RU208126U1 - Sample positioning control device - Google Patents

Sample positioning control device Download PDF

Info

Publication number
RU208126U1
RU208126U1 RU2021123554U RU2021123554U RU208126U1 RU 208126 U1 RU208126 U1 RU 208126U1 RU 2021123554 U RU2021123554 U RU 2021123554U RU 2021123554 U RU2021123554 U RU 2021123554U RU 208126 U1 RU208126 U1 RU 208126U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
focusing device
focusing
radiation
laser
sample
Prior art date
Application number
RU2021123554U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Богдан Валентинович Соколенко
Дмитрий Александрович Полетаев
Андрей Васильевич Присяжнюк
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского"
Priority to RU2021123554U priority Critical patent/RU208126U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU208126U1 publication Critical patent/RU208126U1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00Microscopes
    • G02B21/24Base structure
    • G02B21/26Stages; Adjusting means therefor

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Microscoopes, Condenser (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к области оптики и может быть использована в системах позиционирования образцов в промышленности, а также при проведении микроскопических исследований. Устройство содержит индикатор, устройство управления, лазер, фотоприемную матрицу, два фокусирующих устройства, два привода фокусирующих устройств, причем устройство управления соединено с индикатором, лазером, фотоприемной матрицей, приводами фокусирующих устройств, привод первого фокусирующего устройства соединен с первым фокусирующим устройством, привод второго фокусирующего устройства соединен со вторым фокусирующим устройством, излучение от лазера передается на первое фокусирующее устройство, первое фокусирующее устройство передает излучение на образец, излучение с образца передается на второе фокусирующее устройство, со второго фокусирующего устройства излучение передается на фотоприемную матрицу. Технический результат заключается в обеспечении возможности контроля перемещений образцов с отражающей и неотражающей поверхностью. 1 ил.The utility model relates to the field of optics and can be used in sample positioning systems in industry, as well as in microscopic studies. The device contains an indicator, a control device, a laser, a photodetector matrix, two focusing devices, two focusing device drives, wherein the control device is connected to the indicator, laser, photodetector matrix, focusing device drives, the drive of the first focusing device is connected to the first focusing device, the drive of the second focusing device device is connected to the second focusing device, radiation from the laser is transmitted to the first focusing device, the first focusing device transmits radiation to the sample, radiation from the sample is transmitted to the second focusing device, radiation from the second focusing device is transmitted to the photodetector matrix. The technical result consists in providing the ability to control the movement of samples with a reflective and non-reflective surface. 1 ill.

Description

Полезная модель относится к технике и оптике и может быть использована в системах позиционирования образцов в промышленности, а также при проведении микроскопических исследований.The utility model relates to technology and optics and can be used in sample positioning systems in industry, as well as in microscopic studies.

В качестве прототипа выбрано устройство позиционирования образца (пат. России на полезную модель №201310, от 09.12.2020, бюл. №34, МПК G02B 21/26), которое включает подвижную часть, содержит устройство перемещения, первую фотоприемную матрицу, вторую фотоприемную матрицу, третью фотоприемную матрицу, первый лазер, второй лазер, третий лазер, устройство управления, первый формирователь оптического вихря, второй формирователь оптического вихря, третий формирователь оптического вихря, первый интерферометр, второй интерферометр, третий интерферометр, индикатор, причем устройство управления соединено с первым лазером, вторым лазером, третьим лазером, первым формирователем оптического вихря, вторым формирователем оптического вихря, третьим формирователем оптического вихря, первой фотоприемной матрицей, второй фотоприемной матрицей, третьей фотоприемной матрицей, устройством перемещения, индикатором, излучение первого лазера передается на первый формирователь оптического вихря и первый интерферометр, излучение второго лазера передается на второй формирователь оптического вихря и второй интерферометр, излучение третьего лазера передается на третий формирователь оптического вихря и третий интерферометр, устройство перемещения подсоединено к подвижной части, образец располагается на подвижной части.As a prototype, a sample positioning device was selected (Russian patent for utility model No. 201310, dated 09.12.2020, bulletin No. 34, IPC G02B 21/26), which includes a moving part, contains a movement device, a first photodetector matrix, a second photodetector matrix , third photodetector matrix, first laser, second laser, third laser, control device, first optical vortex generator, second optical vortex generator, third optical vortex generator, first interferometer, second interferometer, third interferometer, indicator, and the control device is connected to the first laser , the second laser, the third laser, the first optical vortex shaper, the second optical vortex shaper, the third optical vortex shaper, the first photodetector matrix, the second photodetector matrix, the third photodetector matrix, a moving device, an indicator, the radiation of the first laser is transmitted to the first optical vortex shaper and the first interf Here, the radiation of the second laser is transmitted to the second optical vortex former and the second interferometer, the radiation of the third laser is transmitted to the third optical vortex former and the third interferometer, the displacement device is connected to the moving part, the sample is located on the moving part.

