Линейки оптические: Оптическая линейка для станка купить цифровые оптические линейки с доставкой

Содержание

оптические линейки

Оптическая линейка DC10F (дискретностью 5 мкм) – тонкая оптическая микролинейка, предназначенная для пользователей с ограниченным пространством установки и для специфического применения. В сочетании с Устройствами Цифровой Индикации предназначены для контроля положения механизмов универсальных станков (фрезерных, токарных, шлифовальных) и другого оборудования с линейными перемещениями, например, отрезными пилами.

Кроме этого, в связи с тем, что напряжение питания может быть 24V, выход сигнала положения оптической линейки может быть использован для автоматического контроля позиционирования станков и подобных приборов при помощи программируемых контроллеров(PLC). Наличие EIA-422-A разъема позволяет использовать оптические линейки Ditron совместно с устройствами ЧПУ.

Компания Ditron выпускает оптические линейки DC10F любой длины в диапазоне от 50мм до 600мм, что предоставляет заказчику значительно большую свободу при формировании заказа по сравнению с другими производителями оптических линеек.

Параметр\тип	DC10F
Измеряемая длина (мм)	50-600
Сечение (мм)	18х23,2
Точность (мкм)	±5 мкм (при 20°C)
Разрешение (мкм)	5мкм
Максимальная скорость (м/с)	60 м/мин (5 мкм)
Цена деления	0.02 мм (50 штрихов/мм)
Референтные метки	1метка каждые 50 мм
Выходной сигнал	TTL/EIA-422-A/1VPP
Напряжение питания	5V/12V/24V/36V
Рабочая температура	0~45°C
Тип защиты	IP55

Советы по выбору линеек

В современном производстве все чаще применяется автоматизация оборудования. В России замена устаревшего оборудования осуществляется высокими темпами. Но наряду с заменой, осуществляется модернизация станочного парка. Дело в том, что советский Союз оставил в наследство большое количество станков. И неблагоприятная экономическая ситуация, ввиду отсутствия средств для приобретения нового оборудования, создала дополнительные возможности для модернизации. К тому же, новые станки с ЧПУ требуют высокой квалификации специалистов. Таким образом, широко востребовано применение на станках Устройств цифровой индикации.

Установив цифровую индикацию на станок, повышается производительность оператора и точность изготавливаемых деталей. Благодаря высокой скорости перемещений и наличию дополнительных функций (обработка наклонных поверхностей, расчет точек по прямой линии, компенсация линейных погрешностей, масштабирование и др.) заказчик получает существенCjное снижение времени на обработку, и соответственно срок окупаемости.

Системы УЦИ не имеют люфта присущего механическим системам измерения и позволяют старому станку работать с точностью нового. Система УЦИ позволяется отображать реальное положение осей станка, с учетом полной и неполной выборки люфта.

В данной статье речь пойдет об опыте поставки комплектов УЦИ (DRO) и оптических линеек (linear scale). Надеюсь, что это поможет сделать правильный выбор.

У оптических линеек, их еще называют цифровыми линейками, есть основные параметры такие как: длина измерения, тип сигнала, разрешение, точность. Их точность находится в диапазоне +/-3 – +/-10мкм/м. Длина оптических линеек ограничена возможностью производства и составляет 3000мм.

При необходимости измерения больших длин используют магнитные линейки. Основные параметры те же. Класс точности у магнитных линеек, как правило, не нормирован. Их погрешность находится в диапазоне +/- 20…+/- 40 мкм/м.

Необходимо сказать, что магнитные датчики выигрывают в стоимости по сравнению с оптическими при длине от 1000 мм, до этой длины они даже проигрывают. Таким образом, целесообразно их использовать на больших длинах. У магнитных линеек есть ряд недостатков по сравнению с цифровыми линейками:

▪ высокая погрешность. Для модернизации станков с требованиями к точности 10 мкм/м и меньше магнитные линейки не заменят оптические;

▪ в металлообработке металлическая пыль и стружка, попадая на магнитную ленту, повреждают шкалу и считывающую головку, а это ведет к пропускам и ошибкам измерений, в результате брак неизбежен.

В некоторых случаях применяются магнитные линейки закрытого исполнения, препятствующие попаданию металлической пыли. Примером оптимального выбора является деревообработка. При работе с древесиной или пластиком не требуется высокая точность, и здесь нет магнитной стружки, а древесная пыль не опасна для работы магнитной линейки.

На что стоит обратить внимание

При выборе длины линеек, необходимо ориентироваться на рабочий ход станка и его жесткие упоры. Это исключает механическую поломку линейки при отказе концевых выключателей, то есть в случаях, когда подвижный узел станка может выйти за пределы паспортного хода.

Иногда приходится сталкиваться с желанием клиента установить систему с более высоким разрешением и точностью. На практике точность оборудования обуславливается его техническим состоянием (износ) и факторами внешней среды (температура, вибрация и т.д). Поэтому не стоит ожидать высокой точности без модернизации механики, устранения люфтов.

При выборе линейных датчиков возникают некоторые вопросы. Бывают случаи, когда не позволяют габариты и нужно выбрать линейку меньше паспортного хода подвижного узла. А так же стандартный размер поперечного сечения не подходит.

К тому же, новые станки с ЧПУ требуют высокой квалификации специалистов. Таким образом, широко востребовано применение на станках Устройств цифровой индикации.

В данной статье речь пойдет об опыте поставки комплектов УЦИ (DRO)

и оптических линеек (linear scale). Надеюсь, что это поможет сделать правильный выбор.

На что стоит обратить внимание

Оптические линейки – Энциклопедия по машиностроению XXL

В данном справочнике рассмотрены линейные и угловые методы и средства измерения размеров в машиностроении. Именно эти измерения в промышленности технически развитых стран составляют 85—90% от всех существующих видов измерений [37]. Для повышения точности выполнения размерных параметров деталей приборостроительной промышленностью освоен выпуск различных измерительных средств, отвечающих современным требованиям высокоточных преобразователей различных конструкций (индуктивные, фотоэлектрические, электронные), различных приборов для контроля шероховатости обработанных поверхностей (оптико-механические приборы ПСС, ПТС, МИИ, профилометры и профилографы), приборов для контроля погрешностей формы и расположения поверхностей (оптические линейки, автоколлиматоры, интерферометры, кругломеры) и многих других приборов.

В связи о тем, что трудоемкость контрольных операций в машиностроительной и приборостроительной промышленности составляет в среднем 10—50% от трудоемкости механической обработки, в последнее время широкое применение получили приборы активного контроля размеров деталей (пневматические приборы моделей БВ-6060, БВ-4009, БВ-4091, индуктивные приборы модели АК-ЗМ), обеспечивающие необходимую точность размеров непосредственно при изготовлении деталей Все эти измерительные средства, наряду с такими давно зарекомендовавшими себя приборами, как индикаторы, микрометры, оптиметры и др., рассмотрены в настоящем издании справочника. [c.3]
Контроль с помощью оптической линейки. Для измерения прямолинейности плоскостей направляющих станков, поверочных линеек, плит, образующих валов и других деталей всех степеней точности по ГОСТ 10356—63 в настоящее время в СССР выпускаются оптические линейки (ИС-36 и ИС-43).

Принципиальная схема оптической линейки приведена па рис. 73. [c.172]

При измерении прямолинейности оптическую линейку устанавливают на контролируемую поверхность так, чтобы она опиралась на [c.172]

Фиг. 116. Оптическая линейка ИС-36 а —общий вид б — схематический продольный разрез.

