فيديو معدل الميكروسكوب متحد البؤر المسح الضوئي وMicroendoscopy

يوضح هذا الفيديو كيفية إنشاء مجهر متحد البؤر لمسح معدل الفيديو باستخدام مكونات قياسية جاهزة للرف. يعتمد المجهر الماسح متحد البؤر على الحركة المنسقة لمرآتين للمسح لترجمة الشعاع عبر ضوء المستوى النقطي من المرآة الأولى يتم مسحه أفقيا عبر المجموعة الأولى من عدسات الترحيل ، والتي تركز مرة أخرى على نقطة ثابتة على مرآة المسح الثانية. ثم تتم ترجمة نفس حركة المسح من خلال عدسات المسح الضوئي والأنبوب ، مما يضع شعاع الضوء الموسع الآن على الفتحة الخلفية للعدسة الشيئية.

تقوم المرآة الثانية ، التي تكون حركتها بطيئة مقارنة بالمرآة الأولى ، بمسح المحور Y في نفس الوقت ، مما يسمح بإجراء المسح فوق وأسفل المستوى المصور وإنشاء نقطية مستطيلة على سطح العينة. الميزة الرئيسية لهذا البروتوكول على شراء مجهر متاح تجاريا هي التكلفة المنخفضة والقدرة على تخصيص الأداة وفقا للاحتياجات المحددة لمشروع التصوير. عند العمل مع أي ليزر ، من الضروري اتخاذ تدابير السلامة المناسبة لمنع إصابة العين.

تأكد من ارتداء نظارات السلامة بالليزر المناسبة كلما أمكن ذلك. يجب على المتفرجين و / أو الباحثين الذين لا يتحالفون أو يعملون مع الشعاع دائما ارتداء النظارات. قم بإزالة جميع الساعات أو المجوهرات اللامعة والعاكسة.

الأهم من ذلك ، تأكد من متابعة الحزمة والتحكم فيها في جميع الأوقات عن طريق إنهاء مسارها باستخدام كتلة شعاع أو بطاقة عمل مثبتة. هذا مهم بشكل خاص أثناء تبطين المرايا حيث قد يكون من الصعب التنبؤ بمسار الحزمة. أيضا ، لا تجعل عينيك مستوية مع مسار الشعاع.

قم بإيقاف تشغيل الليزر إذا كنت بحاجة إلى عبور مستوى الشعاع قبل تجميع المجهر. تأكد من توفر جميع المعدات اللازمة للبناء ، بما في ذلك اللوح البصري والأقواس 90 درجة ، وجميع المرايا والعدسات وثنائي اللون ، جنبا إلى جنب مع المشابك المناسبة وأجهزة التثبيت ، سواء مرايا المسح الضوئي وكاشف الصور. من المفيد أيضا أن يكون لديك مولد وظائف في متناول يدك لاختبار إجراء المسح ومعالجة المرايا أثناء المحاذاة.

يقترح بشدة أيضا تثبيت اللوح لأسفل لتحقيق الاستقرار. ابدأ في بناء المجهر عن طريق وضع ماتور الألياف الضفيرة في الحامل البصري ووضع هذا التجميع في منتصف اللوح البصري. هذا يتوافق مع أصل الشعاع الأزرق كما هو موضح هنا.

قم بتشغيل مصدر الضوء. استخدم براغي الضبط لضبط الحزمة تقريبا بحيث تنتقل في خط مستقيم أفقيا ورأسيا. ضع قزحية أمام مجمع الألياف.

بعد ذلك ، اضبط ارتفاع القزحية بحيث يمر الشعاع عبر المركز. ثم حرك القزحية بعيدا عن المحرك على طول مسار الحزمة. تحقق من محاذاة الحزمة.

استخدم مسامير الضبط لإعادة وضع الشعاع على القزحية إذا لزم الأمر. ضع المرآة الثنائية المثبتة في مسار الشعاع مع وضع شعاع الليزر في وسط المرآة. قم بتدوير حامل المرآة ليعكس الشعاع بحوالي 90 درجة ، مع التأكد من عدم تغيير ارتفاع الشعاع.

