Информация об организаторе:компания Ренишау (Renishaw)

Количество победителей: 2

Форма: поиск решения реальных задач нанометрологии (студенты университетов, инженерных специальностей ВУЗов, разработчики, молодые ученые)

Компания Renishaw является мировым лидером в области метрологии и спектроскопии. Ее отделения, занятые исследованиями, разработками, производством, продажей и техническим обслуживанием средств измерений, работают в более чем 30 странах. Уже более 30 лет компании Renishaw принадлежит новаторская роль в метрологии. Первое изделие компании, контактный измерительный датчик, выпущенный в 1973 г., был предназначен для реализации особых требований к измерениям параметров двигателей Olympus, использованных на самолетах Concorde. Сегодня компания Renishaw совершает новую революцию в сфере измерений. Высокоточные датчики положения и перемещения способны с огромной скоростью измерять и передавать положение объектов с точностью менее 1 нм! Внедрение подобных технологий может коренным образом изменяет промышленные стандарты для систем сканирования для координатно-измерительных машин.

Условия: Необходимо рассмотреть и предложить оптимальное решение реальных задач нанометрологии по тематикам, представленным ниже. При подаче решения просьба не раскрывать ноу-хау собственных разработок, если только информация о них не была ранее опубликована в открытой печати или защищена патентами. Оцениваются следующие компоненты:

• глубина понимания проблемы (3 балла)
• новизна предложений (3 балла)
• структурированность и логичность изложения (3 балла)
• оригинальность подходов (5 баллов)
• доказательность и обоснованность приводимых аргументов (3 балла)
• использование научной и инженерной графики, удобство и стиль представления информации (3 балла)
• ссылки на источники (3 балла)
• сопоставление с аналогами (3 балла)
• практическая значимость и перспективы (5 баллов)

Темы:

1. Лазерные системы измерений.

Представьте себя инженером-разработчиком компании Ренишау. Для создания нового измерительного стенда на основе линейных энкодеров Вам необходимо измерять перемещения объекта, позиционируемого с помощью совмещенной системы микроприводов и пьезоактюаторов в диапазоне расстояний от 0,1 до 4 м. Разработайте систему измерений, обладающей максимальной точностью и разрешением на основе He-Ne лазера со следующими характеристиками:

• HeNe Laser Class II 300 μW
• Диаметр пучка 3 мм
• NTP длина волны при T = 20 ºC, P = 1013.25 мбар, RH = 50%
• 632.818270 nm Axis 1
• 632.819719 nm Axis 2
• Точность длины волны в вакууме ±0.1 ppm более трех лет
• Стабильность частоты <±1 ppb 1 минуту <±2 ppb 1 час<±20 ppb 8 часов

Для создания системы измерений можно использовать любые оптические и электронные устройства. Учтите, что даже высокотехнологичные компании опираются на принцип – чем дешевле, тем лучше.

2. Спектроскопия комбинационного рассеяния (Рамановская спектроскопия)

Рамановская спектроскопия является общепризнанным методом для определения химического состава и структуры веществ по уникальным низкочастотным колебаниям молекул или фононным спектрам кристаллов. Однако в реальных научных экспериментах часто возникает проблема выделения нужного колебательного сигнала на фоне шумов, что и определяет качество исследовательского оборудования. Предположите, какие компоненты шума могут наблюдаться в КР-спектрах реальных веществ и чем они могут быть обусловлены. Оцените величины эффектов. Предложите подходы позволяющие уменьшить интенсивность фона и выделить необходимый сигнал.

Наиболее успешные участники могут после олимпиады продолжить свои контакты с представителями фирмы Ренишау.