Методи виготовлення планарних оптичних хвилеводів та дослідження їхніх характеристик

Рис.2.6. Перетворення лінійно поляризованого світла в еліптично поляризоване в результаті відбивання від поверхні з плівкою

(2.24)

і фазами (

Якщо позначити складові цього результуючого коливання через u = cos (і , виключити t і ввести величину різниці фаз , то ми отримуємо відоме співвідношення

- (2.25)

що представляє рівняння еліпса в загальному вигляді. Кінець світлового вектора описує еліпс, вписаний в прямокутник зі сторонами 2 і 2. В залежності від різниці фаз і відношення амплітуд в окремих випадках еліптичне коливання може перейти в лінійне або кругове.

Півосі еліпса можуть не збігатися з s і р-напрямами. В цьому випадку еліптично поляризоване коливання можна охарактеризувати двома величинами: кутом, утвореним великою піввіссю з площиною р, і відношенням півосей еліпса . Ці кути можна визначити експериментально. Вони пов'язані з =- і tg - відомими значеннями

tg = tg

sin2= sin (2.26)

що вказує на можливість двох напрямків обертання еліпса.

Дослідження еліптичності відбитого світла проводиться за допомогою поляризаційного гоніометра (еліпсометра), який містить дві поляризаційні призми (аналізатор і поляризатор) і компенсатор. Поляризаційні призми мають властивість пропускати тільки лінійно поляризоване світло, коливання якого розташовані в одній площині. Зазвичай використовуються поляризаційні призми Глана, Франка-Ріттера та ін. з торцевими гранями, розташованими по нормалі до осі призми. В якості компенсатора рекомендується користуватися двозаломлюючою плівкою (компенсатор Сенармона), що компенсує різницю ходу і перетворює лінійно поляризоване світло в еліптично поляризоване, і навпаки. В двозаломлюючій пластині падаюче світло розділяється на два промені, у яких коливання, розташовані в двох перпендикулярних площинах, поширюються з різною швидкістю. По виході з пластини промені набувають різницю ходу

(2.27)

де і - показники двох головних напрямків поширення світлових коливань u I ; h - товщина пластинки; - довжина хвилі монохроматичного випромінювання. Різниця ходу ?, яку вносить пластинка слюди, визначається її товщиною, і вихідне світло в залежності від цього може володіти еліптичною , круговою або лінійною поляризацією або 2k.

Схема звичайного, простого поляризаційного гоніометра (еліпсометра) наведена на рис.2.7. Щілина 1 знаходиться у фокусі об'єктиву коліматора 2 і освітлюється монохроматичним світлом, наприклад, ртутної лампи з фільтром, що виділяє область . З коліматора 2 паралельний пучок світла направляється у поляризатор 3. Виходить з нього лінійно поляризований пучок світла, відбивається еліптично поляризованим від зразка скла 4 з плівкою. Компенсатор 5 перетворює еліптично поляризований світловий пучок в лінійно поляризований, який гаситься поворотом аналізатора 6. Поляризаційні призми і пластинка закріплені в оправах, на яких є лімби з поділками через кожні 30', забезпечені конусами, що забезпечують відлік повороту систем 3, 5 і 6 з точністю . Кут падіння світла на зразок встановлюється також з точністю .



Рис.2.7. Схема поляризаційного гоніометра (еліпсометра) для вимірювання товщини та показника заломлення плівок

Перш ніж почати вимірювання, необхідно встановити вихідні значення (нульові точки) приладу. Зображення щілини 1 де є хрест ниток, встановлюється у головній фокальній площині коліматора 2. Всі вимірювання проводяться в паралельному пучку. Труба 7 встановлює автоколіматор на нескінченність з допомогою окуляра Гауса з дзеркалом для бокового освітлення окуляра. Потім встановлюються вихідні положення систем 3, 5 і 6. Поляризатор встановлюється так, що через нього проходять коливання, паралельні площині падіння. Для цього на столик гоніометра ставиться чиста, полірована пластинка сталого скла 4, наприклад скла К8 так, щоб світло відбивалося під кутом повної поляризації, який для звичайних оптичних стекол становить 56-58°. Труба 7 повертається відносно нульового положення (продовження осі коліматора) на кут 180°. У трубі видно поділки, що знаходяться на щілини окуляру труби 7, які повинні бути суміщені. Щілина повинна бути достатньо широкою, щоб краще встановити момент затемнення поля. Обертаючи лімб поляризатора і повільно повертаючи столик з пластинкою і трубу, поступово знаходять положення оптимального затемнення, яке відповідає куту повної поляризації. У цьому положенні поляризатор пропускає тільки коливання, паралельні площині падіння, які при цьому не відбиваються від поверхні скла. Це значення є вихідним і встановлюється по можливості точно.

