Дар ин мусоҳиба бо доктор Логан Родригес Грейвс мо дар бораи чӣ гуна сохтани оинаҳои азим ва гаронбаҳо дар телескопҳои расадхонаҳо, тасвири тиббӣ ва чизҳои дигареро, ки шумо метавонед бо унвони илми оптикӣ анҷом диҳед, меомӯзем.
Тасвирҳои тиббӣ барои ташхиси саратони рӯдаи рӯда
Ҳамчун донишҷӯ, Грейвс дар як донишгоҳ кор мекард Донишгоҳи Аризона гурӯҳе, ки усулҳои нави тасвири саратони рӯдаро таҳқиқ кардаанд. Роҳи "анъанавии" тасвир кардани даруни худ маъмулан нӯшидани лойи моеъи дилбеҷокунандаро дар бар мегирад, ки чизҳоро флуорессатсия мекунад. Аз ман напурсед, ки чаро ман аз наздик медонам, ки нӯшидани он ахлот чӣ гуна аст?
Тадқиқотчиёне, ки Грейвс бо онҳо кор кардааст, роҳҳои наверо пайдо карданд, ки бидуни он нӯшокӣ дар он ҷо гардиш кунанд. Барои як чиз, онҳо дарёфтанд, ки осебҳо ва бофтаҳои саратони рӯдаи рӯдаро тавассути задани онҳо бо дарозии муайяни нур таъкид кардан мумкин аст - коктейл лозим нест.
Грейвс ба мо дар бораи дигар корҳои GI-imaging, ки як гурӯҳи Донишгоҳи Аризона анҷом додааст, нақл кард, ки ба он доктор Д. Бхашкар Банерджи ва "Рон" Лианг. Онхо асбоби оптикиро кор карда баромад ки дар як вакт хам ба пеш ва хам ба акиб дар колонна нигох карда метавонад. Бо ин роҳ, ҳеҷ як оммаи саратонро пинҳон карда наметавонад! Технология ба ширкате табдил ёфт Omniscient Imaging, Inc.
Ҷодугари оптикии дараҷаи баъдидипломӣ
Рисолаи доктории Логан Грейвс усулҳои метрологияро дар бар мегирад, ки дар сохтан ва санҷиши оинаҳои азим истифода мешаванд. Махсусан, Грейвс барои чен кардани сатҳи оина, ки дар ниҳоят дар телескопи офтобии Даниел К. Иноуе ё кӯтоҳ "DKIST" насб карда мешавад, кӯмак кард.
Ин телескоп дар Мауи аёлати Ҳавайӣ насб шудааст ва дар ҳоли ҳозир бузургтарин телескопи офтобӣ дар ҷаҳон аст. Дар ҳоле ки оинаи ибтидоӣ дар дохили он ҳоло аз таътили тропикӣ лаззат мебарад, он дар лаборатория дар Аризона таваллуд шудааст.
Телескопи 4.26-метра тақрибан 14 фут ба забони амрикоӣ аст, ё ба андозаи як батути калон, берунӣ.
Зеро ин чиз тасвир шудааст офтоб, баъзе мушкилоти иловагии муҳандисӣ вуҷуд доштанд. Тавре ки шумо медонед, офтоб хеле равшан аст. Он инчунин хеле гарм аст. Ҳамин тавр, барои боварӣ ҳосил кардан лозим аст, ки телескоп дар рӯзи офтобӣ мисли мӯрча дар зери шишаи лубаи кӯдакон каҷ, об ё бирён нашавад, маводи навро ихтироъ кардан лозим буд.
Субстрат барои оина бояд аз чизе сохта шавад, ки ҳангоми зарбаи нури офтоб он қадар васеъ намешавад. Ин сабаби он аст, ки ҳатто агар он оташ нагирад, васеъшавии аз ҳад зиёд метавонад тасвири DKIST гирифташударо таҳриф кунад. Аз ин рӯ, SCHOTT ворид шуд ва омад бо материали нави шишаю сафолй бо номи ZERODUR®. Коэффисиенти хеле пасти васеъшавии гармии он чизест, ки ZERODUR®-ро махсус мекунад.