قم بتثبيت المرآة على الطاولة عن طريق شد البراغي الموجودة على الحامل. بعد ذلك ، ضع المرآة المترية الجلفانية الرنانة المثبتة في مسار شعاع الليزر. الحرص على التأكد من وضع شعاع الليزر في المركز الأفقي الدقيق لسطح المرآة.

قم بتدوير حامل المرآة ليعكس شعاع الليزر بزاوية 90 درجة. ثم اضبط الانعكاس تقريبا من المرآة للحفاظ على نفس الارتفاع الرأسي لشعاع الليزر. بعد ذلك ، خذ قزحية العين وضعها مباشرة أمام الجالة الرنانة.

ثم باستخدام شعاع الليزر المنعكس من مرآة الرنين كمرجع ، اضبط ارتفاعها الرأسي كما كان من قبل. الآن باستخدام فتحات المسامير الموجودة على اللوح البصري كدليل لتثبيت العين ، قم بتثبيت القزحية لأسفل في خط مستقيم. اضبط المرآة الأولى في المسار ، وهي ثنائية اللون لتوسيط الشعاع على القزحية الأولى.

ثم اضبط المرآة الثانية في المسار. غال الرنين لتوسيط الشعاع على القزحية الثانية. اضبط هاتين المرآتين بشكل متكرر حتى تتم محاذاة الشعاع من خلال كلا القزحية.

التأكد من أن شعاع الليزر المنعكس من مرآة الرنين لا يزال ينعكس من مركز المرآة التقريبي. إذا كان الشعاع منحرفا ، فاضبط حامل كولاتور الألياف وكرر التعديلات مع توسيط الشعاع على كلا القزحية المفتوحة. الخطوة التالية هي وضع عدستي الترحيل اللتين ستصوران أول مستوى ثابت متمركز عن بعد على المستوى الثاني الثابت المتمركز عن بعد.

بالنسبة لهذا المجهر المعين ، فإن العدسات المحددة في المرحل الأول لها نفس البعد البؤري F ، لذا فإن المسافة بين المرآتين هنا هي ببساطة أربعة F. بالنسبة لهذا الإعداد ، F يساوي 90 ملم ، وبالتالي فإن موضع F الأربعة سيكون على بعد 360 ملم من مرآة المسح. للتأكد من أن العدسات متمركزة بدقة في مسار الشعاع ، ضع العدسة الأولى في مسار الحزمة وانظر إلى بقعة شعاع الليزر على القزحية التالية في مسار الحزمة. بعد العدسة ، اضبط ارتفاع العدسة بحيث يكون المركز الرأسي للحزمة في مركز القزحية.

بعد ذلك ، اضبط موضع الشعاع الأفقي لتوسيط الشعاع على القزحية. كرر هذه العملية مع العدسة الثانية. بعد ذلك ، سيتم إعداد مرآة المسح وسيتم تدوير المجهر لتسهيل وضع ومحاذاة الأجزاء التي قد تحتاج إلى التعديل عموديا.

للعثور على الموضع الدقيق للمستوى الثاني المتمركز عن بعد ، قم بتوصيل الرنين gal O بوحدة المسح الخاصة به وقم بتشغيله. استخدم بطاقة عمل لتتبع مسار شعاع المسح الضوئي من خلال العدستين. ستقع الطائرة الثانية المتمركزة عن بعد على بعد أربعة فهرنهايت تقريبا من gal O المقيم ويمكن تحديدها على أنها الموقع الذي تظهر فيه حزمة المسح ثابتة.

ضع علامة على اللوح أسفل هذا الموقع بقلم رصاص. بمجرد تحديد المستوى المتمركز عن بعد ، اضبط إدخال مرآة المسح الضوئي على صفر فولت وقم بتشغيل جهاز التحكم في المرآة بحيث تستقر المرآة في وضعها المحايد. ثم ضع مرآة المسح الضوئي القياسية في الموقع الدقيق للطائرة عن بعد.