Після цього аналізатор і труба ставиться на продовженні осі коліматора. Поділки на щілини і в окулярі труби поєднуються і аналізатор обертається до моменту найбільш повного затемнення поля. Це положення аналізатора , при якому через нього проходять тільки коливання, що лежать в площині, перпендикулярній до площини падіння, можна встановити більш точно. Коли основні положення Р₀ і Л₀ встановлені в схрещеному положенні, на трубі встановлюється компенсатор, який повертається до затемнення поля. Ця установка виконується з похибкою не більше ± 2-3'. Тепер еліпсометр можна вважати готовим для проведення вимірювань.

Дослідження еліптично поляризованого світла можна виконувати кількома способами. Крім описаної візуальної оцінки по максимальному затемненні поля, можна ввести додаткову напівтіньову систему, що представляє собою подвійну пластинку. Тоді установка поляризаційних призм і коліматора проводиться шляхом вирівнювання освітленості двох половин поля зору. Цей спосіб в деяких випадках виявляється більш чутливим, проте він вимагає кращої освітленості поля. Можна констатувати момент затемнення поля зору, ввівши фотоелемент або фотопомножувач. Ці виміри проводяться, як і при візуальній оцінці, без введення напівтіньової системи. Основною умовою отримання точних і добре відтворюваних результатів є хороша плоска і гладка підкладка, рівномірна і прозора плівка. Точність вимірювання підвищується при підвищенні інтенсивності відбитого світла. Вимірювання параметрів відбитого еліптично поляризованого світла можна проводити по-різному. Після установки поляризаційних призм в схрещеному положенні, останню повертають на кут 45°. Це становище зберігається при подальших вимірах незмінним. При цьому його основні напрямки поширення коливань розташовані під кутом 45° (більш швидке коливання) і 135° (коливання більш повільне) до площини падіння. Аналізатор повертається також на кут 45° щодо початкового положення. Кут падіння встановлюється рівним 70°, тобто труба повертається від свого вихідного значення на кут 40°. Досліджуваний зразок з плівкою поміщається на столик еліпсометра, який обертається до появи зображення щілини та суміщення з хрестом поділок в окулярі. Потім, поперемінно обертаючи поляризатор і аналізатор, домагаються оптимального затемнення щілини. Це відповідає повороту лімба поляризатора на кут ?-?₀, а лімба аналізатора на кут ?-?₀.

Така установка поляризатора дозволяє отримати лінійно поляризоване світло, яке після відбивання від зразка стає еліптично поляризованим. Осі еліпса співпадають з основними напрямками коливань слюдяного компенсатора. Після проходження світла через слюдяний компенсатор, різниця фаз еліптичного коливання компенсується, і виходить промінь, вже лінійно поляризований, гаситься поворотом аналізатора на кут ?-?₀. Кут повороту поляризатора (?-?₀) відповідає куту, для якого tg , а кут повороту аналізатора - куту . Наведемо приклади найбільш простої установки еліпсометра та визначення параметра еліптично поляризованого світла, відбитого від поверхні скла з плівкою більш низького і вищого показників заломлення, ніж у підкладки. Нехай положення поляризатора, встановленого на мінімум освітленості щілини за допомогою пластинки скла (відображення при куті повної поляризації), становить ?₀ = 85°35'±10'. При цьому виходять світлові коливання паралельні площині падіння. Нехай також відповідне положення аналізатора для отримання темного поля в схрещеному положенні складе ?₀=343°14'. При цьому можуть проходити тільки коливання, перпендикулярні площині падіння.

Положення слюдяної пластинки (компенсатора), встановленої до затемнення поля між схрещеними поляризатором і аналізатором, - 199°06'. У цьому положенні одне з головних напрямків плівки паралельне, а інше перпендикулярне до площини падіння. Поворот аналізатора на 45° дає значення: ?₀ = (343°14' + 45°) - 360° = 28°14'. Поворотом компенсатора на 45° його основні напрямки розташовують під кутами 45° до площини падіння і напрямку, перпендикулярному до неї. Це відповідає значенню 199°06' - 45° = 154°06', яке в подальшому, при проведенні вимірювань, зберігається. Розглянемо кілька прикладів вимірювання. При відображенні світла під кутом 70° від поверхні скла п₃ =1,52 з плівками SiO₂ і Тi0₂ та встановлення поляризатора і аналізатора до затемнення поля були отримані наступні значення .

Плівка SiO₂ (n₂<n₃)

Р = 96°10'; A = 4° 08'; = (Р -- Р₀) == 96° 10' -- 85° 35'= 10° 35';

tg = 0,187; = 28° 14' - 4°08' = 24°06'; = 48° 12';

Р = 89° 40'; А = 89° 20'; Р -- Р₀ = 89° 40' -- 85° 35' = 4° 05';

tg = 0,071; = 70° 06'; =140° 12'.

