Строк виконання �2016 - 2018 рр.
1
Керівник НДР
академік НАН України В.В. Петров
Відповідальні виконавці:
заст. зав. відділу, к.т.н. С.М. Шанойло
с. н. с., к.ф.-м.н. Є.Є. Антонов
"Створити комплексну технологію виготовлення�мікропризмових оптичних структур �зі зменшеним �хроматизмом �та підвищеним світлоповертанням"�(шифр "Спектр")
Мета досліджень:��Розробка та дослідження методів формування рельєфних мікроструктур на поверхні металевих матеріалів методом алмазного різання та виготовлення їх високоякісних пластикових копій-реплик з прозорих оптичних пластиків для створення на їх основі сучасних мікрорельєфних світлоповертальних пристроїв для автошляхів, оптичних перетворювачів світової енергії, офтальмологічних мікропризмових структур різного призначення з поліпшеними оптико-технічними параметрами.�
2
Загальне фінансування в 2016-2018 рр.
528,130 + 689,882 + 771,885 = 1986,208 тис. грн.��Кількість співвиконавців:
2016 рік – 17
2017 рік – 7
2018 рік ‒ 8
р. 1. Розглянуто можливі нові галузі застосування мікропризмових елементів. Зокрема, перспективним є впровадження мікропризм в офтальмології для компенсації втрати поля зору у хворих на геміанопсію, а також їх використання при розробці та створенні сонячних елементів в якості концентраторів потоків енергії.
3
Основні результати
р. 2.1. Досліджено вплив модифікованих мікропризм �Френеля на контрастну чутливість та гостроту зору. ��Визначено умови зниження контрасту тестових оптотипів при використанні призм. ��Отримані дані зі зменшення контрасту, які необхідно враховувати при проведенні досліджень дефектів зору методами візоконтрастометрії
4
Основні результати
kА = ΔγА/γА для тестових зображень, де γА – роздільна��здатність, а ΔγА – зона хроматизму на екрані.��kС = ΔγС/γС для сітківки ока, де γС – роздільна здатність ока, а ΔγС – зона хроматизму на сітківці ока.
5
Основні результати
р. 2.1. Визначено критерій подібності даних з роздільної
здатності, отриманих з тестових штрихових зображень,
з гостротою зору, визначеною при дослідженнях
пацієнтів з офтальмологічними таблицями
6
Основні результати
р. 2.2. Визначено величину спотворень зображень призмами Френеля. Основною причиною появи зазначених спотворень є різниця кутів відхилення для різних зон падаючого на призму променя світла.
�р. 3.1. Розроблені основи теорії ультразвукового зварювання кільцевих мікропризмових структур. �Визначено, що на поглинання ультразвукових хвиль у будь-яких матеріалах вплив чинять не напруження в матеріалах, а градієнти цих напружень.�Визначено характер поглинання ультразвуку в залежності �від нормованої відстані до центру прикладеного тиску�
7
Основні результати
�р. 3.2. Визначено зону максимального поглинання ультразвуку, �яка залежить від величини сили тиску, прикладеного �перпендикулярно зварювальним поверхням.��На основі розрахунків створено та реалізовано програму �та цифровий блок управління для зварювання з автоматичним регулюванням енергії ультразвукових коливань�
8
Основні результати
�р. 3.3. На основі розрахунків створено та реалізовано програму та блок цифрового управління для зварювання з автоматичним регулюванням енергії ультразвукових коливань, визначено оптимальні рівні енергії зварювання для мікропризмових кільцевих структур різної оптичної сили для високоякісного зварювання елементів без деформацій та оплавлення мікрорельєфу.��
9
Основні результати
р. 3.3. Створено технологію виготовлення та герметизації �мікропризмових світлоповертачів (катафотів)�різного призначення.
10
а б в
Теплові дефекти мікроструктури після зварювання мікропризм з різною енергією ультразвуку: �а – оплавлення ребра при мінімальному перевищенні енергії; �б – оплавлення п'яти ребер;
в – повне разплавлення центральної зони мікропризми та
створення отвору
Основні результати
р. 4. Розроблено методи та виконано комплекс розрахунків робочих параметрів контролю процесу виготовлення носіїв оптичних дисків та травлення фоторезисту через дифракційні ефективності мікрорельєфу оптичних дисків в широкому діапазоні зміни характеристик дисків та оптичних середовищ.