Оптическая линейка типа ИС-Зб показана на фиг. 116. [c.745]

Основные данные оптической линейки [c.746]

Оптические линейки 288 — 289, 290 Оформление результатов измерения 121 [c.366]

Ко второй группе относятся методы и средства измерения, при помощи которых определяют непрямолинейность отдельных направлений, а затем, путем соответствующей обработки данных, получают представление о рельефе всех поверхности. Это — визирные методы (в число которых входит, так называемая, оптическая струна), оптические линейки и шаговые методы с применением различных приборов. [c.356]

Оптическая линейка ИС-Зб [5] является специальным прибором для контроля непрямолинейности и поэтому относится к группе приборов для косвенного измерения неплоскостности. Действие прибора основано на принципе измерения высоты точек поверхности от оптической прямой сравнения, в качестве которой используется оптическая, ось афокальной автоколлимационной оборачивающей системы. Длина измеряемой трассы 200—1600 мм. [c.358]

При использовании визирного метода, а также оптической линейки за базу следует принимать три точки А, В м Д (рис. П),т.е. если применить вышеуказанные обозначения, точки I—О, V—О и I—4. Через эти три точки проводим оси координат АД — ось V, АВ — ось У. Ось аппликат перпендикулярна к плоскости, проходящей через указанные три точки. Измерения производятся в следу- [c.364]

Р — отсчеты по оптической линейке или визирной трубе, I — аппликаты.

[c.365]

Автоматическая оптическая линейка [c.209]

Клинья. Штоки с односторонним продольным пазом. Штриховые меры значительной длины (оптические линейки). Тонкостенные гильзы с односторонней зубчатой рейкой. Продольно-разрезные трубы и гильзы. Те же детали, что в предыдущей категории жесткости, ио при худшем соотношении длины и размеров поперечного сечения [c.221]

Измерение оптической линейкой [c.691]

Оптикатор 620 Оптическая линейка 651 Оптическая струна 651 Оптические приборы 622, 651 Организационно-плановые расчеты 570 [c.701]

При ремонте оборудования обычно используют автоколлиматор АКТ-250 обеспечивающий точность, необходимую прн ремонте прецизионного оборудования. Оптическая линейка (рнс. 14). предназначена для контроля величины отступления плоских и других поверхностей от эталона прямолинейности. Эталоном прямолинейности является оптическая прямая сравнения, создаваемая прибором. Линейку устанавливают по отношению к измеряе.мой поверхности так, [c.530]

Применение оптической линейки дает возможность проверить прямолинейность направляющих с точностью до 0,002—0,004 мм в зависи.мости от длины линейки. [c.530]

Отклонения от прямолинейности и плоскостности измеряют лекальной (поверочной) линейкой, измерительной головкой, поверочными плитами на краску, оптическими линейками или самопишущими приборами. [c.162]

Оптическая линейка ИС-36 (рио. 102) применяется для контроля прямолинейности и плоскостности измерением непрямолинейности в различных сечениях. [c.108]

Бригада должна быть обеспечена верстаком и стеллажами с деревянным настилом, специальной тарой для хранения шпинделей и точных винтов, ящиками для укладки деталей по узлам, а также подъемно-транспортным устройством с ручной талью необходимой грузоподъемности. В распоряжении ремонтной бригады должен находиться также специальный (проверенный) измерительный и поверочный инструмент, а также различные приспособления шабровочные плиты, линейки, клинья, призмы индикаторы с ценой деления 0,001, 0,01 мм и индикаторные магнитные стойки рамный и брусковый уровни с ценой деления 0,01—0,02 мм на 1000 мм набор мерительных плиток 1-го класса точности контрольный угольник или рама 1-го класса точности приспособления для проверки направляющих и установки ходовых винтов эталонная оптическая линейка и микроскоп для проверки точности отсчета линейных перемещений контрольные оправки к шпинделям и др. [c.210]

Плоские линейные шкалы наносят на масштабных линейках, на штангах штангенциркулей, на оптических линейках измерительных микроскопов и др. [c.253]

Оптическая линейка (рис. 71) предназначена для контроля величины отступления плоских поверхностей от эталона прямолинейности, которым служит оптическая прямая, создаваемая прибором. Линейка [c.196]

Рис. 71. Общий вид (а) и схема (б) оптической линейки модели ИС-36М

Оптические линейки для измерения отклонений от плоскости они содержат полую линейку с призмой и линзой на каждом конце и микрометр с окуляром, содержащий щуп. [c.173]

Оптические линейки (рис. 10.8) производят измерение отклонений измеряемого профиля от исходной прямой, заданной лучом, проходящим через центры зеркальнолинзовых объективов, образующих афокальную автоколлимационную систему. Лучи света от лампочки 6, пройдя через призму 5, линзу 4, призму 17 и левую половину кубика 12, освещают визирную марку 2 и через зеркально-линзовые объективы 1 к 13 создают изображение визирной марки на полевой диафрагме 3. Микрообъек-тиа 11 переносит увеличенное изображение визирной марки 2 в плоскость биссектор-ной сетки 7, которое окуляром 9 проецируется на экран 8. [c.288]

Оптическая линейка мод. ИС-36 лредназначена для аттестации прямолинейности плоских цилиндрических, У-образных направляющих и др. В качестве эталона прямолинейности в приборе использована оптическая ось фокальной автоколлимационной оптической системы. Афокальная автоколлимационная система, образованная объективами, обладает важным свойством изображение предмета, помещенного на эту ось, постоянно и не зависит от его смещения вдоль оси. [c.651]

Прямолинейность контролируют с помощью лекальных линеек по-методу световой щели — на просвет или измерительными головками (рис.

2.7), перемещаемыми по прямолинейной бйзе (поверочной плите, направляющей прибора и т. п.). При этом также необходима предварительная выверка взаимного положения изделия и базы. Поверхности большой протяженности (направляющие станин и т. п.) могут быть проверены шаговым методом с помош,ью уровня, коллиматора в сочетании с виёирной трубой или автоКоллиМйтора с зеркалом. Применяются также метод визирования, метод сообщающихся сосудов, метод струны и оптические линейки [231. [c.417]

Для визуального наблюдения за поверхностью образца, а также для измерения его размеров и удлинения машина оборудована оптическим устройством. Устройство состоит из двух микроскопов, трех осветителей и оптической линейки, установленной на колонне. Микроскопом МБС-1] производится визуальное наблюдение за образцом. Жестко с ним на том же кронштейне установлен измерительный микроскоп МИР-1, с помощью которого снимаются показания с оптической линейки. Для предохранения микроскопа МБС-1 от перегрева при работе с повышенными температурами переднее окно термокриокамеры обдувается холодным воздухом. [c.98]

Цикл установки координат при программном управлении происходит следующим образом, В начале движение происходит с максимальной скоростью, при приближении к заданному положению скорость, определяемая углом (напряжением) рассогласования сельсина, снижается. Затем на расстоянии 0,5 0,2 мм до положения согласования происходит движение с постоянной скоростью 30 мм/сек. Команда на прекращение этого перемещения подается фотодатчиком, срабатывающим от вспомогательной риски, нанесенной на оптической линейке за 0,08 мм до основной. После этого включается привод медленных перемещений. Путь, который должен быть пройден до точки остгз Опа, 171 [c.171]

Рпс. 14. Оптическая линейка а — общий вид б — схема i — лампа, г — сетка Оифиляра 3 — объектив энрана 4 — проекционный окуляр Л — микровинт в — микрообъектив 7 — полевая диафрагма 8 — зеркально-линзовые объективы 9 — опора линейки 10 — корпус линейки 11 — ро.-шки 12, 13, 18, 19 — элементы осветительной системы 14 — щуп 15 — измерительная каретка 16 — визирный штрих 17 — изображение визирного штриха [c. 530]

В качестве рабочих средств измерений применяют поверочные линейки и плиты, оптические линейки и плоскомеры, инструментально-поверочные блоки ИПБ, автоколлиматоры, автоматические автоколлимацион-ные и гравитационные приборы, оптические струны, гидростатические уровни, микронивелиры и уровни. [c.143]

Вместо целевого знака применяется коллиматор, представляющий собой источник освещения и встроенный целевой знак с прозрачными шкалами (точность измерения 0,02—0,04 мм на 1 м длины). Автоколлиматор сочетает в одном агрегате коллиматор и зрительную трубу (точность отсчета 0,0 мм на 1 м). Оптическая линейка обеспечивает точность контроля пря.молинейностн до 0,002—0,004 м.м. [c.68]

Разработаны также оптические линейки для измерений длины 3 и 4 м с погрешностью 2 и + 3 мкм безкорпусная линейка, позволяющая контролировать прямолинейность на длине до 12—15 м, а также автоматическая линейка с фотоэлектрическим наведением ИС-49). [c.109]

Для измерения отклонений от плоскостности и от прямолинейности применяют уровни различных конструкций, оптические линейки, оптические струны и плоскомеры. Применяют также приспособления с измерительной головкой. Плоскостность можно определять поверочными плитами на краску (по установленному наименьшему числу пятен на единицу площади). Отклонение от прямолинейности можно определять по профилограмме. Для контроля точности расположения поверхностей применяют специальные приспособления [3, 23]. [c.145]

SICK. Стандартные автоматизированные оптические линейки. Бесконтактные датчики, концевые выключатели, энкодеры, преобразователи частоты.