اضبط موضع المرآة بحيث يضرب الشعاع الموجود في المستوى عن بعد المركز الدقيق لمرآة المسح الضوئي ويشد حامل المرآة. الآن قم بفك برغي القفل الذي يحمل مرآة غال وقم بتدويرها ، وتأكد من أن الشعاع ينتشر عموديا. الآن قم بإيقاف تشغيل الليزر وإلكترونيات المسح.

افصل الألياف وافصل مرايا المسح. ثم باستخدام أقواس تثبيت اللوح 90 درجة. قم بتأمين اللوح الثاني على الأول.

أخيرا ، قم بتدوير المجهر بالكامل بعناية بحيث يتم وضع اللوح الجديد بشكل مسطح واستخدم المشبك لتأمين المجهر في موضعه. أعد توصيل gal o والليزر هنا وتذكر إعادة gal O إلى صفر فولت. يمكن تنفيذ ما تبقى من الإعداد الرأسي السابق بسهولة على اللوح المسطح.

بعد ذلك ، سنقوم بإعداد المجموعة الثانية من عدسات الترحيل التي يشار إليها رسميا باسم عدسة المسح الضوئي والعدسة الأنبوبية. يرجى الاطلاع على البروتوكول المكتوب المصاحب للحصول على معلومات مهمة جدا حول اختيار المجموعة الصحيحة من العدسات. ابدأ بإعداد العدسات.

أولا ، ضع المرايا اللازمة لتوجيه الشعاع إلى العدسة الموضوعية. ضع أول مرآة كبيرة مقاس بوصتين بالقرب من حافة اللوح وقم بتدوير حامل المرآة ليعكس شعاع الليزر بزاوية 90 درجة تقريبا. اضبط الانعكاس من المرآة للحفاظ على نفس ارتفاع الشعاع الرأسي.

ثم ضع المرآة الأخرى بوصتين على الحافة المقابلة للوح التجارب لتوجيه الشعاع بزاوية 90 درجة واستخدم مسامير الضبط لتثبيتها في مكانها. بعد ذلك ، قم بإعداد اثنين من قزحية العين واضبط المرآتين كما كان من قبل لتوسيط الحزمة. ثم ضع عدسة المسح الضوئي في بعدها البؤري من gal في مسار الشعاع واضبط موضعها الأفقي والرأسي.

لتوسيط بقعة الليزر على القزحية الأولى بين المرآتين. ضع العدسة الأنبوبية الكبيرة مقاس بوصتين بعناية على مسافة مناسبة من عدسة المسح واضبط موضعها الأفقي والرأسي لتوسيط الشعاع على القزحية الأولى. في هذا الإعداد ، يتم وضع العدسة الأنبوبية على مسافة 75 ملم بالإضافة إلى 300 ملم مع وجود جميع المكونات في مكانها.

قم بتوصيل gal O بإخراج مولد الوظائف الكهربائية القياسية أو دائرة التحكم ، واضبط الذروة على ذروة الفولتية على فولت إلى واحد إلى ثلاثة فولت. ثم ابدأ في مسح المرآتين باستخدام بطاقة عمل. حدد موقع شعاع الليزر في المستوى الثابت ، بعد 300 ملم من عدسة الأنبوب.

ضع العدسة الموضوعية في مسار الشعاع، مع التأكد من وضع فتحة العدسة الخلفية للعدسة الشيئية بالقرب من المستوى الثابت قدر الإمكان. قم بإعداد مرحلة العينة، وتأكد من أن حامل المحور Z القابل للترجمة لا يصطدم بحامل العدسة الموضوعية أثناء ترجمته عبر نطاقه. لإعداد الكونفوكال ، يبدأ الثقب والكاشف بفصل جميع مصادر الطاقة والألياف البصرية.

