سیاست و بازاریابی

آخرين مطالب

دانشمندان به‌جای حذف لرزش، از آن برای اندازه‌گیری نانویی استفاده کردند نکات خواندني

دانشمندان به‌جای حذف لرزش، از آن برای اندازه‌گیری نانویی استفاده کردند
  بزرگنمايي:

سیاست و بازاریابی - ایرنا / پژوهشگران روش جدیدی برای اندازه‌گیری بسیار دقیق ویژگی‌های سطحی ابداع کرده‌اند که برخلاف روش‌های متداول، تلاش نمی‌کند لرزش و اختلالات مکانیکی محیط را حذف کند؛ بلکه از همین اختلالات به‌عنوان سیگنال مفید برای استخراج اطلاعات نوری استفاده می‌کند.
این روش که «تداخل‌سنجی القاشده با اختلال» نام دارد، می‌تواند بدون نیاز به سامانه‌های پیچیده جداسازی لرزش و تجهیزات اختصاصی تغییر فاز، اندازه‌گیری‌های نوری بسیار دقیق را حتی در محیط‌های دارای ارتعاش امکان‌پذیر کند
اندازه‌گیری دقیق شکل و ناهمواری سطح در بسیاری از حوزه‌های علمی و صنعتی اهمیت دارد؛ از ساخت قطعات دقیق اپتیکی گرفته تا تولید تجهیزات پیشرفته و کنترل کیفیت صنعتی. یکی از روش‌های شناخته‌شده برای انجام چنین اندازه‌گیری‌هایی، تداخل‌سنجی تغییر فاز (Phase-Shifting Interferometry; PSI) است. این روش به دلیل دقت بالای خود یکی از روش‌های مرجع در اندازه‌شناسی سطح به‌شمار می‌رود، اما یک نقطه‌ضعف مهم دارد: برای دستیابی به نتایج دقیق، محیط اندازه‌گیری باید تا حد زیادی از لرزش و اختلالات مکانیکی مصون باشد.
در شرایط آزمایشگاهی کنترل‌شده، می‌توان با استفاده از سامانه‌های جداسازی لرزش این مشکل را کاهش داد؛ اما در محیط‌های واقعی، به‌ویژه هنگام اندازه‌گیری قطعات اپتیکی بزرگ، حذف کامل ارتعاشات بسیار دشوار است. لرزش سازه، تغییر شکل پایه نگهدارنده و جابه‌جایی‌های بسیار کوچک می‌توانند مسیر نوری را تغییر دهند و دقت اندازه‌گیری را تحت تأثیر قرار دهند.
گروهی از پژوهشگران به سرپرستی جیامیائو یانگ (Jiamiao Yang) اکنون رویکردی متفاوت را پیشنهاد کرده‌اند. آن‌ها به‌جای تلاش برای سرکوب این اختلالات، تصمیم گرفته‌اند از آن‌ها به‌عنوان بخشی از فرایند اندازه‌گیری استفاده کنند. نتیجه این رویکرد، روش تداخل‌سنجی القاشده با اختلال (Disturbance-Introduced Interferometry; DII) است که نتایج آن در نشریه Light: Advanced Manufacturing منتشر شده است.
در روش DII، ارتعاشات تصادفی سازه، تغییر شکل انعطاف‌پذیر تکیه‌گاه و جابه‌جایی‌های مکانیکی بسیار کوچک به‌عنوان منابع طبیعی تغییر فاز به کار گرفته می‌شوند. این اختلالات به‌صورت تصادفی اختلاف مسیر نوری را تغییر می‌دهند و اطلاعات مربوط به فاز سطح را به‌طور طبیعی در مجموعه‌ای از تصاویر تداخل‌سنجی ثبت می‌کنند.
به بیان ساده، در روش‌های معمول، پژوهشگر باید تغییر فاز را با دقت کنترل کند تا تصاویر موردنیاز برای بازسازی سطح به‌دست آید؛ اما در روش جدید، خود محیط این تغییرات را ایجاد می‌کند. بنابراین، چیزی که در گذشته یک عامل مزاحم و منبع خطا محسوب می‌شد، به بخشی از سیگنال اندازه‌گیری تبدیل می‌شود.
البته ثبت تصاویر کافی نیست و باید بتوان اطلاعات مربوط به فاز را از این مجموعه تصاویر استخراج کرد. برای حل این مسئله، پژوهشگران الگوریتمی با عنوان الگوریتم رمزگشایی طبیعی فاز (Natural Phase Decoding Algorithm; NPDA) توسعه داده‌اند. این الگوریتم ابتدا میزان تقریبی تغییر فاز ناشی از اختلال را در هر تصویر تخمین می‌زند.
در مرحله بعد، تصاویر تداخل‌سنجی‌ای که اطلاعات کافی ندارند یا به دلیل شدت اختلال دچار اعوجاج شده‌اند، شناسایی و حذف می‌شوند. سپس الگوریتم با استفاده از یک فرایند تکرارشونده، اطلاعات فضایی مربوط به سطح و اطلاعات زمانی مربوط به تغییر فاز را از یکدیگر تفکیک می‌کند و در نهایت فاز سطح را با دقت بیشتری بازسازی می‌کند.