ELG1-0100P531 (арт. 1026807)

3-5 нед.

44578.80

ELG1-0100P533 (арт.

1026808)

3-5 нед.

50216.40

ELG1-0150N533 (арт. 1029596)

3-5 нед.

56689.20

ELG1-0150P531 (арт. 1026741)

3-5 нед.

53557.20

ELG1-0150P533 (арт. 1026809)

3-5 нед.

58986.00

ELG1-0150P571 (арт. 1028333)

3-5 нед.

58150.80

ELG3-0090N511 (арт.

1041095)

3-5 нед.

33512.40

ELG3-0090P511 (арт. 1024290)

3-5 нед.

38732.40

ELG3-0090P513 (арт. 1025443)

3-5 нед.

38732.40

ELG3-0150N521 (арт. 1047932)

3-5 нед.

38210.40

ELG3-0150P513 (арт. 1025578)

3-5 нед.

42073.20

ELG3-0150P521 (арт.

1026475)

3-5 нед.

38210.40

ELG3-0210N513 (арт. 1052378)

3-5 нед.

45205.20

ELG3-0210N521 (арт. 1025613)

3-5 нед.

44056.80

ELG3-0210N541 (арт. 1047484)

3-5 нед.

46249.20

ELG3-0210P511 (арт. 1025510)

3-5 нед.

39672.00

ELG3-0210P513 (арт.

1025438)

3-5 нед.

45205.20

ELG3-0210P521 (арт. 1025574)

3-5 нед.

44056.80

ELG3-0210P561 (арт. 1046812)

3-5 нед.

46249.20

ELG3-0330N511 (арт. 1042302)

3-5 нед.

46353.60

ELG3-0330P113 (арт. 1040134)

3-5 нед.

По запросу

ELG3-0330P511 (арт.

1025575)

3-5 нед.

46353.60

ELG3-0330P513 (арт. 1025576)

3-5 нед.

51573.60

ELG3-0330P591 (арт. 1042613)

3-5 нед.

46353.60

ELG3-0390P591 (арт. 1042615)

3-5 нед.

49590.00

ELG3-0450N521 (арт. 1025614)

3-5 нед.

56898.00

ELG3-0450P511 (арт.

1025490)

3-5 нед.

52722.00

ELG3-0450P521 (арт. 1025440)

3-5 нед.

56898.00

ELG3-0450P561 (арт. 1027894)

3-5 нед.

56898.00

ELG3-0450P591 (арт. 1029489)

3-5 нед.

56689.20

ELG3-0450R221 (арт. 1024268)

3-5 нед.

62535.60

ELG3-0570P511 (арт.

1025501)

3-5 нед.

59194.80

ELG3-0570P521 (арт. 1025885)

3-5 нед.

64519.20

ELG3-0690N511 (арт. 1041956)

3-5 нед.

65667.60

ELG3-0690N521 (арт. 1025615)

3-5 нед.

72140.40

ELG3-0690P511 (арт. 1025499)

3-5 нед.

65458.80

ELG3-0690P521 (арт.

1025568)

3-5 нед.

72140.40

ELG3-0810P521 (арт. 1025577)

3-5 нед.

79866.00

ELG3-0810P523 (арт. 1026177)

3-5 нед.

84981.60

ELG3-0930N521 (арт. 1025616)

3-5 нед.

87069.60

ELG3-0930P511 (арт. 1025492)

3-5 нед.

78613.20

ELG3-0930P521 (арт.

1025511)

3-5 нед.

87069.60

ELG3-0930R121 (арт. 1025785)

3-5 нед.

87069.60

ELG3-0930R221 (арт. 1026176)

3-5 нед.

92602.80

ELG3-0930R521 (арт. 1025449)

3-5 нед.

87069.60

ELG3-0930R523 (арт. 1026537)

3-5 нед.

92602.80

ELG3-1050P511 (арт.

1025452)

3-5 нед.

85086.00

ELG3-1050P521 (арт. 1025570)

3-5 нед.

94690.80

ELG3-1170N521 (арт. 1025617)

3-5 нед.

102312.00

ELG3-1170P521 (арт. 1025579)

3-5 нед.

102312.00

Оптические линейки для УЦИ

Прецизионные системы измерения ОПТИМА ЭЛЕКТРОНИК разработаны для точного позиционирования и измерения линейных движений в металлорежущих и деревообрабатывающих станках, а так же и в контрольно-измерительных приборах и микроскопах.

Датчики крепятся непосредственно к подвижным узлам станка, а вывод позиции отображается на цифровом дисплее расположенным в удобном месте для оператора станка. Таким образом люфт ходовых винтов станков устраняется, что приводит к более точной обработки детали.

Принцип измерения

Фотоэлектронное считывание световых лучей, отражаемых от прецизионных градуированных стеклянных пластин. Датчики включают в себя стеклянную измерительную пластину и считывающую головку. На защищенную пластину от пыли и химического воздействия нанесена шкала с шагом 20 или 40 микрон. В комплект считывающей головки входит платформа, присоединительный кабель и корпус с присоединительными отверстиями. Вверху платформы смонтированы индикаторная пластина и плата со светодиодами и фототранзисторами.

При движении считывающей головки относительно измерительной пластины происходит периодическое совпадения ее с индикатором, при этом изменяется интенсивность потока падающего на фоторезистор. В результате получается два синусоидальных сигнала с разницей в 90 градусов и один обратный сигнал. Сигналы дополнительно усиливаются и обрабатываются в электронном блоке смонтированного в корпусе УЦИ.

Датчики линейного перемещения серии IS500

Инкрементальные системы измерения серии IS5XX служат для точного измерения линейного перемещения. Механической конструкции считывающей головки выполнена с миниатюрными шарикоподшипниками и самостоятельном движением в корпусе которое позволяет компенсировать неравномерности направляющих станков вследствие изнашивания. Низкое трение во время движении гарантирует их защиту от вибрации и высокие ускорения Небольшие габариты и хорошая механическая защита от загрязнений позволяют универсальное приложение.

IS520

IS521

IS522

IS525

IS540

Шаг

20µm

40µm

Дискретность

5µ

—

1µ

10µ

Точность

+/-5µm/m

Длина измерения (мм)

Длина измерения
70	120	270	320	370	420	470	520	570	620
670	720	770	820	870	920	970	1020	1140	1240
1340	1440	1540	1640	1740	1840	1940	2040	2140	2240
2340	2440	2540	2640	2740	2840	2940	3040	3140

по заказу возможна поставка магнитных датчиков больших длин измерений

от 70 до 1540

Реперная точка

в середине или по заказу

Макс.

рабочая скорость

24м/мин

48м/мин

Макс. ускорение

1м/с²

Рабочая температура

5/40 °С

Температура хранения

-20/50 °С

Масса

320гр+92гр на каждые 100 мм профиля

Напряжение питания

5 В +/- 5%

Потребление

0,15А

0,6А

0,15А

0,1А

Выходные сигналы

TTL RS422

11µA

1Vpp

TTL RS422

Длина кабеля

3м или по заказу

Защита кабеля

По заказу

Датчики линейного перемещения серии IS600

Инкрементальные системы измерения серии IS6XX — это компактные датчики линейного перемещения для ограниченных монтажных пространств. Маленькие габаритные размеры и легкая установка позволяют широкое применение и предлагают превосходную возможность для модернизации более старых станков.