قم بتدوير مجموعة المجهر بحيث تستقر مرة أخرى على اللوح ، ممسكا بمرآة المسح الرنان. بعد إعادة توصيل الألياف بالموازاة ومرآة المسح الضوئي القياسية وكابلات الطاقة والإمداد والتحكم ، ضع صفر فولت على جهد التحكم الذي يقود غال المسح الضوئي القياسي كما كان من قبل على المسرح ، ضع عينة من شطيرة صبغة مشرقة بين زلات غطاء. ثم قم بتشغيل مصدر الليزر والتركيز على الصبغة.

اضبط طاقة الليزر لجعل التألق ساطعا قدر الإمكان باستخدام بطاقة العمل. تتبع انبعاث الفلورسنت من العينة من خلال العدسة الشيئية من خلال نظام المسح الضوئي إلى المرآة ثنائية اللون ، والتي تعكس شعاع الليزر وستنقل انبعاث الفلورسنت. ابحث عن إشارة الفلورسنت هذه على الجانب الآخر من المرآة ثنائية اللون.

الآن قم بتعتيم أضواء الغرفة. ضع مرآة خلف المرآة ثنائية اللون لتعكس الانبعاث بزاوية 90 درجة. ثم باستخدام قزحية مع مرآة ، قم بتوجيه شعاع التألق بشكل مستقيم ومتوازي مع اللوح قدر الإمكان.

بعد ذلك ، سيتم إعداد وحدة الثقب متحد البؤر باستخدام مجموعة تثبيت قفص المرشح المكاني من Thor Labs. يوضح هذا الرسم التخطيطي الإعداد. تجلس مرآة المسح الضوئي على طائرات ثابتة تنقل عن بعد بهدف ثابت.

أزواج العدسات ذات الفتحة الخلفية بين الطائرات الثابتة على ترحيل الحزم الممسوحة ضوئيا. يحتوي الزوج الأول من العدسات على عدسة بؤرية متساوية تشكل تلسكوبا واحدا لواحد. لا يحتاج الزوج الثاني من العدسات المعروف رسميا باسم عدسة المسح والعدسة الأنبوبية إلى أن يكون متساويا وبعدا بؤريا وغالبا ما يعمل كتلسكوب لتوسيع الحزمة لضمان ملء الفتحة الخلفية الموضوعية بشكل زائد.

ينتقل الضوء المنبعث من العينة مرة أخرى عبر نظام المسح ويمر عبر المرآة ثنائية اللون. تركز عدسة التركيز القصير أو العدسة الموضوعية ضوء الانبعاث من خلال الثقب متحد البؤر ، والذي يتم تجميعه بعد ذلك بواسطة عدسة. تركز العدسة النهائية الانبعاث المرشح متحد البؤر على أنبوب مضاعف للصور.

ضع وحدة المرشح المكاني بما يتماشى مع مسار حزمة الإرسال، مع الحرص على توسيط حامل عدسة التركيز البؤري الأول على شعاع الإرسال. في هذه الحالة ، تم اختيار وحدة مرشح مكانية بحجم ثقب 100 ميكرون. بعد ذلك ، قم بتركيب عدسة ذات طول بؤري قصير في الوحدة وحرك حامل الترجمة Z حتى يمكن ملاحظة تركيز واضح على سطح الثقب.

تأكد من توجيه الوحدة بأكملها على طول الخط المستقيم الذي تحدده شعاع الفلورسنت. قم بتثبيت الوحدة على اللوح. الآن باستخدام مقابض الضبط في مرحلة الترجمة ، اضبط المحورين لإجراء بحث ثنائي الأبعاد على سطح جبل الثقب للعثور على النقطة التي يتم فيها تعظيم إشارة الفلورسنت عبر الثقب.

بعد ذلك ، ضع عدسة الطلاء على حامل القفص بعد الثقب باستخدام بطاقة العمل ، ابحث عن أيون الفلورسنت الذي يمر عبر الوحدة متحد البؤر وحرك عدسة الطلاء على طول الأعمدة حتى يتم تجميع التألق المنبعث قدر الإمكان. قم بإعداد مجموعة أنبوب مضاعف الصور. ضع عدسة ذات طول بؤري 50 مم في مسار شعاع الانبعاث الفلوري وابحث عن النقطة المحورية الخاصة بها.

