Описаны состав, принцип работы и основные метрологические характеристики Государственного первичного эталона единиц эллипсометрических углов ГЭТ 186-2017, обеспечивающего измерение двумерного пространственного распределения эллипсометрических углов. В состав ГЭТ 186-2017 включены спектральный эллипсометр, оснащённый двухкоординатным столом для измерений на сетке 10×10 точек, и интерференционный профилометр, с помощью которого измеряется двумерная карта отклонений от 90° нормалей к поверхности объекта. В точках сканирования, где отклонение нормали превышает 0,01°, измерения не производятся. Измерение двумерного пространственного распределения эллипсометрических углов позволяет восстанавливать пространственные распределения толщины и комплексного показателя преломления покрытий по площади исследуемого изделия. ГЭТ 186-2017 обеспечивает единство измерений в приоритетных направлениях науки и техники, таких как микроэлектроника, оптика, приборостроение. Основными потребителями ГЭТ 186-2017 являются организации, занимающиеся разработкой новых изделий микроэлектроники, солнечных батарей, оптики, в частности лазерных гироскопов. В состав таких изделий входят нанесённые на подложки упорядоченные многослойные структуры, толщину которых контролируют с помощью различных типов эллипсометров, в том числе эллипсометров изображений.

Описаны результаты работ по совершенствованию Государственного первичного эталона единиц кермы в воздухе, мощности кермы в воздухе, экспозиционной дозы, мощности экспозиционной дозы и потока энергии рентгеновского и гамма-излучений ГЭТ 8-2011. Работы выполнены в 2019 г. в целях реализации рекомендаций отчёта № 90 Международной комиссии по радиационным единицам и измерениям «Ключевые данные для дозиметрии ионизирующих излучений: эталоны и применение». В уравнения воспроизведения единиц величин на ГЭТ 8-2019 внесены следующие изменения: в области рентгеновского излучения введены новые поправочные коэффициенты свободно-воздушных ионизационных камер и изменено значение относительной стандартной неопределённости средней энергии ионообразования, в области гамма-излучения изменены значения произведения средней энергии ионообразования на отношение массовых тормозных способностей графита к воздуху при измерениях с полостными ионизационными камерами. Уточнены воспроизводимые ГЭТ 8-2019 значения единиц величин.

Рассмотрены возможности исследования Периодической системы элементов Д. И. Менделеева. Показано, что для классификации химических элементов может служить четырёхзначная логика квантовых измерений. Применение квантовых шкал с информацией о положении химического элемента с заданным порядковым номером позволяет определить новые задачи метрологических исследований и развить новые подходы к квантовой метрологии.

Описано применение методов фрактальной геометрии для характеризации свойств поверхностей материалов и изделий. Рассмотрена терминология стандарта ГОСТ Р ИСО 25178-2-2014 «Геометрические характеристики изделий (GPS). Структура поверхности. Ареал. Ч. 2. Термины, определения и параметры структуры поверхности». Представлены функции, предусмотренные стандартом для вычисления фрактальной размерности, описаны алгоритмы их вычисления в среде Mathcad. Приведён пример вычислений по результатам измерений высот неровностей поверхности концевой меры длины, полученным с помощью атомного силового микроскопа.

Рассмотрены вопросы метрологического обеспечения компонентов квантовых информационных систем. Описан приведённый в международном стандарте ETSI референтный метод Клышко, который основан на использовании эффекта спонтанного параметрического рассеяния. Показано, что для детекторов единичных фотонов время измерения увеличивается на порядок при шумах с высокой плотностью мощности на низких частотах, сравнимой с уровнем полезного сигнала. Для повышения эффективности накопления сигнала предложено использовать метод гетеродинирования. Метод заключается в накоплении сигнала на более высокой частоте и введении в стандартную схему Клышко модуляции. Предложенный метод численно смоделирован, экспериментально установлено увеличение отношения сигнал–шум в 14 раз по сравнению с простым накоплением сигнала.