Чаро метрология дар оинаи телескопи чандмиллиондолларӣ ин қадар мушкил аст?
Вақте ки Логан Грейвс ба бинои DKIST омад, тарҳи телескоп ва маводи нави зебо аллакай муқаррар карда шуда буд, аммо усулҳои сохтакорӣ каме муҳаббатро талаб мекарданд. Дар ниҳоят, ин ашёи сохташуда қариб буд, ки бузургтарин телескоп дар ҷаҳон гардад!
Барои майда кардани оина ба шакли ниҳоии худ, марҳилаҳои гуногуни истеҳсолот лозим буданд. Ҳамаи ин марҳилаҳо андозагириро талаб мекарданд. Ҳангоме ки мавод канда мешавад, бояд роҳе мавҷуд бошад, то тафтиш кунад, ки чӣ қадар бояд то ҳол гирифта шавад ва чӣ қадар аллакай хориҷ карда шудааст.
Ин ҳама ба қадри кофӣ оддӣ ба назар мерасад, аммо азбаски барномаи ниҳоӣ телескопи чандмиллион доллар аст, талаботи метрология каме душвортар мешавад. Барои як чиз, миллионҳо доллар пули бисёр аст! Пас, беҳтар аст, ки шумо хато накунед. Як хато нест. Не як. Ба шумо он чизе лозим аст, ки шумо барои кор кардан лозим аст, дар муқоиса бо истеҳсолоти ҳаҷм, ки дар он шумо фоизи нокомиро интизоред.
Чизи дигаре, ки бояд дар хотир дошт, ин аст, ки мисли ҳама оптикаи дақиқ, шумо наметавонед ба он даст занед. Шумо наметавонед дар он нафас гиред, бигзор профилометри механикиро дар рӯи он кашед. Ҳамин тавр, шумо бояд андозагирии хеле дақиқ ва беақлро анҷом диҳед бе даст ба оина.
Тарафҳои мусбат ва манфии интерферометрия
Усули "стандарти тиллоӣ" -и чен кардани сатҳи оина ба монанди ин интерферометрия аст, ки усули дақиқи ченкунии бидуни тамос аст. Дар тарафи манфии он, он инчунин хеле гарон аст ва аз шумо талаб мекунад, ки шакли истинодҳои физикии комил созед. Сипас, шумо қисме, ки шумо эҷод мекунед ва шакли истинодро чен мекардед ва фарқияти байни андозагирӣ хато аст.
Бо оинаи конкави DKIST, ин раванд махсусан душвор буд. Андозаи азим барои як нафар вуҷуд дошт, аммо шакли он ҳам аз меҳвар ва параболӣ буд. Агар шакли буриш ба ҷои он сферикӣ бошад, шумо метавонед онро бо сфераи чархзананда буред. Бо вуҷуди ин, азбаски он нофаҳмо аст, сохтан ва озмоиши он хеле мураккабтар аст.
Камбудии дигари интерферометрия дар он аст, ки ҳангоми чен кардани сатҳҳои калон, шумо одатан тамоми рӯи як вақтро чен карда наметавонед. Ба ҷои ин, ба шумо лозим меояд, ки якчанд андозагирӣ кунед ва онҳоро якҷоя кунед. Он минтақаҳои такрорӣ ба хатогиҳо майл доранд ва боз, бо виджетҳои бисёрмиллион долларӣ, хатогӣ бад аст.
Боз як манфии дигари истифодаи интерферометрия дар он аст, ки он танҳо вақте кор мекунад, ки шакле, ки шумо чен мекунед, ба шакли истинод хеле наздик аст. Ҳамин тавр, агар шумо дар он марҳилаҳои ноҳамвор ва ибтидоии дастос кардани оина бошед, интерферометрия фоидаи маҳдуд хоҳад дошт.
Дефлектометрия чист?
Дар муқоиса бо интерферометрия, дефлектометрияро дар марҳилаҳои ибтидоии буридани оина осонтар истифода бурдан мумкин аст. Он инчунин арзонтар аст, зеро он барои сохтани шакли истинод талаб намекунад.