	IS620	IS640
Шаг	20µm	40µm
Дискретность	5µm	10µm
Точность	+/- 5µm/m
Длина измерения (мм)	70/120/170/220/270/320/370/420/470/520/570/620/670/ 720/770/820/870/920/970/1020/1140/1240/1340/1440/1540
Реперная точка	посередине или по заказу
Макс. рабочая скорость	24 м/мин	48м/мин
Макс. ускорение	1м/с²	2м/с²
Рабочая температура	5/40 °С
Температура хранения	-20/50 °С
Масса	180гр+76гр на 100мм профиля
Напряжение питания	5 В +/- 5%
Потребление	0,15А	0,15А
Выходные сигналы	TTL RS422	TTL RS422
Длина кабеля	3м или по заказу
Защита кабеля	По заказу

custom made dress boutiqueвход на одноклассники через анонимайзермного лайковbest way to gain real followers on instagram

Оптическая линейка – Уникум

Устройство цифровой индикации SDS6-2V на 2 оси

Точность обработки деталей на металлорежущем оборудовании отслеживается с помощью оптоэлектронных датчиков оптической линейки, установленной на станине станка. Аналоговый сигнал с датчика поступает на устройство цифровой индикации (УЦИ), преобразуется в цифровой и визуализируется в виде числовых значений перемещения инструмента или детали по осям подач.

Устройство оптической линейки достаточно простое, но надежное, обеспечивающее высокую точность (до долей мкм) измерений. Ее основные элементы: прозрачная линейка с нанесенной микроскопической штриховкой и оптическая считывающая головка, перемещающаяся вдоль линейки. Считыватель при своем движении реагирует на череду рисок и промежутков, аналоговый сигнал по кабелю передается к устройству цифровой индикации. УЦИ преобразует количество пройденных линий в цифровую информацию и выводит на свой дисплей. Линейка имеет от одной до нескольких референтных точек для установки начала отсчета перемещения (нуля координат).

Оптические измерители (линейки) широко применяются как в новом оборудовании, так и при переоснащении и модернизации старого станочного парка. Экономический эффект при применении линейных оптических датчиков напрямую связан с повышением производительности металлообработки и упрощением работы оператора.

Основные параметры оптической линейки

Рабочая длина.
Точность.
Тип сигнала.
Дискретность измерения.

Оптическая линейка KA600

Рабочая длина

Длина оптической линейки должна быть больше, чем паспортный ход станка. Учитывать следует не величину хода, а расстояние между жесткими упорами по измеряемой оси. Это предохранит выход из строя считывающего датчика (головки) по вине оператора либо при неисправности концевых выключателей оборудования. Рекомендуется рабочую длину электронно-цифровой линейки исходя из максимальной величины перемещения по оси +100 мм Чем больше измеряемая длина – тем больше сечение и размер считывающей головки. Необходимо обеспечить минимальные деформации установленного внутрь корпуса измерительного стекла. Верно и обратное утверждение – чем меньше измеряемый ход оси – тем миниатюрнее может быть оптическая линейка и считывающая головка

Точность

Не стоит приобретать линейку, ориентируясь на ее высокий класс точности (доли микрон). Чем выше разрешение измерений, тем больше цена измерителя. Оптическая линейка не повысит точность станка, эта техническая характеристика зависит от паспортной точности и фактического состояния механики и люфтов опорных поверхностей. Внешние факторы тоже немаловажны: уровень вибрации при работе оборудования, температура и т. п. Без устранения всех негативных условий, без модернизации и соблюдения правил нормальной эксплуатации станков добиться даже паспортных показателей невозможно. И прецизионная измерительная система в виде оптической линейки высокого класса точности в этом случае не поможет.

Тип сигнала

Повышенная скорость передаваемого сигнала обеспечивается TTL логикой (тип сигнала – прямоугольные импульсы фаз A, B, Z с амплитудой 5В). Дискретность импульсов в несколько микрон (от 0,5 до 5) минимизирует погрешность измерения.

Возможно использование считывающей головки с RS-422 сигналом (присутствуют также фазы /А, /B, /Z).

Дискретность измерения

Величина чувствительности оптической линейки. Например обозначение дискретности 5 мкм обозначает, что электронная линейка передаст сигнал в УЦИ или ЧПУ (1 импульс фаз A или B) при перемещении равном или большем 5 мкм. Внутри этой зоны отследить положение оси затруднительно. Уменьшение дискретности измерения (повышение точности или сужение зоны нечувствительности) требует увеличения точности изготовления стекла и нанесения рисок, что приводит к увеличению стоимости. Большое количество импульсов в итоге может стать также ограничителем максимальной скорости перемещения по оси, т.е. принимающее сигналы устройство может воспринять не все импульсы, и позиция будет потеряна

Если сравнивать оптические и магнитные измерители (и те и другие применяются сегодня довольно активно), то у последних отсутствует нормирование класса точности показаний, как правило, измерительная погрешность магнитных линеек лежит в пределах от ±20 до ±40 мкм на метр.

Что выбрать: магнитную или оптическую линейку

При необходимой высокой точности (до 2-3 микрон на каждый метр перемещений) на металлорежущем оборудовании практически любого типа применяют оптоэлектронные измерители (линейки). Ориентируясь на финансовую выгоду, оборудование часто оснащают магнитными линейками, имеющими более низкую точность измерения. Но цена магнитного измерителя начинает выигрывать у стоимости оптической линейки только у моделей с рабочей длиной от полуметра.

Магнитные линейки:

Используют преимущественно на шлифовальных и расточных станках, экономически целесообразно применение при измерении длин от 3м
Не применяют на станках с погрешностью менее 10 мкм/м. Токарное, фрезерное, шлифовальное и другие типы металлорежущего оборудования в этом случае оснащают оптическими датчиками.

Магнитная линейка KA800M

KA-800 – серия линеек с магнитной лентой. Применяется на станках с перемещением узлов больше 3 метров. Система индикации SDS6 может одновременно работать как с оптическими так и с магнитными линейками

Оптические линейки

Серия КА оптических линеек от Guangzhou Lokshun CNC Equipment ltd учитывает практически все запросы как производителей металлорежущего оборудования, так и конечных потребителей. Серия отличается высокой дискретностью измерения (сигнал передается через каждые 1 или 5 мкм перемещения в зависимости от дискретности линейки), что сводит к минимуму позиционную ошибку. Оптические линейки снабжены корпусами, защищающими рабочие поверхности от металлической стружки, шлама, СОЖ.

КА-200 — датчики линейных перемещений, обладают малым габаритным сечением (16х16 мм), устанавливаются в узких местах, используются для специфических измерений.
КА-300 — оптическая линейка с рабочей длиной 70-1020 мм, отличается простотой и рациональностью конструкции, достаточной жесткостью. Наиболее популярный продукт.
КА-500 — специальная линейка с оптической головкой для перемещений от 70 до 470 мм. Отличается компактностью, может монтироваться в ограниченных пространствах.
КА-600 — несмотря на значительную длину измерителя, характеризуется достаточной жесткостью, достигаемой за счет установки дополнительных опор и фиксаторов в любых доступных местах по длине линейки. Благодаря этому, при рабочей длине от 1000 до 3000 мм обладает значительной сопротивляемостью вибрации.

Обновление линейки оптических усилителей

Рады сообщить о расширении линейки волоконных эрбиевых усилителей (EDFA). Теперь к заказу доступны серии с выровненным спектром и с перестраиваемым коэффициентом усиления.

15.03.2021

Рады сообщить о расширении нашей линейки волоконных эрбиевых усилителей (EDFA). Теперь к заказу доступны серии с выровненным спектром и с перестраиваемым коэффициентом усиления, часть которых уже имеется в наличии. Линейка EDFA-усилителей от НТЦ РИО – это высококачественное оборудование российского производства для усиления оптического сигнала в С-диапазоне.

НТЦ «Радиофотоники и Интегральной Оптики» (НТЦ «РИО») специализируется на разработке и производстве волоконно-оптических и оптоэлектронных компонентов, модулей и систем различного назначения. Наша компания имеет собственное производство и оснащенную измерительную лабораторию для выходного контроля продукции и проведения НИОКР.

В линейку EDFA-усилителей входят следующие серии:

По запросу возможна любая конфигурация оптического усилителя: рабочая полоса, максимальная выходная мощность, коэффициент усиления, функциональное назначение – предусилитель/усилитель мощности.

В комплект поставки может входить интерфейсная плата, позволяющая контролировать работу усилителя посредством стандартного интерфейса RS-232. По согласованию, возможно укомплектовать платой с другим стандартным интерфейсом.