Рассмотрены проблемы, возникающие при измерении параметров быстродействия современных широкополосных фотоприёмных устройств методом, основанным на результатах измерений времени нарастания переходной характеристики. Предложен метод количественной оценки быстродействия, использующий результаты определения импульсной характеристики исследуемого фотоприёмника. Источником испытательных сигналов служит импульсный волоконный лазер, работающий в режиме самосинхронизации мод и обеспечивающий генерацию сверхкоротких (около 3 пс) оптических импульсов. Представлена измерительная установка, позволяющая реализовать предложенный метод измерения. Приведены некоторые результаты экспериментального апробирования метода.

Показано, что для протяжённых самосветящихся объектов с широким диапазоном яркостей пока не решены вопросы метрологической прослеживаемости, поскольку при обработке цифровых изображений используются ранговые шкалы встроенных систем. Для таких шкал отсутствует «фиксированная» единица, что не позволяет получить надёжные результаты и обеспечить единство измерений. Описан эксперимент по оценке точности определения интенсивности (координат) цвета самосветящихся объектов. В условиях повторяемости и промежуточной прецизионности по сравнению с референтной методикой измерений определены координаты цвета и цветности самосветящихся объектов (опорных образцов) путём их многократной цифровой регистрации с помощью систем технического зрения. Определены возможности разрабатываемой методологии колориметрических исследований в программно-аппаратных средах с позиций построения многомерной условной шкалы.

Рассмотрена одна из важнейших проблем диагностики многослойных диэлектрических материалов и покрытий – разработка методов количественной интерпретации результатов контроля электрофизических и геометрических параметров этих материалов. Представлены результаты исследования потенциальной информативности многочастотного радиоволнового метода поверхностных медленных электромагнитных волн при реконструкции электрофизических и геометрических параметров многослойных диэлектрических покрытий. Представлена имитационная модель, позволяющая оценить точность реконструкции электрофизических и геометрических параметров многослойных диэлектрических покрытий. В модели учитываются значения электрофизических и геометрических параметров покрытия, уровень шума в измерительных данных и ширина полосы частот измерений. Приведены результаты имитационного моделирования и экспериментальной проверки реконструкции относительных диэлектрических проницаемостей и толщин одно- и двухслойных разнотолщинных диэлектрических покрытий на основе полиметилметакрилата, фторопласта Ф-4Д, RO3010 при различных значениях среднего квадратического отклонения уровня шума в измеренных коэффициентах ослабления поля поверхностной медленной электромагнитной волны. Установлено, что точность реконструкции геометрических и электрофизических параметров слоёв уменьшается с увеличением числа оцениваемых параметров и уровня шума, а также с уменьшением диэлектрической проницаемости и толщины слоёв. Результаты экспериментальных исследований подтверждают адекватность разработанной имитационной модели. Представленная модель позволяет для конкретного измерительного комплекса, реализующего многочастотный радиоволновый метод поверхностных медленных электромагнитных волн, количественно оценить потенциально возможную точность реконструкции геометрических и электрофизических параметров многослойных диэлектрических материалов и покрытий. Согласно результатам имитационного моделирования и экспериментального исследования многослойного диэлектрического покрытия, при ширине полосы частот измерений 1 ГГц погрешности оценок диэлектрических проницаемостей и толщин слоёв составляют не более 10 % с доверительной вероятностью 0,95 при среднем квадратическом отклонении уровня шума 0,003–0,004.

Освещены вопросы обеспечения радиационной безопасности при облучении изделий медицинской, сельскохозяйственной и пищевой промышленности. Рассмотрены средства измерений поглощённой дозы ионизирующего излучения. Показано, что существующих в РФ в настоящее время средств измерений поглощённой дозы недостаточно. Исследованы спектральные, дозиметрические и метрологические характеристики радиационно-чувствительных композиций с целью разработки на их основе новых средств измерений поглощённой дозы. Показана возможность создания на базе таких средств измерений новых плёночных дозиметрических систем, а также расширения диапазона поглощённых доз, включая область малых доз 30–1000 Гр.

Рассмотрена проблема разработки методов оценки влияния метрологии на экономику и общество. Представлен обзор отечественных и зарубежных публикаций и статистики по рассматриваемому вопросу. Приведены результаты разработки и апробации метода оценки влияния метрологии на экономику. Представленный метод основан на оценке доли в добавленной стоимости затрат на метрологию как на уровне страны, так и на уровне отдельных видов экономической деятельности. Показана сопоставимость результатов апробации методики с показателями, полученными ранее отечественными и зарубежными специалистами.