast světelného spektra. Jako příklady námi navrstvených filtrů lze uvést antireflexní vrstvy, barevné (dichroické) filtry, hradící a pásmové filtry, děliče světla, tepelné filtry, polarizátory, nepolarizující děliče, apod. Disponujeme zcela novou napařovací aparaturou od firmy Leybold Optics, která značně rozšířila naše stávající výrobní možnosti. Aparatura je vybavena dvěma elektronovými děly a dále pak iontovým zdrojem pro Plasma Ion Assisted Deposition. Díky této technologii jsme schopni deponovat například zrcadla s řízenou dispersí, monochromatické filtry nebo hradící filtry s velmi ostrou hranou. In this contribution we present a technology for deposition and testing of interference coatings for optical components designed to operate as in power pulsed lasers. We designed and are building a testing apparatus which will serve as an addition to our existing optical coating production facility. This allows us to prepare a coating which is then tested and the results might be used to optimize it. The test samples are placed in a vacuum chamber, cooled down to approximately 120K and Illuminated by a pulsed laser to determine laser damage threshold of the coatings under conditions similar to real life operation. Optical microscopy and spectrophotometer measurements are used for coating investigation after the conducted experiments. Klíčová slova: LIDT; thin film coatings; e-beam evaporation; laser damage Plné texty jsou dostupné na jednotlivých ústavech Akademie věd ČR.
Stanice pro LIDT testy optických komponentů při kryogenních teplotách

Na Ústavu přístrojové techniky jsme se začali zabývat přípravou vrstev, které mohou být použity na optických komponentech ve vysokovýkonových laserových zařízeních. V takovýchto zařízeních jsou ...

Oulehla, Jindřich
Ústav přístrojové techniky, 2014

Interferometrický odměřovací systém pro elektronový litograf
Řeřucha, Šimon; Šarbort, Martin; Lazar, Josef; Číp, Ondřej
2014 - český
Spolehlivost zápisu rozsáhlých struktur pomocí elektronového litografu je do velké míry závislá na přesném řízení polohy posuvného stolku se substrátem. Typicky je pro tuto úlohu využíváno optického odměřování pomocí laserových interferometrů, které poskytuje požadovanou úroveň přesnosti. Této přesnosti dosahuje za cenu využití složité optické sestavy, která díky nárokům na přesnost a robustnost v důsledku představuje netriviální navýšení ceny elektronového litografu jako výsledného produktu. V rámci spolupráce jsme se zaměřili na návrh a ověření optimalizovaného měřicího systému, který poskytne srovnatelnou přesnost a zároveň bude robustnější a cenově efektivnější. Jádrem optimalizace je v zásadě přesun zpracování interferenčního signálu z optické oblasti do oblasti výpočetní. V našem případě se jedná zejména o využití alternativní interferometrické detekční techniky, která využívá kontinuálně frekvenčně modulovaný laserový zdroj v kombinaci se zjednodušeným optickým systém. Výstupem optické soustavy je v obou případech dvojice fázových signálů, které v kvadraturní formě reprezentují hodnotu interferenční fáze. Požadavky na odměřovací systém jsou následující: nejistota měření menší než 2,5 nm, rozsah měření 100 mm, odezva systému 10 kHz. Navíc je vyžadováno využití jiné než viditelné vlnové délky z důvodů interference se scintilátory litografu. Pro účely ověření metody je použita optická sestava. Jako zdroj je využit kompaktní laserový modul RIO Orion (Rio Redfern Integrated Optics Inc.), založený na stabilizované DFB diodě, frekvenčně modulovaný změnou čerpacího proudu. Výstup z interferometrické sestavy je snímán dvěma detekčními systémy: jedním je standardní homodynní detekce, druhým je nová testovaná metoda. Toto uspořádání umožňuje srovnat vyhodnocení různými detekčními technikami a přitom, díky sdílené optické trase, eliminovat vnější vlivy, které mohou mít na přesné vyhodnocení výrazný vliv. The reliability of nanometer track writing in the large scale chip manufacturing process depends mainly on a precise positioning of the e-beam writer moving stage. The laser interferometers are usually employed to control this positioning, but their complicated optical scheme leads to an expensive instrument which increases the e-beam writer’s manufacturing costs. We present a new design of an interferometric system useful in a currently developed cost effective e-beam writers. Our approach simplifies the optical scheme of known industrial interferometers and shifts the interference phase detection complexity from optical domain to the digital signal processing part. Besides the effective cost, the low number of optical components minimizes the total uncertainty of this measuring instrument. The scheme consists of a single wavelength DFB laser working at 1550 nm, one beam splitter, measuring and reference reflectors and one photo-detector at the interferometer output. The DFB laser is frequency modulated by slight changes of injection current while the interference intensity signal is processed synchronously. Our algorithm quantifies the phase as two sinusoidal waveforms with a phase offset equal to the quarter of the DFB laser wavelength. Besides the computation of these quadrature signals, the scale linearization techniques are used for an additional suppression of optical setup imperfections, noise and the residual amplitude modulation caused by the laser modulation. The stage position is calculated on basis of the DFB laser wavelength and the processed interference phase. To validate the precision and accuracy we have carried out a pilot experimental comparison with a reference interferometer over the 100 mm measurement range. The first tests promise only 2 nm deviation between simplified and the reference interferometer. Klíčová slova: laser interferometry; nanometrology; homodyne detection; scale linearization; signal processing; e-beam writer; laser frequency modulation Plné texty jsou dostupné na jednotlivých ústavech Akademie věd ČR.
Interferometrický odměřovací systém pro elektronový litograf

Spolehlivost zápisu rozsáhlých struktur pomocí elektronového litografu je do velké míry závislá na přesném řízení polohy posuvného stolku se substrátem. Typicky je pro tuto úlohu využíváno optického ...

Řeřucha, Šimon; Šarbort, Martin; Lazar, Josef; Číp, Ondřej
Ústav přístrojové techniky, 2014

O službě

NUŠL poskytuje centrální přístup k informacím o šedé literatuře vznikající v ČR v oblastech vědy, výzkumu a vzdělávání. Více informací o šedé literatuře a NUŠL najdete na webu služby.

Vaše náměty a připomínky posílejte na email nusl@techlib.cz

Provozovatel

http://www.techlib.cz

Facebook

Zahraniční báze