Особенности:

низкий коэффициент шума;
низкий уровень входного сигнала;
стандартизованная система управления;
IEC 61291-6-1;
возможность изменения конфигурации под конкретный проект;
исполнение с расширенным температурным диапазоном от -40 до +85 С;
высокая надежность.

Применение:

радиофотонные распределенные системы ВОЛС;
системы кабельного телевидения и FTTx сети;
метрологические системы тестирования оптических компонентов;
лидары;
атомное охлаждение;
квантовая оптика;
нелинейная оптика;
космическая связь.

Вы можете получить любую дополнительную информацию о продукции и технологиях НТЦ РИО, обратившись к специалистам нашей компании.

«Оптическая линейка» может революционизировать точность измерений

Подобно тому, как измеритель с сотнями делений может использоваться для измерения расстояний с большой точностью, так и устройство, известное как гребенка лазерной частоты, с сотнями равномерно распределенных и четко определенных частот может использоваться для измерения цветов света. волны с большой точностью.

Достаточно маленькие, чтобы поместиться на микросхеме, миниатюрные версии этих гребенок – названные так потому, что их набор равномерно разнесенных частот напоминает зубцы гребенки – делают возможным новое поколение атомных часов, значительно увеличивающее количество сигналов. путешествие по оптическим волокнам и способность различать крошечные частотные сдвиги в звездном свете, которые указывают на присутствие невидимых планет.Новейшая версия этих «микрогребней» на основе микросхем, созданная исследователями из Национального института стандартов и технологий (NIST) и Калифорнийского университета в Санта-Барбаре (UCSB), готова к дальнейшему продвижению в измерениях времени и частоты за счет улучшения и расширение возможностей этих крошечных устройств.

В основе этих частотных микрогребней лежит оптический микрорезонатор, устройство в форме кольца шириной с человеческий волос, в котором свет от внешнего лазера проходит тысячи раз, пока не приобретет высокую интенсивность.Микро гребешки, часто сделанные из стекла или нитрида кремния, обычно требуют усилителя для внешнего лазерного света, что может сделать гребенку сложной, громоздкой и дорогостоящей в производстве.

Ученые NIST и их сотрудники из UCSB продемонстрировали, что микрогребни, созданные из полупроводникового арсенида алюминия-галлия, обладают двумя важными свойствами, которые делают их особенно многообещающими. Новые гребенки работают на такой низкой мощности, что им не нужен усилитель, и ими можно манипулировать для получения чрезвычайно устойчивого набора частот – именно то, что необходимо для использования гребенки на микрочипе в качестве чувствительного инструмента для измерения частот с необычайной точностью.(Исследование является частью программы NIST on a Chip. )

Недавно разработанная технология микрогребней может помочь инженерам и ученым проводить точные измерения оптической частоты вне лаборатории, – сказал ученый NIST Грегори Мойлле. Кроме того, микрогребни могут производиться серийно с помощью методов нанопроизводства, аналогичных тем, которые уже используются для производства микроэлектроники.

Ранее исследователи из UCSB возглавляли исследования микрорезонаторов, состоящих из арсенида алюминия-галлия.Частотные гребенки, изготовленные из этих микрорезонаторов, потребляют всего одну сотую мощности устройств, изготовленных из других материалов. Однако ученым не удалось продемонстрировать ключевое свойство – дискретный набор непоколебимых или очень стабильных частот можно было генерировать с помощью микрорезонатора, сделанного из этого полупроводника.

Команда NIST решила эту проблему, поместив микрорезонатор в специальный криогенный аппарат, который позволил исследователям исследовать устройство при температурах до 4 градусов выше абсолютного нуля. Эксперимент при низких температурах показал, что взаимодействие между теплом, генерируемым лазерным светом, и светом, циркулирующим в микрорезонаторе, было единственным препятствием, мешающим устройству генерировать высокостабильные частоты, необходимые для успешной работы.

При низких температурах команда продемонстрировала, что может достичь так называемого солитонного режима, когда отдельные световые импульсы, которые никогда не меняют свою форму, частоту или скорость, циркулируют внутри микрорезонатора.Исследователи описывают свою работу в июньском выпуске журнала Laser and Photonics Reviews .

В таких солитонах все зубцы частотной гребенки находятся в фазе друг с другом, поэтому их можно использовать в качестве линейки для измерения частот, используемых в оптических часах, синтезе частот или лазерных измерениях расстояний.

Хотя некоторые недавно разработанные криогенные системы достаточно малы, чтобы их можно было использовать с новыми микрогребнями вне лаборатории, конечной целью является работа устройства при комнатной температуре. Новые результаты показывают, что ученым придется либо гасить, либо полностью избегать чрезмерного нагрева, чтобы достичь комнатной температуры.

Ссылка
Moille et al . (2020). Диссипативные солитоны Керра в микрорезонаторе III-V. Laser & Photonics Обзоры . DOI: https://doi.org/10.1002/lpor.202000022

Эта статья переиздана по следующим материалам. Примечание: материал мог быть отредактирован по объему и содержанию.Для получения дополнительной информации, пожалуйста, свяжитесь с цитируемым источником.

Новый дизайн «оптической линейки» может произвести революцию в часах, телескопах и телекоммуникациях – ScienceDaily

Точно так же, как измеритель с сотнями делений можно использовать для измерения расстояний с большой точностью, так и устройство, известное как лазерная частотная гребенка, с его сотни равномерно распределенных, четко определенных частот можно использовать для измерения цветов световых волн с большой точностью.

Достаточно маленькие, чтобы поместиться на микросхеме, миниатюрные версии этих гребенок – названные так потому, что их набор равномерно разнесенных частот напоминает зубцы гребенки – делают возможным новое поколение атомных часов, значительно увеличивая количество сигналы, проходящие через оптические волокна, и способность различать крошечные частотные сдвиги в звездном свете, которые указывают на присутствие невидимых планет.Новейшая версия этих микрогребней на основе микросхем, созданная исследователями из Национального института стандартов и технологий (NIST) и Калифорнийского университета в Санта-Барбаре (UCSB), готова к дальнейшему продвижению в измерениях времени и частоты за счет улучшения и расширение возможностей этих крошечных устройств.

В основе этих частотных микрогребней лежит оптический микрорезонатор, устройство в форме кольца шириной с человеческий волос, в котором свет от внешнего лазера проходит тысячи раз, пока не приобретет высокую интенсивность. Микро гребешки, часто сделанные из стекла или нитрида кремния, обычно требуют усилителя для внешнего лазерного света, что может сделать гребенку сложной, громоздкой и дорогостоящей в производстве.

Ученые NIST и их сотрудники из UCSB продемонстрировали, что микрогребни, созданные из полупроводникового арсенида алюминия-галлия, обладают двумя важными свойствами, которые делают их особенно многообещающими. Новые гребенки работают на такой низкой мощности, что им не нужен усилитель, и ими можно манипулировать для получения чрезвычайно устойчивого набора частот – именно то, что необходимо для использования гребенки на микрочипе в качестве чувствительного инструмента для измерения частот с необычайной точностью. .(Исследование является частью программы NIST on a Chip.)

Недавно разработанная технология микрогребней может помочь инженерам и ученым проводить точные оптические измерения частоты вне лаборатории, – сказал ученый NIST Грегори Мойлле. Кроме того, микрогребни могут производиться серийно с помощью методов нанопроизводства, аналогичных тем, которые уже используются для производства микроэлектроники.

Исследователи из UCSB ранее руководили исследованиями микрорезонаторов, состоящих из арсенида алюминия-галлия.Частотные гребенки, изготовленные из этих микрорезонаторов, потребляют всего одну сотую мощности устройств, изготовленных из других материалов. Однако ученым не удалось продемонстрировать ключевое свойство – дискретный набор непоколебимых или очень стабильных частот можно было генерировать с помощью микрорезонатора, сделанного из этого полупроводника.

Команда NIST решила эту проблему, поместив микрорезонатор в специальный криогенный прибор, который позволил исследователям исследовать устройство при температурах до 4 градусов выше абсолютного нуля.Эксперимент при низких температурах показал, что взаимодействие между теплом, генерируемым лазерным светом, и светом, циркулирующим в микрорезонаторе, было единственным препятствием, мешающим устройству генерировать высокостабильные частоты, необходимые для успешной работы.

