Computer controle et metrologie optique

“Les systèmes de mesure commandés par ordinateur peuvent maintenant réaliser des mesures en quelques minutes qui il y a quelques années heures concernées de l’enregistrement des données manuelles fastidieuses et de réduction», a écrit William E. Schneider, président du Conseil sur les mesures de rayonnement optique, dans un Octobre 1984 examen des tendances de mesure.

À la fin de la décennie, les connexions numériques étaient standard. Une annonce de Stanford Research Systems (Sunnyvale, Californie) dans notre numéro de Février 1990 décrit les amplificateurs de lock-in, compteurs de photons, et les intégrateurs de wagon qui sont tous venus avec des liens RS232 à des ordinateurs personnels. Screen décharges pour imprimantes matricielles et affiche sur la couleur et monochromes écrans d’ordinateur a pris la place d’instantanés Polaroid. Instruments sont même devenus des add-ons pour les ordinateurs personnels, comme un amplificateur de verrouillage au niveau du conseil d’administration avec 10 uV sensibilité Ithaco (Ithaca, NY) annoncé.

Pendant ce temps, la métrologie optique est devenue une entreprise florissante. Dans le numéro de Février 1990 Wyko Corporation a annoncé un adaptateur de mesure de phase, un profileur de surface sans contact, deux interféromètres numériques, un système de mesure de front d’onde laser puissant 30000mw, et un interféromètre infrarouge. Zygo (Middlefield, CT) annoncé interféromètres pour tester des composants optiques. Et qui reflète la croissance des tests de fibre optique, York Technology (Chandlers Ford, Hampshire, Angleterre) annoncés essais de propriétés des fibres dont le diamètre de champ de mode et de la dispersion chromatique.

Instrumentation optique également pressé la fine pointe de la recherche en laboratoire. A Newsbreak dans notre numéro Août 1995 indiquées que Eric Cornell et Carl Wieman de JILA (Boulder, CO) avaient utilisé des lasers pour observer le premier condensat de Bose-Einstein contenant environ 2000 atomes de rubidium refroidis à 170 nK. Ce fut la première observation d’un tout nouvel état de la matière, et les deux se partager le prix Nobel 2001 de physique pour cette réalisation avec Wolfgang Ketterle du MIT.

Mesure à fibre optique et de grandes optiques

Avec la bulle fibre optique venant à son apogée, de nombreux instruments annoncés dans notre numéro de mai 2000 ont été conçus pour les mesures de fibres. Produits Norland (New Brunswick, NJ) a offert un interféromètre destiné à mesurer le rayon de courbure, la hauteur et surface frontale jusqu’à 24 fibres dans un seul connecteur. Fonctionnant sous Windows NT, il a offert au point automatique et superposition d’images. Aussi, Filmetrics (San Diego, CA) a offert des systèmes de réflectométrie conçus pour mesurer l’épaisseur de film mince, l’uniformité, et les propriétés optiques; RIFOCS offerts stations d’essai pour mesurer simultanément l’insertion de la fibre et la perte de retour; et Agilent, fraîchement filé hors de Hewlett-Packard, a offert un “oscilloscope de nouvelle génération» avec une bande passante de 50 GHz, capable de traiter des débits de plus de 10 Gbits / s.

Développement de grands télescopes a d’autres défis pour la mesure optique. Dans un supplément à notre numéro d’Octobre 2005 sur test optique et de mesure, Michael Nord-Morris de 4D Technology (Tucson, AZ) a relevé le défi de mesurer les deux discontinuités étape de miroirs segmentés et la qualité des différents segments de surface. Il a recommandé interférométrie multiwavelength, qu’il dit pourrait résoudre le problème pour le télescope spatial James Webb 6,5 m.

L’importance croissante de la fonction de transfert de modulation a été traduit par un long métrage de Ben Wells de Wells Recherche et Développement (Lincoln, MA). Il a expliqué comment le MTF peut fournir les informations détaillées nécessaires pour évaluer la qualité d’un système d’imagerie.