Ба ҷои ин, истиноди истифодашуда сарчашма, шояд дисплейи рақамӣ бо намунаи санҷишии андозаҳои маълум бошад. Агар шумо ин манбаъро дар оина дурахшид ва инъикосро тасвир кунед, пас шумо метавонед фаҳмед, ки оина чӣ гуна аст, аз рӯи он ки тасвир чӣ гуна таҳриф шудааст.
Масалан, дар бораи оинаи фароғатӣ фикр кунед. Агар шумо тасвири худро бинед, ки 3 фут баланд аст ва чеҳрааш аз паси шумо калонтар аст, аммо шумо медонед, ки шумо 5'10 дюйм бо ноггини муқаррарӣ ҳастед, шумо метавонед бифаҳмед, ки чӣ тавр он сатҳи инъикоскунанда аз шакл хам шудааст. Вақте ки шумо аз зарбаи аввала гузаштаед, шумо метавонед тасвири таҳрифшударо на ҳамчун одами харобшуда, балки ҳамчун мавҷҳои алюминий бинед.
Агар шумо хоҳед, ки дефлектометрияро амиқтар дарк кунед ва мухлиси Матритса бошед, ҳимояи рисолаи доктории Грейвсро санҷед. Вай дефлектометрияро бо тасвири доруҳои сурх ва кабуд, ки дар айнаки офтобии Морфей инъикос ёфтааст, шарҳ медиҳад.
Марҳилаи дастос
Марҳилаи аввали раванди сохтани оина "марҳилаи дастос" мебошад. Ин аст, ки гномҳои телескоп сатҳи оинаро аз намуди рангҳои матои ҳангоми савор ба чизе табдил медиҳанд, ки дар он шумо метавонед инъикосро бубинед. Дар муқоиса бо марҳилаи ниҳоии сайқалдиҳӣ, ин қисми раванд он ҷоест, ки бори зиёди мавод бурида мешавад.
Раванди суфтакунӣ як бозуи роботиро барои пахш кардан ва чарх задани шламеро истифода мебарад, ки дар он хокаи сайқалдиҳанда омехта шудааст. Он хеле печида ба назар мерасад, ки бо онҳо суфтакунии дақиқро анҷом дода наметавонад, аммо бо ёрии дефлектометрияи IR онҳо тавонистанд чен кунанд ва ин сатҳи ноҳамворро назорат кунед. Интерферометрия ва дефлектометрияи намоён инчунин барои тасдиқи ченакҳои дефлектометрии IR истифода шуданд.
Бо истифода аз дефлектометрияи IR дар ин қисми раванд, даста тавонист вақти зиёди истеҳсолиро сарфа кунад.
Дидани он осонтар буд, ки онҳо аз маводе, ки ба сатҳи ниҳоӣ наздик нестанд, пораҳои калонро аз куҷо гирифта метавонанд. Ин, дар навбати худ, имкон дод, ки оинаи DKIST дар тӯли каме бештар аз як сол сохта шавад, ки Логан ба мо мегӯяд, аз рӯи стандартҳои оптикии расадхона, ҳайратовар зуд.
"Оинаи супер ҳамвор"
"Оинаи Super Smooth" воқеан як категорияи оина аст. Ин чизест, ки шумо ҳоло медонед. Пас аз ба итмом расидани сатҳи баландтарини поляк, оинаи DKIST дар тамоми рӯи замин тақрибан 19 нм ноҳамворӣ дошт. Агар шумо ба инҳироф дар майдони хурдтари сатҳи тақрибан 2x3 мм назар кунед, он дар камтар аз 0.7 нм камтар аст, ки ба "супер ҳамвор" баробар аст.
Аммо ноҳамвории сатҳи 19 нм воқеан чӣ маъно дорад? Ҳангоми ҳимояи рисолаи Грейвс, ӯ шарҳ дод, ки ин инҳироф 19 нм бо инҳирофоти топографӣ байни 2 ҷой дар саросари шаҳр, ки нисфи паҳнои мӯи инсонро ташкил медиҳад, муқоиса карда мешавад. Ҳамин тавр, ҳар як теппа ё чуқурие, ки байни шумо ва нуқтаи чанд мил дур аст, набояд аз нисфи мӯи инсон баландтар ё пасттар бошад.
