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

«Якість»

НДР, що виконується «Якість» (2011-2013) "Розробка фізико-технічних основ створення  наноструктурних рельєфів для збереження інформації та перетворення  оптичних зображень " Керівник В. В. Петров.

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) світлоповертальних елементів для підвищення безпеки дорожнього руху.

Складові частини загальної мети об’єднані необхідністю удосконалення методів управління нанопереміщеннями інерційних об’єктів, що формують мікрорельєфні поверхні, розробки сучасних програмно-апаратних комплексів діагностики та компенсації вібрацій, розробки методів діагностики та ітераційних алгоритмів досягнення необхідної якості оптичних поверхонь. Передбачається, що стосовно довготермінового збереження інформації прямий запис інформації буде виконуватись на станції лазерного запису оптичної інформації з наступним використанням методів мікролітографії. З метою виконання проекту будуть проведені дослідження щодо удосконалення прецизійної  станції лазерного запису оптичної інформації, яка відповідає вимогам прямого надщільного запису на носії довготермінового збереження інформації з використанням стандарту Blu-ray (UDO). Дослідження направлені на створення носіїв з надщільним записом і терміном збереження інформації понад 100 років у галузях технічної, архівної та банківської справи, увіковічення  культурної спадщини суспільства.    Удосконалення методів управління нанопереміщеннями інерційних об’єктів є загальним для всіх складових мети даної роботи і ґрунтується на використанні безконтактних магніто-гвинтових передач для позиціювання променя лазера у оптичному записі та позиціюванні алмазного при нарізанні оригіналів матриць  для виготовлення лінз Френеля  і світлоповертальних елементів. Загальною є також необхідність  розробки сучасного програмно-апаратного комплексу діагностики та компенсації вібрацій при формуванні мікрорельєфних поверхонь.

 Окремою є задача мінімізації кількості ітерацій процесу нарізання оригіналу матриці - термопресування для досягнення необхідних параметрів мікрорельєфних структур.

 

9. Обґрунтування доцільності виконання теми

1. Цілі та завдання роботи, її актуальність та економічна значимість

Завдання роботи полягає у створенні прецизійної системи управління нанопереміщеннями інерційних об’єктів, які використовуються при позиціюванні  променя лазера при прямому надщільному записі на носії довготермінового збереження інформації. У подальшому прикінцеве формування інформаційного мікрорельєфу передбачається здійснювати методами мікро літографії.

В сучасному суспільстві з необхідністю накопичуються значні обсяги інформації, частина якої повинна мати довготерміновий термін зберігання. В першу чергу це стосується архівної і банківської справи, збереження історичної культурної спадщини суспільства, але на сьогодні в Україні технології довготермінового збереження інформації не освоєні.

Найближчою до вирішення проблеми довготермінового збереження інформації можна вважати технологію створення дифракційних оптичних елементів, яка передбачає запис мікрорельєфу на скляні, кварцові, кремнієві чи сапфірові підкладки з наступним плазмохімічним або плазмо-іонним травленням. Запис мікрорельєфу виконується на спеціалізованих станціях лазерного запису оптичної інформації, наприклад, “Risø National Laboratory” (Данія) вартістю 1,4 млн. доларів США. Саме через значну вартість останньої в Росії фахівцями інституту автоматики та електрометрії СВ РАН розроблено та виготовлено власну станцію лазерного запису CLWS-200, яка введена в експлуатацію у 2006 році. Але задовольняючи вимоги створення дифракційних оптичних елементів, станція не відповідає вимогам до надщільного прямого запису на носії довготермінового збереження інформації, насамперед по точності позиціонування променя лазера (50 нм замість 10 нм).

В ІПРІ НАН України створену першу національну станцію лазерного запису оптичної інформації, яка переважає створену в Росії за точністю позиціонування променя лазера (20 нм), що дозволяє стверджувати про безпосередню близькість до створення технології довготермінового збереження інформації у DVD - форматі. Освоєно також технологію  плазмоіонного травлення підкладок.  Але у напрямку створення носіїв  довготермінового збереження інформації у форматі Blu-ray (UDO) досягнута критична межа точності позиціонування променя лазера. Попередні дослідження свідчать про те, що розв’язати вищезазначену проблему можна шляхом розробки систем управління нанопереміщеннями інерційних об’єктів на основі безконтактних магніто-гвинтових передач при вимірюванні та компенсації вібрацій у розширеному просторі стану. Проблема точності управління нанопереміщеннями стосується також розробленої в інституті  єдиної в Європі та на теренах СНД станції виготовлення оригіналів матриць мікрорельєфних структур, яка використовується при виготовлення ринкової продукції – державно зареєстрованого діагностичного набору КК-42 високоякісних лінз з мікропризмовим рельєфом для вимірювання кута косоокості. На сьогодні формується Державне замовлення на виготовлення 1000 комплектів вищеназваного діагностичного набору. Це ж стосується і розроблених в ІПРІ НАН України прецизійного обладнання і технології виробництва високоефективних патентозахищених світлоповертальних елементів, технічні характеристики яких повністю відповідають Державним стандартам України і кращим світовим зразкам, але проведений аналіз свідчить про те, що за минулі три роки світлотехнічні характеристики останніх покращились майже вдвічі. При цьому очевидно, що досягнення необхідної оптичної якості мікрорельєфу світлоповертальних елементів напряму залежить від точності приводів станції виготовлення оригіналів матриць мікрорельєфних структур, і в першу чергу від приводу нанопозиціювання алмазного різця.

У зв’язку з тим, що у мікрорельєфних структурах, отриманих шляхом термопресування із матриць, відбувається зміна кутових параметрів, необхідною є ітераційна процедура корекції кутових параметрів вихідних матриць. Тому нагальною потребою є розробка методики такої корекції та відповідного діагностичного обладнання, адже час виготовлення матриці становить від одного до декількох десятків днів.