Основные результаты:
1. Проведены исследования по разработке и созданию частей двухканальной лазерной круговой записывающей системы, включающую оптическую схему канала для прямой ультратонкой лазерной микрообработки поверхности диэлектриков и синтеза дифракционных структур; разработку модуля для синхронизации угловой системы позиционирования; доработку оптического канала для формирования скрытых изображений в светочувствительных пленках; комплексирование оптического канала для формирования скрытых изображений в светочувствительных пленках и канала для прямой лазерной микрообработки поверхности диэлектриков и синтеза дифракционных структур.
2. Разработаны методы интерференционных измерений рельефа поверхности с различными источниками частично когерентного света: метод дифференциального рельефа, базирующийся на разности результатов двух измерений, и многоволновой - использующий три и более результата измерений с различными длинами волн. Предложенные методы позволяют расширить диапазон наноизмерений, ограниченный из-за неоднозначности определения фазы интерференционного сигнала половиной длины волны источника света. Экспериментально установлено, что метод дифференциального рельефа позволяет расширить диапазон измерения высоты рельефа без снижения разрешающей способности измерений (разрешение по высоте менее 1 нм) более чем в 5 раз (с ± 157 нм до ± 851 нм), а трехволновой метод с использованием источников излучения с длинами волн 534, 629 и 467 нм - более чем в 8 раз (с ± 157 нм до ± 1265 нм).
3. Спроектирован и создан экспериментальный стенд для обнаружения и контроля глубины дефектов на внешней поверхности оболочки твэлов в составе производственной линии. Проведенные исследования показали, что стенд позволяет обнаруживать дефекты типа «накол» глубиной более 30 мкм и поперечными размерами порядка 0,2 мм при движении твэла вдоль оси со скоростью 100 мм/с.
4. Разработана и апробирована уникальная автоматизированная система синтеза динамических и статических ИК изображений в составе прецизионного испытательного стенда контроля характеристик МФПУ. Уникальность обусловлена наличием двух скоростных независимых каналов засветки поверхности тестируемого изделия - канала объекта и канала фона, возможностью независимого изменения уровней облученности в обоих каналах в широком диапазоне - в канале фона облученность не менее 10-7 Вт/см2, в канале объекта в диапазоне 10-9 - 10-6 Вт/см2. Размер точечного объекта, формируемого в плоскости изображения тестируемого МФПУ не превышает 30 мкм, скорость его перемещения до 250 мкм/с.
5. Для определения пространственных характеристик 3D объектов в виде оболочек ТВЭЛ и поиска дефектных участков на их поверхности разработаны алгоритмы и программные средства обработки структурированных изображений оболочек. Экспериментально показано, что погрешность измерения глубины поверхностных дефектов ТВЭЛ составляет 8-15 мкм при скорости движения ~ 160 м/c. Разработан стереоскопический метод контроля торцевой поверхности топливных таблеток с использованием дифракционных фокусаторов. Создан и апробирован в экспериментальной установке полноценный авторский программный алгоритм обработки получаемых стереоизображений ТТ.
6. В рамках волновой оптики исследованы характеристики широко используемых на практике пространственно-неинвариантных проекционных систем телецентрического типа. В классе френелевских функций (интегралов Френеля) впервые строго рассчитан импульсный отклик системы в зависимости от апертур проекционного объектива и фильтра. Установлено, что он состоит из двух компонент, одна из которых в основном определяет инвариантные свойства системы, а другая - неинвариантные. На базе предложенной нами ранее аппроксимации френелевской функции элементарными функциями впервые найдено в аналитическом виде выражение для импульсного отклика и исследовано его поведение при различных соотношениях апертур объектива и фильтра.
7. В соответствии с поставленной задачей и результатами проведенных исследований, а также оценкой комплексных критериев качества изображения формируемого оптическим блоком очков дополненной реальности на схематических моделях глаза был проведен расчет на 16 конфигураций. Показано, что:
- максимальное ухудшение изображения возникает при смещении глаза поперек оптической оси, а также при введении дополнительной отрицательной оптической силы;
- максимальный радиус пятна рассеяния (RMS radius) составляет 13.2 мкм при размере пикселя 9.3 мкм;
- дисторсия не превышают 15%, кривизна поля не более 0,21 мм, эти аберрации могут быть скорректированы программным образом;
- полученное изображение на сетчатке глаза достаточно контрастно, призраки и блики на изображении отсутствуют, дисторсия, хроматическая аберрация выражены слабо.