Хуб, реквизит, доктор!
Барои санҷидани сатҳи оина дар марҳилаи ниҳоӣ на танҳо шакл, балки ноҳамвории рӯи оина муҳим буд. Якчанд намуди дефлектометрҳо ва интерферометрҳо барои скан кардани сатҳ ҳамчун санҷиши ниҳоӣ истифода шуданд. Сипас, ҳамаи ин ченакҳо тафтиш карда шуданд, то боварӣ ҳосил кунанд, ки ҳама мувофиқанд.
Грейвс ҳамчун як олими оптикии озод
Аз замони хатми донишгоҳ, Грейвс бо бисёр лоиҳаҳои гуногун банд буд. Бо шарики худ, доктор Исҳоқ Трампер, вай дар ширкати онҳо, Intuitive Optical Design Lab кори тасодуфии муҳандисии оптикиро анҷом додааст. Онҳо дар бораи лоиҳаҳои хурди оғози сахтафзор машварат карданд, то дар рушди системаҳои LIDAR аз сифр кӯмак расонанд.
Бештар ELE Optics, ӯ инчунин дар болои нармафзори PM кор мекунад, то махсусан мушкилотеро, ки дар иртибот бо маълумоти муҳандисии оптикӣ алоқаманданд, ҳал кунад. Вақте ки мо муҳандисони оптикӣ дар як гурӯҳи таҳиякунанда кор мекунем, кори тарроҳии мо нохост аз муҳандисони дигар дар қуттии сиёҳ пинҳон мешавад. Маҳз ҳамин тавр нармафзори мо кор мекунад! Ман хурсандам, ки бубинам, ки дастаи R&D-и онҳо дар оянда чӣ кор мекунад, то ин мушкилотро камтар кунад.
Форуми оптика ва подкаст
Дар ELE Optics дигар чизҳои хуб мавҷуданд, аз ҷумла форуми ҷомеаи илми оптикӣ ва муҳандисӣ. Ин як манбаи олӣ барои дарёфти мутахассисон ва додани саволҳои техникии ба Google душвор дар бораи оптика ва нармафзори оптикӣ мебошад.
Шумо метавонед онро пайдо кунед Ҳисоботи марказии диққат подкаст дар он ҷо низ, ки ман шахсан аз он лаззат мебарам (ва ҳамчун меҳмон будам). Ин подкаст ба таври анъанавӣ мусоҳибаҳои маъмулан оптикиро дар бар мегирад, аммо Логан ҳама гуна муҳандисонро ҳамчун олимон ҳамчун меҳмон истиқбол мекунад.
Мехоҳед роҳнамоии доктор Логан Родригес Грейвс? Ӯро дар OddEngineer.com фармоиш диҳед!
Агар шумо хоҳед, ки Логан Грейвс ба шумо дастури методологияи метрологияро барои дархости шумо диҳад, шумо метавонед бевосита бо ӯ вохӯрӣ банд кунед оид ба муҳандиси оддӣ дар ин робита.
Дар он ҷо ҳаст дар бораи мавҷудияти ӯ аз ӯ пурсидан шарт нест! Танҳо пахш кунед "Таъин кардани нақша" тугма, ва китоб ва пардохт барои ҳар вақти дастрас ва рӯзе, ки барои шумо кор мекунад. Агар ба шумо лозим ояд, ки вай ба нишасти NDA барои вохӯрии худ имзо гузорад, шумо метавонед ҳангоми брон кардани он нусхаи имзошударо бор кунед. Он гоҳ шумо паёми электронӣ бо истиноди мулоқоти Zoom мегиред.
Мусоҳибаи пурра бо доктор Логан Грейвс дар Подкаст Муҳандиси Од
Мехоҳед версияи дарозмуддати кӯтоҳмуддати ин мусоҳибаро шунавед? Тафтиш Подкасти муҳандиси оддӣ барои маслиҳат ва тафсилоти бештар дар бораи усулҳои метрология ва лоиҳаи DKIST.