Як вже було сказано, розрахунок оптичних характеристик плівок за формулами на підставі отриманих вище даних вкрай трудомісткий. Якщо не потрібно дуже точне рішення, то можна скористатися графічним способом (рис.2.8.). Для складання графіків необхідно попередньо розрахувати значення і tg для заданого ряду показників заломлення плівок і підкладок.

Рис.2.8. Графік для розрахунку товщини і малих значень показника заломлення плівок

Оптичну товщину зручно представити пропорційною її величиною tg, де - довжина хвилі використовуваного для вимірювання монохроматичного випромінювання, наприклад = 546,1 нм. Наявність графіків зводить час розрахунку до кількох хвилин.



3. Вимірювання товщини тонкоплівкового хвилеводу

3.1 Методика вимірювання товщини хвилеводної плівки

Виміряти товщину плівки можна за допомогою двопроменевої інтерферометрії. Область скачка у такому випадку використовується як одне із дзеркал інтерферометра Майкельсона (рис.3.1). Світловий пучок відбивається від границь «повітря-підкладка» та «повітря-плівка», віддаль між якими рівна товщині плівки. При цьому, між двома частинами пучка виникає зсув фаз. Внаслідок такої різниці фаз між частинами пучка інтерференційні смуги на екрані будуть зсунуті між собою. За зміщенням інтерференційних смуг і визначають товщину плівки.

Рис.3.1. Вимірювання товщини хвилеводної плівки за допомогою інтерферометра Майкельсона.

Видимість інтерференційних смуг в інтерферометрі Майкельсона як правило визначається відмінністю між відбиваючими здатностями досліджуваного зразка і опорного дзеркала. Тому, для отримання контрастних смуг необхідно використовувати непокрите опорне дзеркало. Слід також зазначити, що при вимірюванні товщини плівки у такий спосіб світловий пучок відбивається і від підкладки крізь плівку. Внаслідок такого відбивання на екрані спостерігаються інтерференційні смуги, які зсунуті в протилежному напрямку. Зсув цих смуг у n-1 раз менший ніж зсув перших (n - показник заломлення плівки). Як правило, ці лінії є значно слабшими. Однак, у деяких випадках, наприклад, якщо показник заломлення плівки менший за показник заломлення підкладки, а товщина плівки близька до чверті довжини хвилі, вони можуть домінувати і вносити похибку у вимірювання.

3.2 Установка для вимірювання товщини тонкоплівкового хвилеводу

Як було зазначено в п.3.1, для вимірювання товщини тонкоплівкового хвилеводу в даній роботі буде використовуватися схема на основі інтерферометра Майкельсона. Блок-схема установки зображена на рис.3.2.

Рис.3.2. Блок-схема установки

Позначення на рис.3.2 є такі: 1 - Nd:YAG лазер, 2 - просторовий фільтр, 3,7 - лінзи, 4 - світлоподільчий кубик, 5 - глухе дзеркало, 6 - скло з нанесеною плівкою (зразок), 8 - екран.

Зображення робочої установки на основі інтерферометра Майкельсона для вимірювання товщини тонкоплівкового хвилеводу показано на рис.3.3. Схема установки складається з таких елементів: лазер, просторовий фільтр, дві лінзи для колімування і розширення лазерного пучка, світлоподільчий кубик, глухе дзеркало та дзеркало з напиленою плівкою, екран. В роботі використовувався твердотільний Nd:YAG лазер з діодною накачкою з генерацією другої гармоніки, потужністю вихідного випромінювання 60 мВт і довжиною хвилі випромінювання 532 нм.

Рис.3.3. Установка для вимірювання товщини тонкоплівкових хвилеводів методом зсуву інтерференційних смуг

3.3 Результати вимірювань

В роботі проводились вимірювання товщини тонкоплівкових хвилеводів виготовлених методом занурення. В якості матеріалу для хвилеводної плівки використовувався поліметилметакрилат. Для переведення поліметилметакрилату у рідкий стан використовувався розчинник - хлороформ. Були отримані розчини різної густини шляхом додавання хлороформу до розчину, що дозволяло отримувати плівки на поверхні скла різної товщини.

Після того, як плівки на поверхні скла були виготовлені, проводились їх вимірювання з використанням підготовленої установки. На рисунку 3.4 показані отримані інтерферограми для двох тонкоплівкових хвилеводів.



а) б)

Рис.3.4. Інтерферограми тонкоплівкових хвилеводів

Як видно з рисунку 3.4, для першого хвилеводу зміщення смуг становить 3 (рис.3.4,а), а для другого хвилеводу - 9 (рис 3.4,б). Знаючи величину зміщення інтерференційних смуг, ми зможемо тепер оцінити товщину хвилеводних плівок за формулою:

h = N * 3.1

Таким чином, для першого хвилеводу отримаємо:

h = N* = 3*=0,798 мкм,

а для другого хвилеводу:

h = N* = 9*2,394 мкм.

Отже, в результаті зміни густини розчиненого поліметилметакрилату, нам вдалося отримати хвилеводні плівки товщиною 0,798 мкм і 2,394 мкм.