При низких температурах команда продемонстрировала, что может достичь так называемого солитонного режима, когда отдельные световые импульсы, которые никогда не меняют свою форму, частоту или скорость, циркулируют внутри микрорезонатора. Исследователи описывают свою работу в июньском выпуске журнала Laser and Photonics Reviews .

Хотя некоторые недавно разработанные криогенные системы достаточно малы, чтобы их можно было использовать с новыми микрогребнями вне лаборатории, конечной целью является работа устройства при комнатной температуре.Новые результаты показывают, что ученым придется либо гасить, либо полностью избегать чрезмерного нагрева, чтобы достичь комнатной температуры.

Оптическая линейка

обеспечивает измерения вплоть до наномасштаба

Медиа для медициныGetty Images

Современные микроскопы недостаточно надежно подходят к наномасштабу для исследователей, которые хотят изучать объекты на атомном уровне.
Наноразмер составляет одну миллиардную метра.
Группа исследователей из Технологического университета Наньян в Сингапуре создала новую «нано-линейку», которая может измерять до 1/4 000 длины волны света.

Нанотехнологии, которые развиваются в невероятно малых размерах в одну миллиардную метра, необходимы для всего, от более мощных чипов в смартфонах до средств лечения самых тяжелых болезней. Когда ты такой крошечный, трудно измерить расстояния. И во многих случаях изобретение в наномасштабе означает полагаться на косвенные измерения – до сих пор.

Исследователи из Технологического университета Наньян в Сингапуре разработали оптическую линейку, которая использует свет для измерения вплоть до наномасштаба. Впрочем, это была не легкость.

Учитывая, что оптические устройства полагаются на световые волны, свойства света находятся в центре инженерных проблем, с которыми могут столкнуться исследователи. В частности, существует проблема ограниченной «разрешающей способности», то есть способности электронного устройства создавать различимые изображения. Наименьшее расстояние, которое можно увидеть через такие устройства, как микроскоп, равно половине длины волны используемого света.Это известно как «дифракционный предел».

Этот контент импортирован с YouTube. Вы можете найти тот же контент в другом формате или найти дополнительную информацию на их веб-сайте.

Микроскопия в ближнем инфракрасном диапазоне позволяет получать изображения меньшего размера, поэтому она считается лучшим способом измерения по сравнению с обычными микроскопами. Он используется для идентификации и маркировки драгоценных камней, включая бриллианты и изумруды. Поскольку ближний инфракрасный свет составляет около 800 нанометров, дифракционный предел в этих микроскопах превышает 400 нанометров.Это примерно в 250 раз меньше ширины ваших волос, которые составляют примерно 100 микрон.

Однако ученые, работающие в наномасштабе, хотят наблюдать небольшие объекты, такие как вирусы, размер которых может варьироваться от 10 до 100 нанометров, что делает оптическое разрешение в 400 нанометров недостаточным.

Современные измерения в нанометровом масштабе основаны на косвенных или прямо неоптических методах, таких как сканирующая электронная микроскопия (SEM). SEM использует сфокусированный пучок электронов, которые взаимодействуют с атомами в данном образце, создавая сигналы, которые говорят о его поверхности и составе.(Изображение в верхней части этой статьи, нарисованное на волоске, было получено с помощью сканирующего электронного микроскопа с увеличением в 340 раз.) Полноразмерные СЭМ могут достигать разрешения от одного до 20 нанометров.

Эти устройства могут быть труднодоступными, требующими много времени и дорогостоящими. К счастью, команда Технологического университета Наньян нашла решение, которое было опубликовано в журнале Science.

Новый метод позволяет измерять смещения в нанометре, что является наименьшим расстоянием, когда-либо измеренным напрямую с помощью инфракрасного света.Теоретически, основываясь на расчетах ученого, эта оптическая линейка может измерять до 1/4 000 длины волны света, что примерно равно размеру одного атома.

Изображение любезно предоставлено Наньянским технологическим университетом

Для создания «наноразмерной линейки» команда использовала золотую пленку толщиной 100 нанометров с более чем 10 000 крошечных прорезей, выгравированных на ней, чтобы рассеять лазерный свет и воспользоваться преимуществом оптического явления, известного как суперколебания, концепция, которая восходит к 1980-е годы.

Сверхколебания возникают, когда “субволна” в световой волне колеблется быстрее, чем сама световая волна. Итак, дифракционный предел.

«То, что заставляет его работать, – это точная схема расположения щелей», – сказал в заявлении для прессы доктор Гуанхуи Юань, научный сотрудник Центра подрывных фотонных технологий в NTU Singapore. «В шаблоне есть два типа прорезей, ориентированных под прямым углом друг к другу. Когда поляризованный лазерный свет попадает на золотую пленку, он создает интерференционный рисунок, содержащий чрезвычайно крошечные элементы, намного меньшие, чем длина волны света. «

Линейка станет инструментом в производстве и контроле качества электроники в будущем, – заявила команда. производство полупроводников и оптоэлектронных устройств для телекоммуникационной отрасли.

Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты. Вы можете найти больше информации об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

Ученые разработали оптическую линейку с точностью до нанометра

Ученые из Технологического университета Наньян, Сингапур (NTU Singapore) разработали новый способ измерения расстояний в наномасштабе – один нанометр составляет одну миллиардную часть метра – с использованием света.

Устройства, использующие свет для наблюдения за объектами, например микроскопы, имеют фундаментальное ограничение, основанное на законах физики, а именно их разрешающую способность.

Наименьшее расстояние, которое оптические устройства могут надежно отображать, равно половине длины волны используемого света, известное как «дифракционный предел».

Таким образом, дифракционный предел превышает 400 нанометров, что составляет примерно половину длины волны ближнего инфракрасного света.Это примерно в 250 раз меньше ширины человеческого волоса (100 микрон).

Но поскольку ученые заинтересованы в наблюдении чрезвычайно маленьких объектов, таких как вирусы и наночастицы, размер которых колеблется от 10 до 100 нанометров, оптического разрешения в 400 нанометров недостаточно.

В настоящее время измерения в нанометровом масштабе проводятся с использованием косвенных или неоптических методов, таких как сканирующая электронная микроскопия, что не всегда осуществимо, может занимать много времени и требует для работы дорогостоящего оборудования.

Однако открытие, опубликованное в журнале Science профессором Николаем Желудевым и доктором Гуанхуи Юань из Школы физико-математических наук НТУ, описывает новый оптический метод, который может измерять смещения нанометра – наименьшее расстояние, когда-либо измеренное напрямую, с использованием ближний инфракрасный свет.

Их теоретические расчеты показывают, что устройства, основанные на этом методе, могут в конечном итоге измерять расстояния до 1/4000 длины волны света, примерно до размера одного атома.

Их достижение было достигнуто с использованием золотой пленки толщиной 100 нанометров с более чем 10 000 крошечных прорезей, прорезанных в ней для дифракции лазерного света и использования оптического явления, известного как «сверхколебания».

Концепция сверхколебаний впервые возникла в 1980-х годах в результате исследования квантовой физики израильского физика Якира Ааронова, а затем была распространена на оптику и другие области британским физиком Майклом Берри. Сверхколебания возникают, когда «субволна» в световой волне колеблется быстрее, чем сама световая волна.

Как это работает

«Наше устройство концептуально очень простое», – говорит доктор Юань, научный сотрудник Центра подрывных фотонных технологий (CDPT), центра Института фотоники в NTU Singapore. “Что заставляет его работать, так это точный рисунок, в котором расположены щели.Внутри выкройки есть два типа прорезей, ориентированных под прямым углом друг к другу. Когда поляризованный лазерный свет попадает на золотую пленку, он создает интерференционную картину, содержащую очень мелкие детали, намного меньшие, чем длина волны света ».

После того, как этот поляризованный свет рассеивается от устройства Желудева и Юаня, он производит два кросс-поляризованных луча: один представляет собой сверхколебательную «интерференционную картину», содержащую быстрое изменение фазы, а другой – опорную волну для определения фазы сверхколебательного поля.

