Name: MEMS Muayene ve Karakterizasyonu için kompakt Lens az Dijital Holografik Mikroskop (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-07-05T15:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 28 s
Description: Keşfedin lens-az dijital holografik mikroskop kullanarak MEMS cihazlarının tam alanlı, temassız ve gerçek zamanlı karakterizasyonunu. Bu yöntem yarı iletken üretiminde 3D haritalama ve mekanik özellik analizi sağlar.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

Yazarların teşekkür hakkı yok.

Ölçme 1. Ön Hazırlık Not: Deney için kullanılan örnek bir MEMS elektrottur. Altın elektrotlar asansör kapalı işlemini kullanarak bir silikon yonga üzerine üretilmektedir. Numune 1 mm dönemi ile periyodik yapılar (elektrotlar) ile 18 mm x 18 mm gofret olduğunu <ol><li> sistemini kullanmadan önce defterine oturum açın. </li><li> Bilgisayar, LAZER ve çeviri sahne açın. </li><li> MEMS elektrot / mikro diyafram örnek yerleştirin. <ol><li> Bir cımbız kullanarak numune tutucu ortasında MEMS örnek yerleştirin. </li><li> ışın yolu elektrotlar yerleştirmek için örnek tutucu ayarlayın. Görüş maksimum ölçüm alanı kamera sensör boyutu ile tanımlanır. Bu 2.3 mm x 1.8 mm bir dikdörtgendir. </li></ol></li><li> Dikey yönde motorlu sahne kullanarak, approximatively 1,5 cm uzakta numuneden sistemi taşımak. </li></ol> 2. Yazılım Ayarları Ayarı <ol><li> 3b görünüm açyazılım. 3b görünüm C ++ geliştirilen bizim in-house programıdır. </li><li> Deney için uygun kamerayı seçmek için görüntüleme kaynak düğmesine tıklayın. monokrom CCD kamera seçin. monokromatik diyot lazer kullanılmaktadır yılından bu yana kurulumunda renkli kamera kaçının. renk kameralar kullanarak ek olarak, piksel aynı sayıda, çözünürlük düşük olacaktır. <ol><li> Cihaz ayarları sekmesinde seçin Y800 (1.280 x 960) video formatı ve ikinci bir video oranı 15 kare. </li></ol></li><li> Kamerayı başlatmak için sarı play butonuna tıklayın. baskılı saçak desenleri (Hologram) ile nesnenin görüntüsü görünmelidir. <ol><li> Gerekirse görüntü doygunluğu önlemek için optimum kazanç ve pozlama parametrelerini ayarlayın. </li></ol></li><li> canlı video penceresi kamera görünümünü kullanarak, örnek üzerinde araştırmak için tam alanı seçmek için örnek konumunu ayarlamak. </li><li> Açık ayarları sekmesi. <ol><li> Yapılandırma sekmesinde, (yansıtıcı veya şeffaf) la, dalga boyu yüzeyinin türünü seçinKameranın ser, ve piksel boyutu. Lazer 633 nm çalışan bir diyot lazer. Kameranın piksel boyutu 4650 nm. Numune, yansıtıcı mod seçilmelidir aynasal MEMS elektrot cihazdır. Not: CDHM yapılandırma sadece yansıtıcı yüzeyler ölçülür sağlar. Ancak, program, aynı zamanda farklı bir dijital holografi sistemi 13 kullanıldığı zaman, şeffaf örnekleri ölçmek için kullanılabilir. Bu ortamda bir değişiklik aşamasından yüksekliği hesaplama formülü değiştirir. o nesne kırılma indeksi içerir Nitekim, optik yol farkı hesaplama şeffaf numuneler için biraz farklıdır. </li><li> Konvolusyon rekonstrüksiyon algoritması seçin ve sıfıra yeniden mesafeyi ayarlayın. 1 ya da 2 yeniden yapılanma adımı seçin. Not: yeniden mesafesi parametre hologram elde edilen yoğunluk görüntüsünü dikkate alınarak otomatik odaklama ile daha sonra tanımlanabilir. yeniden adım sayısını tanımlarFresnel integrali uygulamak ve ışın yayılımı simüle etmek için kullanılan adımlar. İlk yöntem, tek bir Fourier Dönüşümü bir kez ayrılmaz değerlendirmek. 