این روش تطبیقی به سامانه اجازه می‌دهد حتی در حضور اختلالات مکانیکی با دامنه زیاد، اطلاعات فاز را با دقت مناسبی استخراج کند. یکی از پیامدهای مهم آن نیز حذف نیاز به تجهیزات اختصاصی برای ایجاد تغییر فاز است؛ تجهیزاتی که در سامانه‌های تداخل‌سنجی متداول برای کنترل دقیق فاز مورد استفاده قرار می‌گیرند.
شبیه‌سازی‌های عددی عملکرد DII را در دامنه گسترده‌ای از اختلالات بررسی کردند. نتایج نشان داد که حتی هنگامی که دامنه فاز اختلال به ۷π رادیان می‌رسد، خطای بازسازی می‌تواند تا حدود ۰٫۰۰۰۵ طول موج پایین باقی بماند. در مقابل، تداخل‌سنجی متداول چهارمرحله‌ای در چنین شرایطی با خطاهایی تا حدود ۰٫۵ طول موج مواجه شد.
مقایسه با برخی الگوریتم‌های پیشرفته‌ای که برای مقابله با اختلالات طراحی شده‌اند نیز نشان داد که روش پیشنهادی می‌تواند دامنه قابل‌تحمل اختلال را بیش از ۲۰ برابر افزایش دهد. این ویژگی به‌ویژه برای کاربردهایی اهمیت دارد که امکان ایجاد یک محیط کاملاً ایزوله و بدون لرزش وجود ندارد.
پژوهشگران عملکرد روش جدید را در آزمایش عملی نیز بررسی کردند. در یکی از آزمایش‌ها، سامانه در شرایطی قرار گرفت که لرزش قابل‌توجهی وجود داشت و تنها از یک میز اداری معمولی به‌عنوان تکیه‌گاه استفاده شد. با وجود این شرایط، روش DII توانست تکرارپذیری جبهه موج را بهتر از ۰٫۰۰۱۸ طول موج به‌دست آورد.
نتایج به‌دست‌آمده همچنین با نتایج تداخل‌سنجی تغییر فاز متداول در شرایط کاملاً کنترل‌شده مقایسه شد. در اندازه‌گیری سطوح کروی، اختلاف RMS میان دو روش به حدود ۰٫۰۰۰۲ طول موج و برای سطوح تخت به حدود ۰٫۰۰۰۷ طول موج رسید. این اعداد نشان می‌دهند که عملکرد روش جدید، دست‌کم در آزمایش‌های انجام‌شده، به نتایج روش متداول در شرایط کنترل‌شده نزدیک بوده است.
در مقابل، روش سنتی PSI در همان شرایط دارای اختلالات دینامیکی قابل‌توجه نتوانست اندازه‌گیری‌های قابل‌اعتمادی ارائه کند. همین تفاوت، یکی از ویژگی‌های مهم روش جدید را برجسته می‌کند: DII برای عملکرد دقیق خود الزاماً به محیطی با لرزش بسیار کم نیاز ندارد.
این رویکرد می‌تواند برای اندازه‌گیری قطعات اپتیکی با ابعاد بزرگ اهمیت ویژه‌ای داشته باشد. هرچه ابعاد سامانه افزایش پیدا کند، کنترل کامل ارتعاشات و تغییر شکل‌های مکانیکی دشوارتر می‌شود. بنابراین، تبدیل اختلالات محیطی به بخشی از فرایند اندازه‌گیری می‌تواند راهی عملی برای کاهش وابستگی به زیرساخت‌های پیچیده کنترل لرزش باشد.
از سوی دیگر، این فناوری می‌تواند در اندازه‌شناسی صنعتی در محل (In-situ Industrial Metrology) نیز مورد توجه قرار گیرد؛ جایی که اندازه‌گیری باید مستقیماً در محیط تولید و بدون انتقال قطعه به یک آزمایشگاه کاملاً کنترل‌شده انجام شود. در چنین شرایطی، وجود ارتعاشات و جابه‌جایی‌های کوچک اجتناب‌ناپذیر است و روش‌هایی که بتوانند با این شرایط سازگار شوند، اهمیت بیشتری پیدا می‌کنند.
دستاورد این پژوهش در واقع تغییر نگاه به یک مشکل قدیمی است. در تداخل‌سنجی سنتی، لرزش عمدتاً نویز و عامل ایجاد خطا محسوب می‌شود؛ اما در DII، همین لرزش به یک سیگنال اطلاعاتی تبدیل می‌شود. این تغییر رویکرد می‌تواند مسیر تازه‌ای برای توسعه سامانه‌های اندازه‌گیری نوری دقیق، مقاوم و کاربردی در محیط‌های پیچیده باز کند؛ به‌ویژه در آزمون اپتیک‌های بزرگ و اندازه‌گیری‌های صنعتی که ایجاد شرایط کاملاً بدون لرزش همیشه امکان‌پذیر نیست.