4. Економічна оцінка науково-дослідної і дослідно-конструкторської роботи

4.1 Розрахунок витрат на виконання НДДКР

Витрати на виконання НДДКР плануються шляхом складання калькуляції кошторисної вартості НДДКР за наступними статтями:

витрати на оплату праці;

відрахування на соціальні заходи;

витрати на матеріали;

енергія для наукових цілей;

спецустаткування для наукових цілей (експериментальних робіт);

витрати на роботи, які виконують сторонні організації;

інші витрати;

накладні витрати.

4.1.1 Розрахунок витрат на оплату праці

До цієї статті належать витрати на основну та додаткову заробітну плату науковим керівникам, інженерно-технічним працівникам, лаборантам, робітникам, студентам, аспірантам, операторам ЕОМ та іншим працівникам, безпосередньо зайнятим виконанням даної НДДКР, обчислені за посадовими окладами та тарифними ставками, відрядними розцінками для робітників, включаючи преміальні виплати. Вихідні дані наводяться в табл.4.1.

Середньоденна ставка заробітної плати (С_Ді) для кожного з виконавців і розраховується за формулою:

де F_д - місячний фонд робочого часу (24 дні).



Таблиця 4.1. Вихідні дані для розрахунку заробітної плати.

№	Посада виконавців	Місячний оклад, грн.	Середньоденна ставка грн./день
1.	Науковий керівник	2100,00	87,5
2.	Консультант з економічної частини	2600,00	108,33
3.	Консультант з охорони праці	2600,00	108,33
4.	Студент-дипломник	700	29,17

Для розрахунку витрат на оплату праці виконавців даної НДДКР (табл. 4.2) визначається трудомісткість роботи кожного з працівників (Т_і) (в людино-днях).

Таблиця 4.2. Розрахунок витрат на оплату праці виконавців НДДКР.

№	Посади виконавців	СДі, грн./день	Ті, люд./день	Витрати на оплату праці (Воп), грн
1.	Науковий керівник	87,5	15	1312,5
2.	Консультант з економічної частини	108,33	2	216,66
3.	Консультант з охорони праці	108,33	2	216,66
4.	Студент-дипломник	29,17	50	1458,50
	Разом:	333,33	141	3204,32

4.1.2 Відрахування на соціальні заходи

До цієї статті витрат належать:

а) відрахування на державне обов'язкове соціальне страхування (В_сс) - 1,6%;

б) відрахування на державне обов'язкове соціальне страхування на випадок безробіття (В_б) -1,4% ;

в) відрахування на державне обов'язкове пенсійне страхування (В_п) - 33,2% ;

г) страхування підприємства від особливо нещасних випадків (В_нв) - 0,02%.

Усі відрахування вказані у відсотках до витрат на оплату праці (В_оп).

Розрахунок цих відрахувань здійснюється за наступними формулами:

В_сс = 0.016В_оп;

В_б = 0.014В_оп;

В_п = 0.332В_оп;

В_нв = 0,0002хВ_оп.

Результати розрахунку заносяться в табл.4.3.

Таблиця 4.3. Відрахування на соціальні заходи (Вс_з).

№	Посади виконавців	Воп, грн.	Всс, грн.	Вб, грн.	Вп, грн.	Внв, грн.	Всз, грн. (сума 3-6)
	1	2	3	4	5	6	7
1.	Науковий керівник	1312,5	21	18,4	435,75	0,26	475,41
2.	Консультант з економічної частини	216,66	3,46	3,03	71,93	0,04	78,46
3.	Консультант з охорони праці	216,66	3,46	3,03	71,93	0,04	78,46
4.	Студент-дипломник	1458,50	23,33	20,42	484,22	0,29	528,26
	Разом		51,25	44,88	1063,83	0,63	1160,59

4.1.3 Розрахунок витрат на матеріали

До цієї статті належать витрати на:

а) основні та допоміжні матеріали (Вм);

б) придбані інструменти, пристрої та інші засоби та предмети праці (Він);

в)придбані напівфабрикати та комплектуючі вироби (Вк), які використовуються для проведення НДДКР в кількості, визначеній програмою експеримента (дослідження, випробування).

, (4.2)

де Ні - норма витрат і-го виду матеріалу на тему;

Ці - ціна придбання і-го виду матеріалу;

Ктз - коефіцієнт транспортно-заготівельних витрат (0.10-0.12);

n - кількість видів (найменувань) матеріалу.

Результати розрахунку Вм наведені в табл. 4.4.

