Nel novembre 2006 è stata misurata presso il BIPM la frequenza di un nostro laser He-Ne/127I2 a 633 nm. La misura è stata effettuata con il pettine di frequenza BIPM; il risultato ottenuto differisce di soli 2 kHz dal valore raccomandato dal CIPM.
E' stato progettato e parzialmente realizzato un sistema di asservimento della frequenza utilizzando tecniche digitali. I prototipi fino ad ora realizzati sono stati provati su un sistema Nd:YAG/127I2 (Modulation Transfer).
E' stato effettuata la stabilizzazione di un laser Nd:YAG riferito allo iodio utilizzando lo schema dell'assorbimento differenziale, molto semplice e compatto, quindi facilmente trasportabile. L'obiettivo è realizzare una sorgente dalle prestazioni certamente inferiori a quelle ottenibili con altre tecniche (per es. il Modulation Transfer) ma pur sempre sufficienti per soddisfare la maggior parte delle richieste (stabilità di parti in 10-13 ad 1 s).
Realizzazione di un sistema laser per la misura delle variazioni di distanza tra due punti fiduciali nell'ambito del contratto Alcatel-Alenia-ESA "Laser Metrology&Active Optics Control LM&OAC". In particolare, è stato realizzato un sistema costituito da un laser riferito ad una cavità passiva, ottenendo una stabilità di frequenza dell'ordine di 10-12 per tempi di integrazione di 1 s.
Per il progetto RUFO (Riferimenti Ultrastabili di Frequenze Ottiche) finanziato dalla Regione Piemonte, è stata progettata la cavità passiva da utilizzare come riferimento di frequenza in ambito aerospaziale. Il progetto prevede un distanziale in ULE e una struttura tale da sopportare le sollecitazioni al lancio (30 g). E' stata ordinata buona parte dei componenti necessari e sono in coso prove di termostatazione e di stabilizzazione di frequenza utilizzando la cavità precedentemente utilizzata per LM&OAC.
Trasferimento della Nanobilancia presso gli stabilimenti Alcatel Alenia Space Italia e sua integrazione (contratto di ricerca). E' stata fornita consulenza ad Alcatel per la realizzazione del set-up ottico e di vari particolari meccanici, questi ultimi realizzati presso l'Istituto. Si è effettuata altresì la caratterizzazione di un attuatore elettromagnetico.
Nell'ambito degli studi per la missione SSI (gravity survey mission) si è sviluppato e sperimentato una tecnica per poter misurare l'attitudine (orientazione) e la distanza tra due o più satelliti. In particolare, un setup basato su tre collimatori ottici consente di ottenere un controllo dell'assetto entro 1" su un campo di misura di 3º.
Attività di mantenimento e miglioramento dei campioni di lunghezza e di angolo e di tutte le CMC di settore. L'attività a supporto del MRA ha visto il coordinamento del confronto EUROMET.L-K4 sui campioni diametrali, la partecipazione (misure INRIM nel 2006) ai confronti su calibro a passi (EUROMET.L-K5), e riga ottica da 100 mm (EUROMET.L-K7). Sono tuttora in corso i confronti internazionali sui blocchetti corti (DG8 - Thermal expansivity) e sui reticoli 2D (NANO5), versione finale draft B del CCL-K4 sui campioni diametrali, draft B in revisione per il CCL-K3 campioni angolari. E' attivo un progetto EUROMET trilaterale (coord. INRIM) sulle misure angolari. Il confronto EUROMET.L-K2 sui blocchetti lunghi si è concluso con la pubblicazione del rapporto finale e del rapporto esecutivo. INRIM ha assicurato il link tra questo ed il precedente confronto internazionale CCL-K2, chiuso nel 2003. Come per il CCL-K2, i positivi risultati INRIM confermano pienamente le nostre CMC.
Confronto e valutazione effetti sistematici nella misura meccanica e interferometrica dei blocchetti: risultati sono stati ottenuti nella valutazione degli effetti legati alla misura di bpp di materiali differenti e alla forza applicata nelle misure per confronto meccanico. E' in corso la valutazione di effetti sistematici rispetto alla misura assoluta interferometrica. Parte dell'attività è stata svolta nell'ambito di un gruppo di lavoro costituito in ambito SIT per realizzare una guida per il calcolo dell'incertezza di misura di blocchetti piano paralleli.
Attività di disseminazione: tarature, supporto all'accreditamento e coordinamento dei confronti interlaboratorio nazionali sui blocchetti corti e sui campioni diametrali, quest'ultimo avviato nel 2006.
Misure angolari e di rotondità
Il campo di misura del generatore/amplificatore di nanoangoli è stato esteso da 50 a 250 µrad. La realizzazione di questo strumento dotato di risoluzione sub-nanorad, ha reso possibile la taratura di un autocollimatore di elevata sensibilità sviluppato al NIST, utilizzato nell'esperimento GAMS4 all'Institut Laue-Langevin (ILL, Grenoble). Si è quindi avviata una collaborazione con l'ILL per utilizzare l'amplificatore angolare sviluppato all'INRIM nel nuovo esperimento GAMS5 per la taratura dello spettrometro raggi gamma.
Un autocollimatore in miniatura in grado di funzionare su uno specchio di soli 0.15 mm2 è stato realizzato al fine di allineare i sensori in miniatura che saranno usati per la misura della forza di Casimir. Lo strumento ha un fondoscala di 1º e una risoluzione migliore di 0,01"/vHz.