По фазе можно вычислить градиент суперколебаний или «локальный волновой вектор», который имеет чрезвычайно узкую ширину (в 400 раз уже дифракционного предела) и, таким образом, может использоваться в качестве оптической линейки высокого разрешения.

Препятствие, которое пришлось преодолеть ученым NTU, заключалось в том, что эти мельчайшие сверхколебания проявляются не в амплитуде световой волны, а в ее фазе. Чтобы отобразить фазу светового поля, ученым пришлось разработать специальный метод, позволяющий сравнивать интенсивности, создаваемые различными состояниями поляризации лазерного света.

«Этот фазочувствительный метод является значительным улучшением по сравнению с предыдущими попытками использовать сверхколебания для оптических измерений», – сказал профессор Желудев, содиректор Института фотоники НТУ.

«Более ранние методы, разработанные нами и другими, использовали класс суперколебаний, которые соответствуют локализованным« горячим точкам »по интенсивности. Преимущество горячих точек в том, что их легко обнаружить. Однако если цель состоит в том, чтобы измерить кратчайшие возможные расстояния, фазовые сверхколебания гораздо более подходят из-за их меньшего размера.«

Будущие приложения

Профессор Желудев, который также является содиректором Исследовательского центра оптоэлектроники в Саутгемптонском университете в Великобритании, сказал, что их открытие, вероятно, найдет применение в промышленности:

«Этот метод оптических измерений будет очень полезен в будущем, например, при производстве и контроле качества электроники, где требуются чрезвычайно точные оптические измерения, а также для контроля целостности самих наноустройств.«

Двигаясь вперед, команда стремится разработать компактную версию своего устройства с использованием оптических волокон и коммерциализировать технологию как новый тип сверхточной оптической линейки, которая будет полезна для передовых производственных процессов, таких как производство полупроводников и оптоэлектроника. устройства, которые составляют основу телекоммуникационной отрасли.

Дополнительная информация:

Science

Ссылка : Ученые разработали оптическую линейку, которая может измерять до наномасштаба (2019, 5 сентября) получено 8 октября 2021 г. с https: // физ.org / news / 2019-09-science-optical-ruler-nanoscale.html

Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, никакие часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в информационных целях.

Наноскопические оптические линейки за пределами расстояния FRET: основы и приложения

В последние несколько десятилетий линейки спектроскопии на основе резонансного переноса энергии Фёрстера (FRET) служили ключевым инструментом для понимания химических и биохимических процессов, даже на уровне отдельных молекул. Поскольку процесс FRET происходит из диполь-дипольных взаимодействий, масштаб длины линейки FRET ограничен максимумом 10 нм. Недавно ученые сообщили об оптической линейке большого радиуса действия на основе наноматериалов, в которой можно преодолеть предел зависимости оптической линейки FRET от расстояния, и которая может быть очень полезна для мониторинга биологических процессов, происходящих на большем расстоянии, чем в масштабе 10 нм. Развитие наноскопических оптических линейок большого радиуса действия за последние десять лет показывает, что, помимо их способности работать на больших расстояниях, их яркость, длительный срок службы, отсутствие мерцания и химическая стабильность делают линейки на основе наночастиц хорошим выбором для оптических зондов большого радиуса действия.В текущем обзоре обсуждаются основные концепции и уникальные светофокусирующие свойства плазмонных наночастиц, которые полезны при разработке дальнодействующих одномерных и трехмерных оптических линеек. Кроме того, чтобы предоставить читателям обзор захватывающих возможностей в этой области, в этом обзоре обсуждаются применения линейок дальнего действия для мониторинга биологических и химических процессов. В заключение мы рассуждаем о роли оптических линейок дальнего действия в будущих научных исследованиях и обсуждаем возможные проблемы, перспективы и будущие потребности в использовании оптических линейок в технологических приложениях.

У вас есть доступ к этой статье

Правители света | Природа Фотоника

измеряют оптические частоты с беспрецедентной точностью, что позволяет находить множество применений в оптической метрологии, высокоточной спектроскопии, оптических атомных часах, аттосекундной науке, астрономии и, в последнее время, квантовой обработке информации.

Гребенка оптической частоты – это источник света со спектром, содержащим не континуум, а дискретный узор из резких, узких, эквидистантных лазерных линий (на фото). Его можно генерировать с помощью ряда механизмов, в частности, посредством стабилизации последовательности импульсов с фиксированной частотой следования, генерируемой фемтосекундным лазером с синхронизацией мод, или посредством четырехволнового смешения в нелинейных средах.Первый метод был разработан Теодором Хэншем и Джоном Холлом около 2000 года, что привело к тому, что дуэт разделил половину Нобелевской премии по физике 2005 года «за их вклад в развитие лазерной прецизионной спектроскопии, включая технику гребенчатой оптической частоты». ¹

Авторы и права: Теодор В. Хэнш и Натали Пикке, Институт квантовой оптики Макса Планка, Гархинг, Германия

Эти гребенки, действующие как «линейка» света, позволили ученым с большой точностью определять оптические частоты, что произвело революцию в фундаментальной науке. Например, заметный прогресс в источниках частотных гребенок, предназначенных для широкополосной спектроскопии, особенно в средней инфракрасной области (2–20 мкм), используемой для молекулярных отпечатков пальцев, и в ультрафиолетовом диапазоне (<400 нм), открыл новые возможности для изучение атомных и молекулярных структур и динамики. Как и в случае со спектроскопией, частотные гребенки могут поддерживать традиционные подходы к лазерной локации, выступая в качестве точной спектральной линейки. В оптических часах используются источники света с частотной гребенкой, что позволяет вести точное время.Во временной области контроль относительной фазы между огибающей и носителем ультракоротких импульсов позволил изучить динамику, которая происходит в долях оптического цикла, что является ключом к аттосекундной науке. В последние годы новый режим прецизионных измерений лучевых скоростей в поисках экзопланет земного типа стал возможен с помощью спектрографов высокого разрешения, откалиброванных с помощью лазерных частотных гребенок, что расширило использование этих `` астрокомб '' в качестве инструмента для спектрографических наблюдений в астрономии. .

В этом выпуске, посвященном частотным гребенкам, мы представляем коллекцию из трех обзорных статей, в которых содержится обновленная информация о последних достижениях в области создания частотных гребенок на кристалле, спектроскопии частотных гребенок и новой роли частотных гребенок в квантовой науке и технологиях. технология.

Большинство применений частотных гребенок первоначально выполнялось с использованием настольных систем. Однако нелинейная фотоника на основе микросхем предложила решение проблемы миниатюризации. Плотное ограничение света в волноводе из-за высокого контраста показателя преломления между сердцевиной и оболочкой волновода обеспечивает высокую оптическую нелинейность и возможность выполнения инженерии сильной дисперсии в широком диапазоне длин волн накачки.Два замечательных процесса на кристалле, которые могут создавать частотные гребенки с широким спектром, генерация суперконтинуума в оптических волноводах и генерация гребенки Керра в микрорезонаторах, подробно описаны в обзоре Gaeta, Lipson and Kippenberg. Ожидается, что встроенные в микросхемы частотные гребенчатые устройства, которые являются очень компактными, портативными, прочными и полностью интегрированными с малым энергопотреблением, будут использоваться в широком диапазоне приложений и сред.

Натали Пикке и Теодор Хэнш представляют краткое изложение достижений в быстро развивающейся области атомной и молекулярной широкополосной спектроскопии с частотными гребенками.Их обзор посвящен влиянию частотных гребенок в спектроскопии, где частотные гребенки используются для непосредственного возбуждения или опроса образца, а не в качестве частотной линейки. Они явно концентрируются на выборе гребенчатых синтезаторов и техник, в которых используется гребенчатая структура. Описаны спектрометрические методы частотной гребенчатой спектроскопии, включая прямую частотную гребенчатую спектроскопию, гребенчатую спектроскопию Рамсея, спектроскопию с использованием дисперсионного спектрометра, спектроскопию с преобразованием Фурье на основе Майкельсона и двойную гребенчатую спектроскопию (на рисунке: два оптических гребенчатых генератора с немного разными, хорошо подобранными Межстрочный интервал может сказываться на детекторе и генерировать радиочастотный спектр, что позволяет использовать двойную гребенчатую спектроскопию высокого разрешения). Также обсуждаются возможности частотной гребенчатой спектроскопии для обнаружения крайнего ультрафиолета и широкополосного диапазона, а также встроенная лаборатория спектроскопии.