ضع علامة على هذا الموضع على اللوح. الآن قم بإيقاف تشغيل الليزر تماما ووضع أنبوب مضاعف الصورة بحيث تكون نافذته قريبة من النقطة المحورية المحددة قدر الإمكان. ثم باستخدام أنابيب العدسة القابلة للتعديل ، قم بتوصيل المجموعة بعدسة التركيز.

لف الشريط الداكن حول جميع مسارات الشعاع المكشوفة بعد الثقب ، وقم بتشغيل الليزر ، مع الحفاظ على قوته منخفضة للغاية. قم بتشغيل أنبوب المضاعف الضوئي بعناية لقراءة جهده على راسم الذبذبات. مع زيادة شدة الليزر ، قم بزيادة الجهد حتى يمكن رؤية ارتفاع مثل القراءة و / أو إزاحة التيار المستمر على شاشة راسم الذبذبات.

تأكد من أن هذه الإشارة تنشأ بالفعل من التألق عن طريق إيقاف تشغيل طاقة الليزر أو سد مسار الشعاع لملاحظة فقدان الإشارة. أخيرا ، قم بمحاذاة الثقب بشكل متكرر للحصول على أقصى إشارة على راسم الذبذبات. من خلال معالجة موضع عدسة التركيز البؤري Z أولا ثم ضبط مرحلة ترجمة YZ ، يكتمل جهاز مجهر معدل الفيديو.

أولا ، قم بإيقاف تشغيل أنبوب مضاعف الصور. الآن قم بتوصيل لوحات التحكم المخصصة للمرايا والكمبيوتر كما هو موضح في البروتوكول المكتوب المصاحب. يمكن تكييف هذا النظام لإجراء التنظير المجهري للمسح الضوئي متحد البؤر.

من خلال استبدال المرحلة بمرحلة تثبيت الألياف ، يرجى الاطلاع على النص أو التفاصيل المصاحبة. يجب أن يظهر مجهر المسح متحد البؤر النهائي المستقيم والمنظار المجهري كما هو موضح هنا. تم رسم أشعة الليزر والانبعاث كدليل للعين.

أثناء عملية التنظير المجهري ، يثبت حامل الألياف ألياف الصورة في مكانها للتجارب. يمكن استبدال حامل الألياف هذا بسهولة بمرحلة XY للاستخدامات. منصة المجهر المستقيمة الموضحة هنا هي صورة اختبار تمثيلية تم التقاطها لأحرف M صغيرة مطبوعة على بطاقة عمل بيضاء باستخدام بطاقة ملتقط إطار معدل الفيديو لإنشاء صور من الإشارة الواردة. ابيض.

يحتوي الورق الأبيض على قوة الفلور التي يتم إثارتها بسهولة بواسطة الأشعة فوق البنفسجية والضوء الأزرق مما يؤدي إلى خلفية ساطعة خلف الظلام. تم اختيار الحرف M ومرشح الانبعاث المتمركز عند 515 نانومتر لجمع انبعاث الفلورسنت هذا. يمكن ملاحظة تشويه طفيف للصورة خاصة بالقرب من الحواف الجانبية لإطار الصورة.

ينتج هذا التشويه عن نمط المسح الجيبي لمرآة gvo التي يبلغ حجمها ثمانية كيلو هرتز ويتم مناقشته بالتفصيل في المستند المصاحب. يعرض هذا الفيلم عينة من بيانات معدل الفيديو التي تم الحصول عليها عن طريق مسح بطاقة العمل ضوئيا. بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك الآن فهم جيد لكيفية بناء ومحاذاة مجهر المسح الضوئي متحد البؤر بمعدل الفيديو.

لا تنس أن العمل بضوء الليزر يمكن أن يكون خطيرا للغاية ويجب دائما اتخاذ الاحتياطات مثل إزالة جميع المجوهرات العاكسة وكذلك تجنب العمل مع مستوى عينيك مع خط الشعاع أثناء تنفيذ هذا الإجراء.