Autocollimatore in miniatura sotto test.
Un nuovo sensore senza contatto basato su un dispositivo ottico quasi-confocale è stato realizzato e sperimentato. Il sensore verrà impiegato per le misure di rotondità con il vantaggio di eliminare i problemi dovuti allo strisciamento del sensore a contatto sul campione in rotazione. I risultati preliminari mostrano un accordo entro l'incertezza associata alle misure a contatto, tra i risultati ottenuti con il nuovo ed il vecchio tastatore.
Confronto tra le misure del vecchio tastatore e del nuovo sensore ottico. In giallo la differenza tra i due, moltiplicata per il fattore 10. La scala verticale è in micrometri.
Metrologia a coordinate
La nuova CMM installata a fine 2005 è stata resa operativa a seguito del collaudo avvenuto secondo le norme EN ISO 10360-2 e EN ISO 10360-5. Un risonatore sferico cavo e un interferometro a raggi X in silicio sono stati misurati con la CMM, in collaborazione con i gruppi di ricerca INRIM impegnati sui progetti per la determinazione delle costanti di Boltzmann e di Avogadro.
Misurazione del risonatore sferico cavo con la CCM.
Una tecnica originale per la compensazione degli errori di geometria delle CMM è stata parte di un lavoro di Dottorato concluso a fine 2006.
Il Progetto Europeo EVIGeM (European Virtual Institute of Geometric Measurement) è stato completato a fine 2006. La continuazione delle attività è ora affidato a due società EVIGeM e.V. ed EVIGeM GmbH costituite ad hoc. INRIM è membro dell'associazione EVIGeM e.V .
La guida ISO/TS 23165:2006 GPS - Guide to the expression of CMM test uncertainty, è stata pubblicata a conclusione di un lavoro quinquennale del gruppo ISO coordinato da INRIM, che si era fatto promotore del progetto.
L'associazione CMM Club Italia - coordinata da INRIM e con circa 70 associati, ha organizzato i due Seminari InTeRSeC 12 and 13, quest'ultimo si è tenuto a Bari, e la 21st plenary meeting dell'ISO/TC213 a Torino dal 5 al 14 settembre 2006. E' stata la prima riunione in Italia ISO/TC213, con 87 partecipanti provenienti da 16 nazioni da tutto il mondo.
Nanometrologia
Per la taratura interferometrica di attuatori di spostamento a risoluzione nanometrica è stato implementato un nuovo metodo per la compensazione della non-linearità ottica, basato un su modulatore elettro-ottico nel ramo di misura dell'interferometro eterodina per l'azzeramento della fase ottica ad ogni spostamento sub-frangia. I risultati evidenziano una significativa riduzione dell'errore dovuto alla non-linearità ottica.
Taratura interferometrica di attuatori di spostamento con riduzione dell'errore dovuto alla non-linearità ottica.
Il sistema di scansione basato su cerniere elastiche e lamine bimorfe per la scansione del campione nei microscopi a sonda (collaborazione con APE Research) è stato ricostruito integrando nel dispositivo un tripodo per la movimentazione z e sensori capacitivi per gli spostamenti xyz. Il sistema è stato progettato per poter operare anche con teste SNOM a trasmissione.
Le proprietà morfologiche e le strutture (bridges) fabbricate su film sottili di MgB2 sono state caratterizzate utilizzando il microscopio AFM. E' proseguita la collaborazione con il Dip. Chimica Analitica (Uni To) per la caratterizzazione e lo studio della correlazione tra le proprietà strutturali e l'efficienza fotocatalitica dei film di TiO2.
Nuovi sensori, strumenti
Nell'ambito del progetto per la misura della forza di Casimir è stato sviluppato un sensore basato su due "quartz tuning fork" accoppiate. Il sensore ha una risoluzione di 5 pN/vHz e può trovare significative applicazioni in altri campi di ricerca come la miscoscopia a forza (SFM).
Un nuovo strumento per misurare la forma e le dimensioni di particolato in aria è in corso di realizzazione. Lo strumento è basato sull'analisi della distribuzione angolare della luce diffusa dalle particelle, tale da fornire informazioni più rapide ed accurate rispetto alla misura con filtri di campionamento ed analisi microscopica. Attività finanziata da Regione Piemonte e APAT.
Si è realizzato un nuovo prototipo dello spettrometro 2D. Il nuovo prototipo utilizza specchi da 50 mm di diametro e spostamenti di 25 µm. Risultati più accurati sono stati ottenuti attraverso il perfezionamento degli algoritmi per l'interpretazione dell'interferogramma. Lo strumento ed il metodo di misura sono oggetto di brevetto italiano.
Oltre alla partecipazione attiva ad associazioni, editorial board, commissioni, gruppi di lavoro nazionali e internazionali in campo scientifico, metrologico e normativo (per un totale di circa 30 attività distinte), un impegno significativo è dedicato all'alta formazione (1 dottorando in metrologia nel 2006), cui si aggiungono stages per laureandi (6 nel 2006) e per studenti della scuola media superiore (elettronici ed informatici), e tecnici dell'industria. Il supporto al SIT per l'accreditamento di laboratori e per la stesura di linee guida ha costituito un impegno significativo.