Таблиця 4.4. Витрати на матеріали

№ н/п	Найменування (вид) матеріалу	Одиниця виміру	Ні, од.	Ці, грн./од.	Вмі, грн.
1	2	3	4	5	6
1.	Папір (формат А4)	пачка	1	36,00	36,00
2.	Папір (формат А1)	лист	3	5,00	15,00
3.	Зошит	шт	1	5,00	5,00
4.	Ручка кулькова	шт	2	3,00	6,00
5.	Папка	шт	2	4,00	8,00
	Разом:				70,00

4.1.4 Розрахунок витрат на енергію для наукових цілей

До цієї статті належать витрати на:

а) енергію різних видів В_те, яка витрачається з технологічною метою для проведення НДДКР (наприклад, стиснуте повітря, пара, вода тощо):

, (4.3)

де Н_іе - норма витрат і-го виду енергії в натуральних одиницях;

Ц_іе - ціна за спожиту одиницю, грн./од;

к - види енергії.

б) енергія силова (В_се), яка використовується під час роботи устаткування (умовно вважаємо, що це тільки електрична енергія):

В_се=П_вF_дЦ_еК_в, (4.4)

де П_В - встановлена потужність устаткування, кВт;

F_Д - дійсний фонд часу роботи устаткування для проведення НДДКР, год.:

F_д=F_н(1-/100)d, (4.5)

де F_н - номінальний фонд часу роботи устаткування в робочих днях;

- плановий простій устаткування (4-6%);

d - тривалість робочого дня, год. (8 год.);

Ц_е - вартість однієї кВтгод., грн.;

К_в - коефіцієнт використання потужності (0.8-0.85).

Результати розрахунку наводяться в табл. 2.7.

При проведенні даної бакалаврської кваліфікаційної роботи не використовувалася енергія, яка б витрачалася з технологічною метою.

Для персонального комп'ютера:

год

грн.

Персональний комп'ютер використовувався на протязі 80 днів

Результати розрахунку заносяться в табл. 4.5.

Таблиця 4.5 Розрахунок витрат на енергію для наукових цілей (В_ен)

№	Назва устаткування	ПВ ,кВт	Це ,кВт/год.	FД ,год.	Все , грн.
1.	Персональний комп'ютер	0,06	0,24	608	7,00
2.	Принтер	0,02	0,24	1	0,004
Усього		7,004

На_річ=25%

А_к=4500х0,00012=0,54

А_П=800х0,00012=0,096

В_мк(п)=В_ек(п)+А_к(п)

Таблиця 4.6. Витрати на машинний час

№	Вид обладнання	Витрати на машинний час за одну годину Вмк	Кількість годин роботи	Витрати на машинний час
1.	Персональний комп'ютер	0,55	608	334,40
2.	Принтер	0,10	1	0,10
	Разом			334,50

4.1.5 Визначення вартості спецустаткування для наукових (експериментальних робіт)

Ця стаття витрат розраховується, якщо для виконання даної НДДКР необхідно було придбати (замовити, спроектувати, виготовити) різне спецустаткування, пристрої, механізми тощо.

В даній роботі не використовувалося спецустаткування.

4.1.6 Розрахунок витрат на роботи, які виконують сторонні організації

До цієї статті належать витрати (В_со) на виконання окремих робіт по даній НДДКР в силу відсутності потрібного обладнання або відповідних спеціалістів і тому виконуються на договірній основі з іншими організаціями (наприклад, виготовлення дослідного зразка для біомедичних електронних пристроїв). В_со дорівнює сумі договору.

У моєму випадку до цієї статті витрат відносяться , роздрук дипломної роботи (24 грн.), роздрук плакатів на плотері (40 грн.) та перепліт готової дипломної роботи (6 грн.).

Таким чином ці витрати складають В_со = 70 грн.

4.1.7 Витрати на нематеріальні активи (програмне забезпечення)

До цієї статті належать витрати, що можуть бути безпосередньо віднесені на собівартість даної НДДКР (В_і), зокрема, на амортизаційні відрахування (АВ) від вартості устаткування:

АВ_і=(Ву_іНаF'д_і)/(360100), (4.6)

АВ_і=(4500х15х80)/(360х100)=150 грн.

де Ву_і - вартість устаткування і-го виду, грн.;

На - норма армотизації, % (15%);

F'д_і - час роботи устаткування (Fд), переведений в календарні дні;

і - вид устаткування.

Якщо при проведенні НДДКР використовується програмне забезпечення, яке за економічним змістом є нематеріальним активом, то його вартість (В_на) підлягає зносу (амортизації). Норма армотизації для нематеріальних активів (Н'_а) розраховується за формулою:

Н'_а=В_на1/Т_кв100, (4.7)

Н'_а=3000х1/100=30%

де Т_кв - строк корисного використання нематеріального активу (Т_кв вибирається самостійно, але не повинен перевищувати 10 років), роки.

Розрахунок амортизаційних відрахувань для нематеріальних активів (АВ_на) здійснюється за формулою:

АВна_j=(Вна_jН'а_jFд_j) / (360100), (4.8)

АВна_j=(3000х30х40)/(360х100)=10 грн.