Недостатки данного устройства: возможность контроля перемещений только образцов с гладкой отражающей поверхностью.Disadvantages of this device: the ability to control the movement of only samples with a smooth reflective surface.

В основу полезной модели поставлена задача расширить функциональные возможности устройства за счет обеспечения возможности контроля перемещений образцов с отражающей и неотражающей поверхностью за счет введения дополнительных конструктивных элементов.The utility model is based on the task of expanding the functionality of the device by providing the ability to control the movement of samples with a reflective and non-reflective surface by introducing additional structural elements.

Задача решается тем, что устройство контроля позиционирования образца, включающее индикатор, устройство управления, лазер, фотоприемную матрицу, дополнительно содержит два фокусирующих устройства, два привода фокусирующих устройств, причем устройство управления соединено с индикатором, лазером, фотоприемной матрицей, приводами фокусирующих устройств, привод первого фокусирующего устройства соединен с первым фокусирующим устройством, привод второго фокусирующего устройства соединен со вторым фокусирующим устройством, излучение от лазера передается на первое фокусирующее устройство, первое фокусирующее устройство передает излучение на образец, излучение с образца передается на второе фокусирующее устройство, со второго фокусирующего устройства излучение передается на фотоприемную матрицу.The problem is solved by the fact that the sample positioning control device, which includes an indicator, a control device, a laser, a photodetector matrix, additionally contains two focusing devices, two focusing device drives, and the control device is connected to an indicator, a laser, a photodetector matrix, focusing device drives, the focusing device is connected to the first focusing device, the drive of the second focusing device is connected to the second focusing device, the laser radiation is transmitted to the first focusing device, the first focusing device transmits radiation to the sample, the radiation from the sample is transmitted to the second focusing device, radiation from the second focusing device is transmitted to the photodetector matrix.

Общими с прототипом признаками технического решения являются:The features of a technical solution in common with the prototype are:

- индикатор;- indicator;

- лазер;- laser;

- фотоприемная матрица;- photodetector matrix;

- устройство управления.- control device.

Отличительными признаками технического решения являются:Distinctive features of the technical solution are:

- первое фокусирующее устройство;- the first focusing device;

- второе фокусирующее устройство.- the second focusing device.

- привод первого фокусирующего устройства;- drive of the first focusing device;

- привод второго фокусирующего устройства.- drive of the second focusing device.

Совокупность существенных признаков обеспечивает возможность контроля перемещений образцов с отражающей и неотражающей поверхностью за счет введения дополнительных конструктивных элементов.The set of essential features provides the ability to control the movement of samples with a reflective and non-reflective surface due to the introduction of additional structural elements.

Сущность технического решения поясняет схема устройства контроля позиционирования образца на фиг. 1.The essence of the technical solution is explained by the diagram of the sample positioning control device in FIG. one.

