Teaduspargis tegutsev perefirma teeb nii täpseid seadmeid, et ka kosmos pole piiriks

Optiliste seadmete mõõtmisvahendit D7 on Mariia Voznesenskaia ja tema isa Nikolay Voznesenskiy arendanud Tartu teaduspargis. Praegu ühtegi sellist kohapeal pole, küll on perefirma oma seadmeid müünud juba nii Euroopasse kui ka Hiinasse. Foto: Margus Ansu

Osaühing Difrotec tegutseb Tartu teaduspargis mitte just suurel alal, selle moodustavad suuresti vaid kontorinurk ja labor. Ometi on seal loodud erineva kujuga optiliste elementide kontrollimise seade, mille loomisega konkurendid hätta jäävad. Sellise täpsusega seadme vastu tuntakse huvi üle maailma.

Läätsed ja peeglid on midagi, mida leidub igal pool: teleskoopides, meditsiiniseadmetes, autotuledes ... ka fotoaparaadis, millega selle loo tarvis pilti sai tehtud, loetles Difroteci tegevjuht Mariia Voznesenskaia. Kuid läätsede või peeglite kasutamine pole niisama lihtne, et piisab nende seadmesse paigaldamisest ja asi valmis. Nende pinnaomadusi ehk kvaliteeti tuleb ka kontrollida.

Ükskõik mis kuju

See on viimastel aastakümnetel aga praeguste interferomeetrite jaoks keeruliseks osutunud. Interferomeetria on lainete superpositsiooni kasutamine informatsiooni kogumiseks, kuid traditsioonilise meetodi üks puudusi on asjaolu, et iga mõõdetava pinna jaoks on vaja ideaalse referentspinna olemasolu.

Näiteks nõguspeeglit saab mõõta sama raadiuse ja mõõtmetega läätse olemasolu korral, see peab olema täpsemini valmistatud kui mõõdetav pind. See teeb sellise meetodi kalliks ja ajamahukaks.

Difroteci D7 seade töötab aga punktdifraktsiooniinterferomeetria põhimõttel, kus valgus käib läbi väikese avause, tekitades sfäärilist lainefronti. Sfääriline lainefront ongi füüsikaline ülitäpne referents, mis peegeldudes mõõdetavalt pinnalt omandab selle pinna kuju. Seeläbi saab matemaatiliste mudelite abil mõõta ülitäpselt ükskõik mis kujuga optiliste pindade ebatasasusi.

Lisaks võimaldab Difroteci meetod kontrollida läätsesid või nende kombinatsioone, mis on juba seadme sisse kokku pandud. «Võib-olla läätsed on eraldi kontrollitult korras, aga kokkupandult on seade vigane ja tervikut nähes saame neile öelda, et näiteks teine lääts on veidi nihkes ja vajab pööramist,» selgitas Mariia Voznesenskaia.

Teist nii täpset tehnoloogiat pole ühelgi konkurendil, ütles Difroteci tegevjuht Mariia Voznesenskaia.

Kokkuvõttes saab seega Difroteci D7 seadme abil mõõta enam objekte ja kiiresti. Ka täpsemini, sest selle täpsus ulatub 0,6 nanomeetrini. Teist nii täpset tehnoloogiat pole ühelgi konkurendil, keda on maailmas üldsegi vähe – kümmekond, pakkus Mariia Voznesenskaia. Kogu selline komplekt maksab kuni 200 000 eurot, mis olevat samas suurusjärgus konkurentide hindadega.

Sellise seadme vajalikkust nägi Mariia Voznesenskaia isa, optika ja peenmehaanika spetsialist Nikolay Voznesenskiy juba 1990. aastate keskpaigas, mil ta oli töötanud sellistes suurettevõtetes nagu Carl Zeiss ja LG ning ITMO ülikoolis. Kuid siis polnud selle välja töötamine mitmetel põhjustel veel võimalik.

Esimesed prototüübid valmistas ta uue sajandi hakul, pärast seda, kui ta 2002. aastal perega Venemaalt Eestisse kolis. Praeguse lahenduseni jõuti 2015. aastal, mil Dif­rotec oli tegutsenud juba kuus aastat. Siis sai sellest maailma esimene ja ainus punktdifraktsiooniinterferomeeter, mis nüüdseks on nii Ameerikas kui Euroopas patenteeritud.

Turg Maast kosmoseni

Nende toode on jõudnud näiteks Hiina ja Kesk-Euroopa riikidesse. «Ja kui me läheme kosmosesse, siis seal on nende seadmete täpsusele juba väga kõrged nõudmised,» jätkas Mariia Voznesens­kaia ja tutvustas, et lisaks mitmele mandrile ongi nad ka kosmosesse teel, sest 2020. aastal alustati koostööd Euroopa kosmoseagentuuriga. Esimene seade on neile juba tehtud.

Läbirääkimisi peetakse veel paljudega, kuid Mariia Voznesenskaia sõnas, et kuigi paljud otsivad innovatsioonilisi tooteid, ootab enamik, et toode oleks juba nii-öelda laialdaselt kasutusel. Seetõttu ongi Difroteci praegune eesmärk oma tehnoloogiaid ja ettevõtet üle maailma tutvustada ja esile kerkida.

Kuid viie aasta pärast tahab Difrotec olla üks tuntuimaid interferomeetritootjaid maailmas. Selle nimel ei näe aga vaeva ainult isa ja tütar, vaid ka ema Tatiana Voznessenskaia, kes vastutab eelkõige selle eest, et keegi nende ideed ei varastaks ega kuritarvitaks.

Kommentaar

Sven Lange Foto: Erakogu

Sven Lange, TÜ laserspektroskoopia labori juhataja ja optika õppejõud:

Kvaliteetsete läätsede ja peeglite tootmisel on nende pindade kontrollimine ülioluline. Tihti on sellised mõõtmised sisendiks edasisele järeltöötlusele, et viia pinna ebatasasused palju väiksemaks kui valguse lainepikkus.

Sellise kõrge kvaliteediga optilisi elemente vajame näiteks teleskoopides ja mikroskoopides, aga samuti enamikus foto- ja videokaame­rates. Meie telefonis paiknevad kaamerad ei koosne juba ammu ühest läätsest. Keerukamate telefonide zoom-kaamerate optilised süsteemid võivad endas peita rohkem kui viit läätse, mis peavad olema aina täpsemad, et akumuleerunud vead ei rikuks pildi kvaliteeti.

Kõige ekstreemsem näide ülitäpsete peegelpindade vajadusest on ehk Hollandi firma ASML maailmakuulsad ekstreemse ultraviolettvalguse (EUV-valgus) piirkonnas töötavad fotolitograafia seadmed, mille põhjal valmistatakse peaaegu kõik viimaste generatsioonide telefoni- ja arvutiprotsessorid. Neis seadmetes kasutatakse valguse koondamiseks läätsede asemel nõguspeegleid, mis võivad olla rohkem kui meetrise läbimõõduga. Kuid nende pindade ebatasasused peavad jääma väiksemaks kui üks nanomeeter, mis on miljon korda väiksem kui millimeeter.