де j - вид нематеріальних активів;

Fд_j - час використання j-го виду нематеріального активу в календарних днях.

Результат розрахунку наведений в табл. 4.7.

Таблиця 4.7. Визначення суми амортизаційних відрахувань

№ н/п	Вид устаткування (нематеріал. активу)	Вуi (Внаj), грн.	На, %	Н'аj, %	F'ді, дні	F'дj, дні	АВi(j), грн.
1	2	3	4	5	6	7	8
1. 1.1	Устаткування Персональний комп'ютер	4500	15		80		150
2. 2.1	Немат. активи Пакет Maple	3000		30		40	10
	Разом:						160

4.1.8 Розрахунок калькуляції кошторисної вартості НДДКР

Результати розрахунку по всіх статтях наводяться в табл. 4.8 і складають кошторисну вартість виконання НДДКР (К):

К=В_оп+В_сз+М+В_ен+В_су+В_со+В_і+В_н. (4.9)

Таблиця 4.8. Калькуляція кошторисної вартості НДДКР

№ н/п	Статті витрат	Сума, грн.
1	2	3
1.	Витрати на оплату праці	3204,32
2.	Відрахування на соціальні заходи, в т. ч. на:	1160,59
2.1	Обов'язкове соціальне страхування	51,25
2.2	Обов'язкове соціальне страхування на випадок безробіття	44,88
2.3	Державне обов'язкове пенсійне страхування	1063,83
2.4	До Фонду ліквідвції наслідків Чорнобильської катастрофи та соціального захисту населення	0,63
3.	Матеріали	70,00
4.	Енергія для наукових цілей	8,18
5.	Спецустаткування для наукових (експериментальних робіт)	0
6.	Витрати на роботи, які виконують сторонні організації	70,00
7.	Витрати на амортизацію	160,00
8.	Витрати на енергію та машинний час	334,50
	Всього:	5007,59

4.2 Оцінка науково-технічної ефективності НДДКР

В загальному випадку результатом НДДКР є досягнення наукового, науково-технічного, економічного або соціального ефекту

Для підсумкової оцінки результатів НДДКР використовується коефіцієнт науково-технічної ефективності:

(4.10)

де ? - нормована величина коефіцієнта вагомості фактора науково-

технічної ефективності,

Б_к - середнє значення бала, який виставляється експертами,

Б_mах - максимально можлива величина балу.

Результати визначення К_нтс наводяться в табл. 4.10.

Таблиця 4.9. Характеристика факторів та ознак науково-технічної ефективності

№ п/п	Фактор науково-технічної ефективності	Якість фактора	Характеристика фактора	Бальна оцінка (Бjkmax)
1	Новизна одержаних або передбачуваних результатів	Середня	Встановлені деякі часткові закономір-ності, методи, способи, які дозволя-ють створити принципово нові види техніки.	8
2	Глибина наукової проробки	Істотна	Виконані складні теоретичні розрахунки, результати яких перевірені значною кількістю експериментальних даних.	10
3	Ступінь ймовірності успіху	Значна	Успіх дуже можливий, висока імовірність вдалого вирішення постав-лених задач	7
4	Перспективність використання результатів	Важлива	Результати можуть бути використані в конкретному науковому напрямку при розробці нових технічних рішень, націлених на суттєве підвищення продуктивності суспільної праці	8
5	Масштаб можливої реалізації результатів	Окремі органі-зації та підпри-ємства	Строк впровадження, роки: до 2 до 4 до 6 більше 6	4 3 2 1
6	Завершеність одержаних результатів	Достатня	Аналіз та підсумок отриманих результатів, висновки, рекомендації	6

Таблиця 4.10. Результати оцінки науково-технічної ефективності НДДКР

№ п/п	Фактори науково-технічної ефективності	Якість фактора	Характеристика фактора	Експертні оцінки		Бjk max
				1	2	3
1 2 3 4 5 6	Новизна очікуваних результатів Глибина наукової проробки Степінь ймовірності успіху Масштаб можливої реалізації рез-тів Завершеність результатів Перспективність використання результатів	0,25 0,19 0,07 0,15 0,1 0,25	Середня Істотна Значна Окр.орг. Достатня Важлива	8 7 7 3 5 8	6 7 7 4 6 6	7 9 6 4 5 7	7 7,7 6,7 3.7 5,33 7	8 10 7 4 6 8
Кнтс = 0,86



5. Охорона праці

5.1 Опис хлороформу

Хлороформ - безбарвна рідина з різким запахом і солодким пекучим смаком. Практично не розчиняється у воді, змішується з більшістю органічних розчинників. На світлі хлороформ повільно розкладається киснем повітря з утворенням фосгену, хлору, хлористого водню і мурашиної кислоти; для стабілізації до нього додають 1% етилового спирту.

