کاهش خطای اندازه گیری در سامانه های نانومترولوژی

بههمت محققان ايراني و کرهاي، خطاهاي موجود در سامانههاي نانومترولوژي و تداخلسنجهاي ليزري كاهش يافت و امکان دستيابي به دقتهاي پيکومتري در اندازهگيري جابهجايي در سامانههاي نانومترولوژي فراهم شد.

نانومترولوژي، اندازهگيري ابعاد و جابهجايي مواد در مقياس نانو است. اثرات غيرخطي از مهمترين خطاهاي موجود در سامانههاي نانومترولوژي و تداخلسنجهاي ليزري است که ميتواند با استفاده از ماتريسهاي جونز مدلسازي شود و با يک سامانهي کامل اپتوالکترونيکي با ليزر سه مودی پايدار شده، مقدار خطاي اندازهگيري بهطور قابل ملاحظهاي کاهش يابد.

دکتر سعيد عليايي، استاديار دانشگاه شهيد رجايي، در گفتگو با بخش خبري سايت ستاد ويژهي توسعهي فناوري نانو، گفت: «پژوهشي را با همکاري پروفسور يوون ("Yoon") از دانشکدهي فيزيک دانشگاه کرهي جنوبي و آزمايشگاه ملي ليزر و خانم مهندس حامدي از دانشگاه شهيد رجايي، با هدف مدلسازي خطاي غيرخطي در سامانههاي نانومترولوژي و کاهش خطا با ارايهي يک سامانهي کامل اپتوالکترونيکي شامل بخشهاي اپتيکي و الکترونيکي انجام داديم و نتايج پژوهش را، در مجلهي IET Optoelectronics (جلد 3، صفحات224-215، سال 2009) منتشر نموديم».

دكتر عليايي، در ادامهي گفتگو افزود: «علاوه بر دقت بسيار بالا، سادگي بخش اپتيک و استفاده از مدارهاي الکترونيک يکسان در بازوهاي تداخلسنج ليزري از مزاياي ديگر اين طرح بهشمار ميآيد».

وي در توضيح روش کار گفت: «در اين پژوهش از يک ليزر پايدار شدهي سه مودي استفاده شدهاست که در اولين گام منجر به دو برابر شدن قابليت تفکيکپذيري در سنجش و اندازهگيري جابهجايي نسبت به سامانههاي متداول شدهاست. تداخلسنج ليزري موردنظر با استفاده از ماتريسهاي جونز، مدلسازيسازي شده و خطاهاي مختلف آن از جمله انحراف قطبنده، نابرابري ضرايب عبور، بازتاب و انحراف در زاويهي قرارگيري شکافنده- قطبنده نسبت به راستاي ليزر، بيضوي بودن قطبش ليزر و عمود نبودن قطبش مودهاي جانبي بر مود مرکزي در نمايهي ليزر، با ماتريسهاي مختلف، مدلسازي و خطاي غيرخطي متناوب دو، چهار و هشت دورهاي نهايي بيان شدهاست. سپس يک سامانهي جديد بهمنظور کاهش خطاهاي مرتبهي مختلف پيشنهاد گرديده و نشان داده شدهاست که با استفاده از اين سامانه، امکان کاهش خطاي کل که ناشي از کميات ذکر شده باشد، به کسري از نانومتر وجود دارد».

با استفاده از سامانهي طراحي شده در اين کار پژوهشي، امکان دستيابي به دقتهاي پيکومتري در سنجش و اندازهگيري جابهجايي در سامانههاي نانومترولوژي فراهم گرديدهاست.

اين سامانه در صنايع نانومترولوژي، تهيه ماسک و فرايندهاي فوتوليتوگرافي، ساخت ادوات نيمرسانا و در هر جايي که نياز به اندازهگيري فاصله و يا جابهجايي با دقتهاي بسيار بالا باشد، كاربرد دارد.

شايان ذكر است كه اين طرح در آزمايشگاه تحقيقاتي نانوفوتونيک و اپتوالکترونيک دانشگاه شهيد رجايي انجام شدهاست و در حال حاضر مجموعهي آزمايشگاهي اين سامانه در حال راهاندازي است.