Ученые сделали значительный шаг вперед в области измерений длины, разработав систему, которая по точности приближается к фундаментальному пределу, установленному законами квантовой физики. Это новое устройство отличается не только высочайшей точностью, но и компактностью и надежностью, что позволяет применять его непосредственно на производстве. Разработанная система открывает перспективы для создания нового стандарта длины следующего поколения.
В настоящее время самые точные измерения длины осуществляются с помощью национальных эталонов, которые определяют, что такое один метр. В этих сложных установках, имеющихся лишь в нескольких ведущих метрологических институтах мира, используются интерферометры с лазерами, работающими на строго определенной длине волны.
Одночастотный лазер в интерферометре измеряет расстояния с точностью до нанометра, но ограничен длиной волны лазера. Для больших расстояний требуются множественные замеры и сложные механические системы. Абсолютные системы измерения расстояния, работающие по принципу замера времени полета света, компактны и быстры, но их точность – несколько микрометров.
Группа специалистов по метрологии разработала систему абсолютного измерения расстояния с точностью до 0,34 нанометра, используя оптическую гребенку – лазер с широким спектром частот. Новая система, основанная на спектральной интерферометрии, достигает скорости измерения 25 микросекунд, что делает ее подходящей для реальных условий. Это значительный для развития искусственного интеллекта и квантовых технологий.
Исследование полезно в фундаментальном и прикладном аспектах. В высокотехнологичных отраслях, например, в производстве процессоров с техпроцессами, измеряемыми нанометрами, малейшие погрешности приводят к браку и убыткам. Компактный сверхточный измерительный комплекс для контроля в реальном времени необходим для перехода к новым узлам. В квантовых вычислениях он обеспечит стабильные и масштабируемые процессоры, а в робототехнике и аэрокосмической отрасли – точную автономную навигацию.
Основное замечание касается готовности технологии к массовому внедрению. Система «подходит для полевого развертывания», но не указаны ее стоимость, энергопотребление, устойчивость к вибрациям, перепадам температур и запыленности. Оптические гребенки – сложные и дорогие устройства. Неизвестно, удалось ли инженерам удешевить и миниатюризировать систему для конкуренции с более простыми аналогами. Успех зависит от перехода от лабораторного прототипа к коммерческому продукту по приемлемой цене.
Источник: innovanews.ru
распечатать статью