Устройство контроля позиционирования образца содержит индикатор 1, лазер 2, первое фокусирующее устройство 3, привод первого фокусирующего устройства 4, устройство управления 5, фотоприемную матрицу 6, второе фокусирующее устройство 7, привод второго фокусирующего устройства 8, причем устройство управления 5 соединено с индикатором 1, лазером 2, фотоприемной матрицей 6, приводом первого фокусирующего устройства 4, приводом второго фокусирующего устройства 8, привод первого фокусирующего устройства 4 соединен с первым фокусирующим устройством 3, привод второго фокусирующего устройства 8 соединен со вторым фокусирующим устройством 7, излучение от лазера 2 передается на первое фокусирующее устройство 3, первое фокусирующее устройство 3 передает излучение на образец, излучение с образца передается на второе фокусирующее устройство 7, со второго фокусирующего устройства 7 излучение передается на фотоприемную матрицу 6.The sample positioning control device contains an indicator 1, a laser 2, a first focusing device 3, a drive for a first focusing device 4, a control device 5, a photodetector matrix 6, a second focusing device 7, a drive for a second focusing device 8, and the control device 5 is connected to the indicator 1, laser 2, photodetector 6, the drive of the first focusing device 4, the drive of the second focusing device 8, the drive of the first focusing device 4 is connected to the first focusing device 3, the drive of the second focusing device 8 is connected to the second focusing device 7, radiation from the laser 2 is transmitted to the first focusing device 3, the first focusing device 3 transmits radiation to the sample, radiation from the sample is transmitted to the second focusing device 7, from the second focusing device 7 radiation is transmitted to the photodetector matrix 6.

Устройство контроля позиционирования образца работает следующим образом. Образец позиционируется и фиксируется на месте. Устройство управления 5 подает сигнал включения лазера 2. При этом излучение лазера 2 передается на первое фокусирующее устройство 3. Первое фокусирующее устройство 3 передает излучение на образец. При попадании излучения на поверхность образца, которая является в большей или меньшей степени шероховатой, образуется совокупность отраженных волн, интерферирующих между собой - спекл [Рябухо В.П. Спекл-интерферометрия / В.П. Рябухо // Соросовский образовательный журнал. - 2001. - №7. с. 1 - 9]. Конфигурация (интерференционная картина) спекла определяется геометрией поверхности образца, расстоянием до точки наблюдения, расстоянием до источника излучения, параметрами среды [Рябухо В.П. Спекл-интерферометрия / В.П. Рябухо // Соросовский образовательный журнал. - 2001. - №7. с. 1 - 9]. Излучение с образца (в виде спекла) передается на второе фокусирующее устройство 7. Со второго фокусирующего устройства 7 излучение передается на фотоприемную матрицу 6. Для получения максимальной чувствительности к перемещению образца устройство управления 5 подает сигналы перемещения на привод первого фокусирующего устройства 4, которое перемещает первое фокусирующее устройство 3, и на привод второго фокусирующего устройства 8, которое перемещает второе фокусирующее устройство 7, считывая данные с фотоприемной матрицы 6. При перемещении первого фокусирующего устройства 3 и второго фокусирующего устройства 7 меняется фокусировка электромагнитной волны (меняется площадь сечения). При достижении максимального сигнала с фотоприемной матрицы 6, когда площадь спекла, передающегося на фотоприемную матрицу 6 максимальна, устройство управления 5 фиксирует положения привода первого фокусирующего устройства 4, перемещающего