Хлороформ був вперше отриманий в 1831 році незалежно в якості розчинника каучуку Самуелем Гутрі (Samuel Guthry). Формулу хлороформу встановив французький хімік Дюма (Dumas). Він же і придумав в 1834 році назва хлороформу.

Існує 2 види хлороформу: застосовуваний зовнішньо для розтирань, в гістологічної техніки як консервант і фіксатор тканин, іноді всередину в краплях (наприклад, при блювоті), і для наркозу (спеціально очищений), що володіє сильним наркотичним дією і відносно високою токсичністю.

Хлороформ - як анестезуючий засіб: викликає, при вдиханні його парів, сон, повну втрату рухів і чутливості. Завдяки таким властивостям препарат знайшов широке застосування в хірургії. Починаючи з 1847 року, коли Сімпсон вперше випробував застосування хлороформу для загального наркозу під час прийому пологів. Згодом хлороформ був замінений більш безпечними речовинами. В даний час хлороформ використовується при виробництві фреонового хладагента R-22. Хлороформ також використовується як розчинник у фармакологічній промисловості, а також для виробництва барвників і пестицидів.



5.2 Синтез (отримання) хлороформу

Прилад для отримання хлороформу збирають прилад наступним чином. Круглодонну колбу ємністю 2 літри закривають пробкою з двома отворами. В одне вставляють крапельну воронку ємністю 100 мл. Кінець краплинної воронки повинен бути нижче рівня рідини в колбі. В крапельну воронку наливають 65 мл 50% водного розчину ацетону. У друге отвір пробки всталяют форштос холодильника Лібіха. Холодильник з'єднують з колбою Бунзена, що служить збірником. В колбу наливають 30 мл води, шар якої охороняє відігнаний хлороформ від випаровування. 200 грам хлорного вапна (гіпохлорит кальцію) розтирають з 500 мл води (хлорка з 35% активного хлору, якщо хлорка 20% - розтирати треба 1:2 з водою) і поміщають в реакційну колбу. Потім з краплинної воронки в колбу по краплях доливають 5 мл розчину ацетону і обережно нагрівають колбу на азбестового сітці. Вміст починає пінитися і в приймач відганяється хлороформ. Реакція може піти бурхливо, тоді колбу слід охолодити. За додаванні усієї кількості ацетону колбу гріють поки відганяє истиллят не стане прозорим. Нижній шар в приймальнику відокремлюють, промивають 2% розчином їдкого натру, потім водою, сушать хлористим кальцієм і переганяють.

5.3 Дія хлороформу

Розрізняють 3 періоди дії: незавершена свідомість, збудження і анестезія. Явища, що викликаються хлороформний наркозом залежать від паралізуючого впливу цього препарату на головний і спинний мозок, а також від зниження збудливості рухових вузлів серця і периферичного судинного апарата.

Вдихання близько 900 частин хлороформу на 1 мільйон частин повітря за короткий час може викликати запаморочення і втома. Більш висока доза викликає діссоціатівние стан схоже з толуолом (дія толуолу).

Постійний вплив хлороформу може викликати захворювання печінки та нирок. Приблизно 10% населення Землі мають алергічну реакцію на хлороформ, що приводить до високої температури тіла (40 ° C).

5.4 Отруєння хлороформом

Поріг сприйняття запаху 0,0003 мг/л. Ясно відчутний солодкуватий запах при 0,02 мг /л. Наркотична концентрація, що викликає зміну швидкості розвитку рефлекторного м'язового напруги (при колінному рефлекс), 0,25-0,5 мг/л при 40-хвилини вдиханні . Концентрації, близькі до тих, які досягаються в венозної крові в умовах наркозу, визиваюг істотні зміни в культурі клітин печінки. Навіть одноразовий наркоз викликає досить глибокі зміни обміну речовин, Важкі гострі отруєння трапляються іноді у фармацевтичній промисловості.

Навіть у відносно невисоких концентраціях X. може викликати професійне хронічне отруєння з переважним ураженням печінки.

5.5 Особливості роботи з хлороформом

Висока анестезуючу і отруйну дію при вдиханні.

Розливати хлороформ виключно в масці і протигазі.

Після роботи обов'язково ретельно мити руки.

За фізико-хімічними показниками стабілізований хлороформ повинен відповідати нормам, зазначеним у таблиці

Найменування показника	Норма для хлорофомру
	Очищеного	Технічного
	Вищий сорт ОКП 241213 120	перший сорт ОКП 241213 130	ОКП 241213 0200
1. Щільність при 20 ° С, г/	1,473-1,490	1,473-1,491	1,471-1,490
2. Масова частка нелетких залишку,%, не більше	0,001	0,001	0,001
3. Масова частка води,%, не більше	0,06	0,10	0,10
4. Масова частка хлорорганічних домішок,%, не більше	0,025	0,045	1,3
5. Масова частка кислот в перерахунку на соляну кислоту,%, не більше	0,001	0,002	0,002
6. Масова частка альдегідів в перерахунку на оцтовий альдегід,%, не більше	0,0005	0,0005	-



Висновок

У даній роботі проведено огляд основних типів планарних оптичних хвилеводів, методів їх виготовлення та дослідження їхніх характеристик, складено вимірювальну установку на основі інтерферометра Майкельсона для вимірювання товщини тонкоплівкових хвилеводів, а також проведено вимірювання товщини виготовлених плівок з поліметилметакрилату.