Квантовая наука требует все более сложных и крупномасштабных квантовых ресурсов. Благодаря своей способности обеспечивать очень большое количество временных и частотных режимов, которые облегчают создание крупномасштабных квантовых систем, частотные гребенки предлагают интригующее решение и могут оказаться неоценимыми для практической и масштабируемой структуры обработки квантовых сигналов и информации.Майкл Кус и его коллеги обсуждают в своем обзоре квантовые частотные гребенки, которые работают через запутывание фотонов, начиная с квантовых частотных гребенок с синхронизацией мод и заканчивая методами энергетически-временной запутанности. Они обсуждают использование фотонной интеграции и волоконно-оптических телекоммуникационных компонентов для управления квантовым состоянием, а также потенциал этих «квантовых микрогребней» для квантовой науки, основанной на фотонике.

Частотные гребенки достигли своей нынешней формы только спустя почти 20 лет после экспериментов Хэнша в конце 1970-х годов ².С тех пор было исследовано несколько новых направлений исследований. Будет интересно посмотреть, появятся ли в ближайшее десятилетие новые ответвления и сюрпризы, связанные с частотными гребенками.

Об этой статье

Цитируйте эту статью

Правители света. Nature Photon 13, 137 (2019). https://doi.org/10.1038/s41566-019-0388-4

Ссылка для скачивания

Поделиться этой статьей

Все, с кем вы поделитесь следующей ссылкой, смогут прочитать это содержание:

Извините, Ссылка для совместного использования в настоящее время недоступна для этой статьи.

Предоставлено инициативой по обмену контентом Springer Nature SharedIt

Обнаружение механизмов передачи энергии в наноскопических оптических линейках

Абадир Н. С., Бреннан М.Р., Уилсон В.Л., Мерфи К.Дж. (2014) Флуоресценция молекул, связанных с покрытыми кремнеземом золотыми наностержнями, флуоресценция, зависящая от расстояния и длины плазмонной волны. ACS Nano 8: 8392–8406. https://doi.org/10.1021/nn502887j
CAS Статья Google ученый
Анкер Дж. Н., Холл В. П., Ляндрес О., Шах Н. С., Чжао Дж., Ван Дуйн Р. П. (2008) Биосенсор с помощью плазмонных наносенсоров.Nat Mater 7: 442–453. https://doi.org/10.1038/nmat2162
CAS Статья Google ученый
Брешике К.Дж., Рисковски Р.А., Страус Г.Ф. (2013) Оставив позади резонансный перенос энергии Фёрстера: нанометаллический поверхностный перенос энергии предсказывает увеличенную в размерах энергетическую связь между металлической наночастицей и излучающим диполем. J. Phys Chem. C 117: 23942–23949. https://doi.org/10.1021/jp407259r
CAS Статья Google ученый
Chen NT, Cheng SH, Liu CP, Souris JS, Chen CT, Mou CY, Lo LW (2012) Последние достижения в области резонансного переноса энергии Ферстера на основе наночастиц для биочувствительности, молекулярной визуализации и профилирования высвобождения лекарств. Int J Mol Sci 13: 16598–16623. https://doi.org/10.3390/ijms131216598
CAS Статья Google ученый
Cicek N, Nizamoglu S, Ozel T, Mutlugun E, Karatay DU, Lesnyak V, Otto T, Gaponik N, Eychmüller A, Demir HV (2009) Структурная настройка цветности за счет безызлучательной передачи энергии с помощью промежуточных монолитных нанокристаллов CdTe . Appl Phys Lett 94. https://doi.org/10.1063/1.3079679
Citrin DS (2004) Когерентный перенос возбуждения в цепочках металл-наночастица.Nano Lett 4: 1561–1565. https://doi.org/10.1021/nl049679l
CAS Статья Google ученый
Dubertret B, Calame M, Libchaber AJ (2001) Обнаружение единичного несоответствия с использованием флуоресцентных олигонуклеотидов с тушением золотом. Nat Biotechnol 19: 365–370. https://doi.org/10.1038/86762
CAS Статья Google ученый
Фаррелл Д. Д., Экинс-Даукес, штат Нью-Джерси (2009 г.) Фотогальваническая технология: краситель реле повышает эффективность.Nat Photonics 3: 373–374. https://doi.org/10.1038/nphoton.2009.108
CAS Статья Google ученый
Хуанг X, Неретина С., Эль-Сайед М.А. (2009) Золотые наностержни: от синтеза и свойств до биологических и биомедицинских приложений. Adv Mater 21: 4880–4910. https://doi.org/10.1002/adma.200802789
CAS Статья Google ученый
Дженнингс Т., Строус Г. (2007) Прошлое, настоящее и будущее золотых наночастиц.Adv Exp Med Biol 620: 34–47. https://doi.org/10.1007/978-0-387-76713-0_3
Статья Google ученый
Дженнингс Т.Л., Сингх М.П., Страус Г.Ф. (2006) Тушение времени жизни флуоресценции вблизи наночастиц золота d = 1,5 нм: проверка достоверности NSET. J Am Chem Soc 128: 5462–5467. https://doi.org/10.1021/ja0583665
CAS Статья Google ученый
Lakowicz JR (2001) Радиационная инженерия распада: биофизические и биомедицинские приложения.Анальная биохимия 298: 1–24. https://doi.org/10.1006/abio.2001.5377
CAS Статья Google ученый
Lakowicz JR, Ray K, Chowdhury M, Szmacinski H, Fu Y, Zhang J, Nowaczyk K (2008) Плазмонная флуоресценция: новая парадигма в флуоресцентной спектроскопии. Аналитик. 133: 1308–1346. https://doi.org/10.1039/b802918k
CAS Статья Google ученый
Ma L, Yang F, Zheng J (2014) Применение резонансного переноса энергии флуоресценции в исследованиях белков.J Mol Struct 1077: 87–100. https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2013.12.071
CAS Статья Google ученый
Medintz IL, Uyeda HT, Goldman ER, Mattoussi H (2005) Биоконъюгаты с квантовыми точками для визуализации, маркировки и зондирования. Nat Mater 4: 435–446. https://doi.org/10.1038/nmat1390
CAS Статья Google ученый
Nolan EM, Lippard SJ (2008) Инструменты и тактика для оптического обнаружения иона ртути.Chem Rev 108: 3443–3480. https://doi.org/10.1021/cr068000q
CAS Статья Google ученый
Persson BNJ, Lang ND (1982) Электронно-дырочное тушение возбужденных состояний вблизи металла. Phys Rev B 26: 5409–5415. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.26.5409
CAS Статья Google ученый
Rasnik I, McKinney SA, Ha T (2005) Поверхности и ориентации: о чем следует FRET? Acc Chem Res 38: 542–548.https://doi.org/10.1021/ar040138c
CAS Статья Google ученый
Секер УОС, Озель Т., Демир Х.В. (2011) Пептид-опосредованные конструкции нанокомпозитов с квантовыми точками для ферментативного контроля безызлучательной передачи энергии. Nano Lett 11: 1530–1539. https://doi.org/10.1021/nl104295b
CAS Статья Google ученый
Swierczewska M, Lee S, Chen X (2011) Разработка и применение активируемых зондов флуорофор-золотые наночастицы.Phys Chem Chem Phys 13: 9929–9941. https://doi.org/10.1039/c0cp02967j
CAS Статья Google ученый
Верма С.С., Сехон Дж.С. (2012) Влияние аспектного отношения и окружающей среды на локализованный поверхностный плазмонный резонанс (LSPR) золотого наностержня. J Opt 41: 89–93. https://doi.org/10.1007/s12596-012-0068-y
Статья Google ученый
Ван И, Се Х, Гудсон Т. (2005) Улучшенные нелинейно-оптические свойства третьего порядка в нанокомпозитах дендример-металл.Nano Lett 5: 2379–2384. https://doi.org/10.1021/nl051402d
CAS Статья Google ученый
Вонг К.