первое фокусирующего устройства 3, и привода второго фокусирующего устройства 8, перемещающего второе фокусирующее устройство 7. При фиксации первого фокусирующего устройства 3 и второго фокусирующего устройства 7 конфигурация спекла будет определяться положением образца (параметры источника излучения - лазера 2, параметры среды остаются постоянными). Устройство управления 5 непрерывно считывает данные с фотоприемной матрицы 6 и сравнивает с предыдущим значением. Если образец (вследствие каких-либо сторонних воздействий) изменил свое положение, конфигурация спекла меняется [Рябухо В.П. Спекл-интерферометрия / В.П. Рябухо // Соросовский образовательный журнал. -2001. - №7. с. 1 - 9], новые данные, снимаемые устройством управления 5 с фотоприемной матрицы 6 не соответствуют предыдущим, то устройство управления 5 подает сигнал включения на индикатор, который сигнализирует о сдвиге образца.The sample positioning control device works as follows. The sample is positioned and locked in place. The control device 5 sends a signal to turn on the laser 2. In this case, the radiation of the laser 2 is transmitted to the first focusing device 3. The first focusing device 3 transmits radiation to the sample. When radiation hits the surface of the sample, which is more or less rough, a set of reflected waves is formed, interfering with each other - speckle [Ryabukho V.P. Speckle interferometry / V.P. Ryabukho // Soros Educational Journal. - 2001. - No. 7. With. nineteen]. The configuration (interference pattern) of the speckle is determined by the geometry of the sample surface, the distance to the observation point, the distance to the radiation source, the parameters of the medium [Ryabukho V.P. Speckle interferometry / V.P. Ryabukho // Soros Educational Journal. - 2001. - No. 7. With. nineteen]. The radiation from the sample (in the form of speckle) is transmitted to the second focusing device 7. From the second focusing device 7, the radiation is transmitted to the photodetector matrix 6. To obtain maximum sensitivity to the movement of the sample, the control device 5 sends movement signals to the drive of the first focusing device 4, which moves the first focusing device 3, and to the drive of the second focusing device 8, which moves the second focusing device 7, reading data from the photodetector matrix 6. When moving the first focusing device 3 and the second focusing device 7, the focusing of the electromagnetic wave changes (the cross-sectional area changes). When the maximum signal from the photodetector matrix 6 is reached, when the speckle area transmitted to the photodetector matrix 6 is maximum, the control device 5 fixes the positions of the drive of the first focusing device 4, which moves the first focusing device 3, and the drive of the second focusing device 8, which moves the second focusing device 7. When fixing the first focusing device 3 and the second focusing device 7, the configuration of the speckle will be determined by the position of the sample (the parameters of the radiation source - laser 2, the parameters of the medium remain constant). The control device 5 continuously reads data from the photodetector matrix 6 and compares it with the previous value. If the sample (due to any external influences) has changed its position, the configuration of the speckle changes [Ryabukho V.P. Speckle interferometry / V.P. Ryabukho // Soros Educational Journal. -2001. - No. 7. With. 1 - 9], the new data taken by the control device 5 from the photodetector matrix 6 does not correspond to the previous ones, the control device 5 gives a turn-on signal to the indicator, which signals a sample shift.