لینک کوتاه:
https://www.siasatvabazaryabi.ir/Fa/News/801797/

نظرات شما

ارسال دیدگاه

Protected by FormShield
مخاطبان عزیز به اطلاع می رساند: از این پس با های لایت کردن هر واژه ای در متن خبر می توانید از امکان جستجوی آن عبارت یا واژه در ویکی پدیا و نیز آرشیو این پایگاه بهره مند شوید. این امکان برای اولین بار در پایگاه های خبری - تحلیلی گروه رسانه ای آریا برای مخاطبان عزیز ارائه می شود. امیدواریم این تحول نو در جهت دانش افزایی خوانندگان مفید باشد.

ساير مطالب

چرا «شناسایی نوترینو» برنده جایزه نوبل فیزیک 2026 شد؟

پورت غیررسمی Gears of War 3 برای PC اکنون به طور کامل قابل بازی است

نازک شدن شبکیه ممکن است پیش از ابتلا به پیش‌دیابت آغاز شود

بازی The Conjuring: Unspoken هفته آینده در نتفلیکس منتشر می‌شود

بیش از دو دقیقه از گیم‌پلی بازی لغوشده Perfect Dark منتشر شد؛ نمایش مناطق جدید و سیستم مبارزات

فوران قدرتمند خورشیدی شفق قطبی را به ارمغان آورد

«تلسکوپ فضایی جیمز وب» از جمع ستاره‌ها پرده برداشت

نجوم؛ چشم فضایی برای یافتن ماهواره در مدار/اجرای پروژه‌های مشترک ایران و چین

این گوشی سامسونگ از امروز منسوخ است و دیگر آپدیت نمی‌شود

برنده نوبل فیزیک 2026: شانس آوردم نوبل بردم!