На першому етапі виконання дипломного проекту було проведено огляд літературних джерел по оптичних тонкоплівових хвилеводах, встановлені їх основні типи, параметри, характеристики, методи виготовлення. Після цього були розглянуті контактні та безконтактні методи вимірювання товщини тонкоплівкових хвилеводів, зокрема: метод “кольору тонкої плівки”, метод кварцового вібратора, спектрофотометричні методи вимірювання, метод вимірювання товщини плівок по зсуву інтерференційних смуг, еліпсометричний метод вимірювання товщини і показника заломлення тонких плівок. Було виготовлено експериментальну установку на базі інтерферометра Майкельсона для вимірювання товщини тонкоплівкових хвилеводів методом зсуву інтерференційних смуг. Виготовлено експериментальні зразки тонкоплівкових хвилеводів з поліметилметакрилату методом осадження з розчину та виміряно їх товщини методом зсуву інтерференційних смуг з використанням зібраної вимірювальної установки.



Список літератури

1. Бартків Л.В Основи волоконної та інтегральної оптики: Конспект лекцій для студентів спеціальності 6.0911 «Лазерна та оптоелектронна техніка». - Львів: Видавництво НУ «Львівська політехніка», 2009.

2. Введение в интегральную оптику: Пер с англ. / Под ред. М. Барноски. - М.: Мир, 1977. - 367 с.

3. Интегральная оптика: Пер. с англ. / Под ред. Т. Тамира. - М.: Мир, 1978. - 344 с.

4. Хансперджер Р. Интегральная оптика: Теория и технология / Пер. с англ. - М.: Мир, 1985. - 379 с.

5. Семенов А.С., Смирнов В.Л., Шмалько А.В. // Интегральная оптика для систем передачи и обработки информации. - М.: Радио и связь, 1990. - 224 с.

6. Крылова Т. Н. Оптические свойства тонких не поглощающих света слоев на поверхности стекла // Труды ГОИ. - 1956. - Т.24, вып.145. - с.146-170.

7. Беринг П.X. Теория и методы расчета оптических свойств тонких пленок / В ки.: Физика тонких пленок. Т. 1. М., «Мир», 1967, с. 91-151.

8. Власов А.Г. Отражение и пропускание света системой тонких пленок // Оптико-механическая промышленность. - 1946. - № 2. - с.11-17.

9. Крылова Т. Н. Альбом спектральных кривых коэффициента отражения тонких непоглощающих слоев. - Л., ГОИ, 1956. - 70 с.

10. Крылова Т. Н. Оптические свойства интерференционных просветляющих пленок // Журнал научной и прикладной фотографии и кинематографии. - 1961. - Т.6, № 6. с.462-475.

11. Широкшина 3.В., Суйковская Н.В. // Получение просветляющих пленок, прозрачных в инфракрасной области спектра // Оптика и спектроскопия. - 1958. - Т.4, Вып.1. - с.82-86.

12. Кокс Дж.Т., Xасс Г. // Просветляющие покрытия для видимой и инфракрасной областей спектра / В кн.: Физика тонких пленок. Т. 2, М., «Мир», 1967. - с.186-253.

13. Суйковская Н.В. Химические методы получения тонких прозрачных пленок. Л., «Химия», 1971. - 199 с.

14. Первеев А.Ф., Суетин В. Ф. // Ахроматическое просветление материалов с высоким показателем преломления // Оптико-механическая промышленность. - 1965. - № 6. - с.48-51.

15. Фурман Ш.А. Широкополосные просветляющие покрытия // Оптико-мехаиическая промышленность. - 1966. - № 11. - с.35-40.

16. Крылова Т.Н., Соколова Р.С, Бохонская И.В. // Интерференционные покрытия с большим числом слоев, полученные химическим методом // Оптико-механическая промышленность. - 1967. - № 10. - с.47-50.

17. Крылова Т.Н. Отражение света от поверхности стекла с высокоотражающей пленкой при различных углах падения // Оптико-механическая промышленность. - 1970. - № 3. - с.8-11.

18. Александров Г. А. Получение пленки одинаковой толщины из растворов на поверхности квадратных и прямоугольных пластин // Оптико-механическая промышленность. - 1956. - № 3. - с.44-45.

19. Беннет X.Е., Беннет Дж.М. Прецизионные измерения в оптике тонких пленок / В кн.: Физика тонких пленок. Т. 4, М., «Мир», 1970. - с.7-122.

Размещено на Allbest.ru