Пример исполнения. В качестве лазера может использоваться лазер лгн-208 с длиной волны 632,8 нм, мощностью 2 мВт. Устройством управления может выступать микроконтроллер кр1878ве1. В качестве фотоприемной матрицы может использоваться пзс-матрица icx228al. В качестве приводов фокусирующих устройств могут использоваться шаговые двигатели 25byz-b03. Фокусирующими устройствами могут быть линзы, типа bk7 oem. Индикатором может выступать dm-0113-t.An example of execution. The lgn-208 laser with a wavelength of 632.8 nm and a power of 2 mW can be used as a laser. The control device can be a kr1878ve1 microcontroller. An icx228al CCD can be used as a photodetector matrix. Stepper motors 25byz-b03 can be used as drives for focusing devices. The focusing devices can be lenses such as bk7 oem. The indicator can be dm-0113-t.

Устройство контроля позиционирования образца обеспечивает возможность контроля перемещений образцов с отражающей и неотражающей поверхностью за счет введения дополнительных конструктивных элементов.The sample positioning control device provides the ability to control the movement of samples with a reflective and non-reflective surface due to the introduction of additional structural elements.

Claims (1)

Устройство контроля позиционирования образца, включающее индикатор, устройство управления, лазер, фотоприемную матрицу, отличающееся тем, что дополнительно содержит два фокусирующих устройства, два привода фокусирующих устройств, причем устройство управления соединено с индикатором, лазером, фотоприемной матрицей, приводами фокусирующих устройств, привод первого фокусирующего устройства соединен с первым фокусирующим устройством, привод второго фокусирующего устройства соединен со вторым фокусирующим устройством, излучение от лазера передается на первое фокусирующее устройство, первое фокусирующее устройство передает излучение на образец, излучение с образца передается на второе фокусирующее устройство, со второго фокусирующего устройства излучение передается на фотоприемную матрицу.A sample positioning control device, including an indicator, a control device, a laser, a photodetector matrix, characterized in that it additionally contains two focusing devices, two focusing device drives, the control device being connected to an indicator, a laser, a photodetector matrix, focusing device drives, a first focusing device device is connected to the first focusing device, the drive of the second focusing device is connected to the second focusing device, the laser radiation is transmitted to the first focusing device, the first focusing device transmits radiation to the sample, radiation from the sample is transmitted to the second focusing device, from the second focusing device, radiation is transmitted to photodetector matrix.
RU2021123554U 2021-08-05 2021-08-05 Sample positioning control device RU208126U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021123554U RU208126U1 (en) 2021-08-05 2021-08-05 Sample positioning control device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021123554U RU208126U1 (en) 2021-08-05 2021-08-05 Sample positioning control device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU208126U1 true RU208126U1 (en) 2021-12-03

Family

ID=79174825

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021123554U RU208126U1 (en) 2021-08-05 2021-08-05 Sample positioning control device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU208126U1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120138586A1 (en) * 2010-09-25 2012-06-07 Queen's University At Kingston Methods and systems for coherent imaging and feedback control for modification of materials
US9965867B2 (en) * 2013-11-01 2018-05-08 Hamamatsu Photonics K.K. Particle control device
RU201310U1 (en) * 2020-07-27 2020-12-09 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского" Sample positioning device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120138586A1 (en) * 2010-09-25 2012-06-07 Queen's University At Kingston Methods and systems for coherent imaging and feedback control for modification of materials
US9965867B2 (en) * 2013-11-01 2018-05-08 Hamamatsu Photonics K.K. Particle control device
RU201310U1 (en) * 2020-07-27 2020-12-09 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского" Sample positioning device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102944312B (en) Method for measuring partially coherent vortex light beam topological charge number
CN202975600U (en) Measuring device of partially coherent vortex light beams
JP5669182B2 (en) Vibration measuring apparatus and vibration measuring method by white interference method
CN112484648B (en) Displacement measurement system and method for heterodyne optical fiber interferometer
JP6641031B2 (en) System and method for light beam position detection
US6320665B1 (en) Acousto optic scanning laser vibrometer for determining the dynamic properties of an object
CN110285761B (en) Grating three-dimensional displacement measuring device with compact structure
CN112577431B (en) Grating ruler measuring device and measuring method
CN103344198A (en) Octave type phase-shifting diffraction interferometer and measurement method used for detecting micro spherical surface profile
CN203069274U (en) Laser interferometer optical path difference positioning system
CN109870754B (en) Two-dimensional plane holographic grating exposure device
RU208126U1 (en) Sample positioning control device
JP5362254B2 (en) Measuring system and measuring method
CN104914443B (en) A kind of high-precision laser range-finding method of quick scanning
CN111336930B (en) Secondary goos-Hanchen displacement generation device based on vortex light and metal-coated waveguide
RU201310U1 (en) Sample positioning device
JPS632323B2 (en)
RU2092787C1 (en) Method determining short distances to diffusion-reflecting objects and gear for its realization
Li et al. Solid-state FMCW LiDAR with in-fiber beam scanner
JPH095018A (en) Device for measuring moving quantity
RU178298U1 (en) Profiler
SU1037063A1 (en) Interferometric device for measuring distance and for changing distances
KR102552859B1 (en) high speed high precision confocal sensor
TW588152B (en) A 3D measuring system using diffraction grating interferometry technique
CN203811135U (en) Self focusing principle-based sensing system optical structure