برنامه صندوق نوآوری برای هوشمندسازی جذب سرمایه استارت‌آپ‌ها

بازنگری سند علوم و فناوری‌های شناختی با تأکید بر اولویت‌بندی حوزه‌ها

مهندسان اولین سازه تیتانیومی شناور جهان را ساختند

آنر از یک گوشی اقتصادی دیگر با نمایشگر پشتی رونمایی کرد

کسب مدال طلای INOVA 2026 توسط دانشجوی دانشگاه تهران

مانیتور اداری جدید لنوو با قیمت بسیار منطقی رونمایی شد

برندگان جایزه نوبل شیمی 2026 معرفی شدند

پیشنهاد ایجاد شبکه آزمایشگاه‌های فوتونیک بریکس از سوی ایران

عکس روز ناسا از آتش‌بازی کیهانی

لشکر روبات‌ها کارگران ساختمانی را بیکار می‌کنند

پاوربانک 45 وات جدید یوگرین با نمایشگر رنگی و استانداردهای پیشرفته ایمنی معرفی شد

فوری: گلکسی A57 سامسونگ به One UI 9.0 آپدیت شد

امید دانشمندان برای لاغری با چربی قهوه‌ای، با یک معمای تازه روبه‌رو شد

ارتباط مصرف حبوبات با کاهش شیوع بیماری‌های قلبی

کم و زیاد نخوابید تا زوال عقل نگیرید

بهبود دیابت نوع 2 با رژیم غذایی و ورزش هوازی

لحظه اعلام خبر نوبل به فرزندان؛ من برنده شدم

شناسایی باکتری‌های سودمند کشاورزی با کمک هوش مصنوعی

برای دومین بار در دنیا، سویه‌ای قارچ بیمارستانی در برابر تمام داروها مقاوم شده است

مدیر ناسا: یوفوها می‌توانند یک «لحظه اسپوتنیک» باشند

پرتاب 3 ماهواره از منظومه شهید سلیمانی تا شب عید

پزشکان تومور جنین را در رحم مادر کوچک کردند!

درخواست از رئیس‌جمهور برای احیای ستاد مستقل علوم و فناوری های شناختی

تولید رادیو داروی ایرانی برای شناسایی گره‌های لنفاوی درگیر با سرطان

هک حساب‌های پلی‌استیشن با فریب پشتیبانی سونی؛ وقتی مهندسی اجتماعی از رمز عبور قوی‌تر عمل می‌کند

لپ‌تاپ اندرویدی گوگل‌بوک در ابتدا از گوشی‌های سامسونگ پشتیبانی نمی‌کند

گوشی اقتصادی Y32 ویوو با مشخصات قابل قبول رونمایی شد

آل‌این‌وان جدید لنوو از راه رسید؛ نمایشگر 100 هرتز، تراشه i5 و 16 گیگابایت رم

تاثیر تفاوت نسل‌ها بر صنعت گردشگری جهان

بازی GTA 5 به مرورگرها راه پیدا کرد، اما راکستار جلوی آن را گرفت

مغز کوچک روی تراشه؛ نانوحسگری که اثر داروی پارکینسون را رصد می‌کند

قهوه فراتر از کافئین؛ 7 اثر کمترشناخته‌شده بر بدن

گوشی «توربو» جدید ویوو با باتری بزرگ و تراشه میان‌رده قدرتمند اسنپدراگون معرفی شد

مشکل آنتن آیفون 18 پرو مکس؛ اپل همچنان دلیل اصلی را اعلام نکرده است

ساخت سپر نانویی برای سربازان و کشاورزان

تصویر منتسب‌به گلکسی S27 اولترا، رنگ‌های جدید گوشی را نشان می‌دهد

نقد و بررسی بازی End of Abyss

ترمیم 92 درصدی زخم دیابتی موش‌ها با یک پچ میکرونیدلی ترکیبی

در کوهپایه‌های ایتالیا بودم که فهمیدم برنده نوبل شده‌ام!

هواوی میت 90 پرو مکس در بنچمارک‌ها قدرت‌نمایی کرد؛ رجزخوانی برای اسنپدراگون و تراشه‌های آیفون