Comme la nouvelle technologie est apparue, de nouvelles techniques de mesure ont évolué pour les résoudre. Notre numéro de Septembre 2010 a raconté comment interférométrie pourrait le profil de la qualité des substrats de saphir utilisés pour les DEL à haute luminosité utilisées pour le rétroéclairage affiche surface. Interférométrie pourrait reconnaître les modèles nécessaires à la surface pour une performance optimale des émetteurs nitrure de gallium. Son utilisation lors de la fabrication pourrait «fournir à long terme de trois sigma écarts types sur les paramètres critiques de la hauteur, la hauteur et la largeur», a écrit Dong Chen, Erik Novak, et Nelson Blewett de Veeco Instruments (Tucson, AZ).

Cultivons la spécialisation et l’informatisation

Instruments continuent de croître plus spécialisés et informatisés. Dans notre numéro Août 2010, ILX Lightwave a annoncé un système pour la durée de vie et de l’épuisement de haute puissance unique émetteur à diodes lasers test. Chacun de jusqu’à huit étagères à température contrôlée peut supporter jusqu’à 512 appareils à 25-85 ° CJA Woollam Co. (Lincoln, NE) annoncé un système d’ellipsométrie pour mesurer l’épaisseur, l’uniformité, et les constantes optiques de couches minces sur de grandes surfaces.

Ces tendances se poursuivent dans les derniers produits sur notre site et dans nos pages. Un spectromètre à fibre optique de Avantes (Broomfield, CO) stocke jusqu’à 50.000 spectres et est livré avec Gigabit Ethernet et USB. C’est un long chemin depuis les ports RS232 sur instruments anciens, un protocole introduit en 1962, que, même dans des versions améliorées, pouvait transporter plus de 20.000 bits / s.

Une annonce sur la couverture intérieure de nos Août 2015 points d’émission à une autre précision tendance croissante. Bristol Instruments (Victor, NY) revendique une précision de longueur d’onde ± 0,0001 nm pour ses compteurs de longueurs d’onde couvrant la plage allant de 350 nm à 12 pm. L’annonce trace une ligne légèrement ondulée à peu près que la largeur à 1532,8304 nm dans le vide. C’est impressionnant.

Dans le bon vieux de jours, des capteurs optiques utilisés pour être sensibles, et nous avons eu à se soucier de les faire frire à haute puissance des faisceauxpointeur laser vert 500mw. Mais maintenant Ophir Photonics (North Logan, UT) propose des capteurs laser refroidi par ventilateur pour mesurer la puissance du laser à 1100 W et des énergies à 600 J.

Mais certaines techniques anciennes sont toujours là. Feuilletez le Guide Laser Focus World Buyers 2015 et vous trouverez deux sociétés liste oscilloscopes. Le site vénérable Tektronix a des étendues allant d’un modèle de base de 520 $ à son modèle haut de gamme “Advanced Signal Analysis” figurant à 479,000 $. Ou si la nostalgie est votre truc, consultez grand assortiment d’eBay de “oscilloscopes vintage.”

Avoir hâte de

Vous pouvez voir des morceaux de l’avenir de test et de mesure si vous regardez autour de vous. Dans notre numéro Août 2015 figure une annonce pour un nouveau «banc d’essai qui tient dans votre poche” intrigante de PocketLab. Destiné à la recherche et l’éducation, il contient un baromètre, thermomètre, magnétomètre, accéléromètre et gyroscope, avec une connexion Bluetooth à un ordinateur de smartphone ou tablette. Merci à la microélectronique et de microcapteurs produits en masse, il est la fabrication d’outils de mesure puissants largement disponibles.

Cela fait partie de la vague des smartphones de la technologie puissante, et il est toujours de déterminer où il va. le smartphone d’aujourd’hui a la puissance d’un supercalculateur circa 1990 emballé dans une petite dalle de verre. Il peut faire un téléphone médiocre, mais il apporte une capacité de calcul incroyable de votre poche. Combinez le matériel produit en masse avec un logiciel personnalisé, et il est un outil puissant pour la mesure et l’analyse.

Mais cela ne représente qu’une partie de la grande image. Les plus récentes et les horloges opt iques à JILA peuvent conserver la précision du temps de 1 s de plus de 15 milliards d’années-plus que la vie de l’univers. fréquence optique peignes mesure des fréquences avec une extrême précision. Pendant ce temps, la technologie continue à presser pour plus de capacités de test optiques, de mesure précise de la puissance générée par les laser vert 200mw de haute puissance à la mesure précise des dimensions de Subwavelength pour la nanotechnologie.