11
Основні результати
р. 5. Розроблено методи оперативного контролю стану та якості поверхні мікропризмових структур методом зображень високої контрастності. Розроблена та перевірена методика вимірювання інтегрального коефіцієнта відбиття поверхні в широкому спектральному діапазоні з використанням лазерних джерел світла в червоній, зеленій і синій областях. Розроблені методи зміцнюючих покриттів матриць та оптичних дисків.
Основні результати
12
р. 6. Виконано дослідження зі створення високоякісних мікропризмових пристроїв, розширено обсяги виробництва призмо-сферо-циліндричних лінз та окулярів, удосконалено процес виробництва таких виробів, зменшено брак на всіх етапах виготовлення мікрорельєфних структур .
Основні результати
13
14
Перелік публікацій за 2016-2018 рр.
За період виконання науково-дослідної роботи «Спектр» опубліковано 5 статей, отримано 4 патенти та позитивних рішення про видачу патентів, зроблено 23 доповіді на конференціях з публікацією тез доповідей, а саме:
Статті
1. Є.Є.Антонов, О.В.Шиховець. Дифракційний контроль мікрорельєфу
оптичних дисків. Реєстрація, зберігання і обробка даних, 2016. – Т.18,
№ 3. – С.39–53.
2. Є.Є.Антонов. С.О.Риков, В.Б.Мелліна, Н.М.Алєєва. Вплив модифікованих
мікропризм Френеля на контрастну чутливість органа зору.
Архів офтальмології, 2017. – т.5. № 1(7). - С.44-50.
3. Mingley Fu, Weijie Hu, Zichun Le, D.Y.Manko, E.E.Antonov, A.A.Kryucun, V.V.Petrov. Design and Fabrication of Rigit Fresnel Prisms for Complex
Treatment of Children Strabimmus. Acta Photonica Sinica, 2017. -V.46, N.11.
4. Петров В.В., Антонов Е.Е., Крючин А.А., Шанойло С.М. Розробка та
впровадження кругових світлоповертальних елементів для автомагістралей та
транспортних мереж м. Києва. Наука та інновації, 2018. – Т.14, №5. – С.63-67.
5. Antonov E.E., FU Ming-lei, HU Wei-jie, LE Zi-chun, Manko D.Y., Kryuchyn A.A., Petrov V.V., Shanoilo S.M. Investigation of Optical Characteristics of Rigid Protected and Traditional Elastic Fresnel Microprisms using Electronic Method for Measuring Visual Acuity. Optics and Laser Technologies, 2018,. - V.107, PP.15-23.
Патенти
1. Петров В.В., Бріцький О.І.. Шанойло С.М., Крючин А.А., Косяк І.В., Заворотний А.О., Білобров М.М., Лисянський М.М, Бараненкова В.П.
Спосіб виготовлення оптичного дифузора Патент України №123591,
Бюл. № 4, 26.02.2018
2. Петров В.В., Густелєв О.О., Осипов В.О., Шанойло С.М., Антонов Є.Є., Крючин А.А., Бараненкова В.П., Заболотний В.О., Зенін В.М.
Мікропризмовий бордюрний світлоповертач. / Заявка на Патент України
№ s 2018 00438 від 05.03.2018 р.
3. Петров В.В., Коростельов О.П., Смешко Г.И., Шанойло С.М.. Антонов Є.Є., Крючин А.А. Спосіб виготовлення оптичного дифузора. / Заявка на Патент України № а 2018 09646 від 26.09.2018 р
4. Петров В.В., Алєєва Н.М., Бутенко Л.В., Крючин А.А., Рыков С.А.,
Сенякіна А.С., Шанойло С.М., Шевколенко М.В. Спосіб виготовлення скельців Баголіні / Заявка на Патент України № u 2018 11034 від 08.11.2018 р.
а також зроблено 23 доповіді на конференціях
з публікацією тез доповідей.
15
Перелік публікацій за 2016-2018 рр.
16
СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ
Отримано позитивні відгуки на роботу:
1. Негрійко А.М., чл.-кор. НАН України, д.ф.-м.н., професор,
завідуючий відділу лазерної спектроскопії
Інституту фізики НАН України
2. Григорук В.І., д.ф.-м.н., професор, завідуючий кафедри квантової радіофізики Факультету радіофізики, електроніки та компьютерних систем Київського національного університету імені Тараса Шевченка