2 Bir adım iki ayrılmaz değerlendirecektir. Bu ızgara aralığı daha fazla esneklik katar ancak hesaplama 20 daha az verimlidir. </li><li> sonrası işleme sekmesinde, nihai açılmamış bir görüntü elde etmek için gerekli unwrapping algoritmasını seçin. Seç kalite algoritması eşleştirilmiş. Not: Yazılımda, Goldstein ve Kalite arasındaki seçim algoritması Haritalı yapılabilir. Daha sonra unwrapping sağlam ve hızlı mekansal faz göstermiştir. Kalite eşlenen algoritma 21 de tarif edildiği gibi unwrapping destekli faz dayanır. </li></ol></li></ol> 3. Veri Toplama <ol><li> Fourier Fourier spektrum penceresini açmak için simgeye dönüştürmek basın. Bir 0 düzen ve iki 1, -1 emir görünmelidir. Bu durum söz konusu değilse, numune doğru pozisyonda olup olmadığını kontrol edin ve bir kazanç ayarlamaYine d maruz kalma süresi. </li><li> Canlı ölçüm modunu durdurmak. Filtre aracını kullanarak kırınan siparişler (pozitif veya negatif frekans) birini seçin. Seçilen alan faz alımı için gerekli olan tüm frekanslarda, bu yüzden bu kadar büyük olmalıdır. Yine canlı modda açın. Not: Negatif düzenin seçimi sadece, yani nihai sonuca, faz işareti etkileyecek, nihai 3D görüntü ters olacaktır. </li><li> Faz penceresini açın. Çizelgesi modu etkin olup olmadığını kontrol edin. sarılmış saçaklar ile baskılı nesnenin gri faz görüntüsü görünmelidir. </li><li> Faz görüntüdeki saçaklar sayısını azaltmak için motorlu dikey sahne yararlanın. sadece 1 veya 2 saçaklar resmin üzerine bırakıldığında, motorlu sahne durdurun. Not: Sistem interferometriye dayanmaktadır. Böylece titreşim duyarlıdır. sarılmış faz görüntü agai görünmeden önce z yönünde motorlu sahne taşındıktan sonra, kullanıcı 1 veya 2 sn beklemeniz gerekirn. Istikrarlı bir faz görüntü elde etmek için ölçüm sırasında titreşimleri önlemek için de önemlidir. </li><li> En iyi rekonstrüksiyon mesafeyi bulmak için otomatik odak 22 düğmesini tıklayın. Bir yoğunluk görüntü keskin ve net görünene kadar optimum yeniden mesafeyi yaklaşım otofokus birkaç kez kullanmanız gerekebilir. 22 anlatıldığı gibi otofokus verimli ve zaman etkili açısal spektrum yöntemine dayanmaktadır. Not: Odak kaydırma çubuğu ince ayar için kullanılabilir. Ardından, mevcut imar mesafe kaydetmek için merkez odak butonuna tıklayın. En iyi odak otofokus seçeneği ile bulunmazsa bazen görünür. Bu durumda, el ile giriş imar mesafesi en odak bulmak için. </li><li> Unwrapping düğmesine tıklayarak Çizelgesi faz görüntüyü görmek için açılmamış modunu etkinleştirin. </li></ol> Statik Ölçümü için 4. Veri Görselleştirme ve Analizi <ol><li> Nihai 3D görmek için 3D görüntü penceresini açınörnek görüntüsü. (Döndürme, renk haritası, ölçek ekran ...) nihai sonucu gözlemlemek için mevcut seçenekleri kullanın. </li><li> örtüşmeyen olarak pencereleri düzenlemek ve tüm ölçümler pencereleri görüntülemek için çini pencere butonuna tıklayın. </li><li> adlı kullanıcıya faz resmin üzerine ilgi bir alanda bir çizgi çizmek için çizgi cetveli kullanın. Çizgi taslağı penceresinde, ilgi alanı bir kesit profili grafiği görülmektedir. Nesne (Şekil 5) yaklaşık bir yüksekliğe çıkarmak için iki yeşil hat işaretçileri kullanın. Yüzey pürüzlülüğü numunenin düz tepe kısmında elde edilebilir. </li><li> Gerekirse diğer yazılım ithal etmek JPEG formatında son aşaması görüntü kaydetme. </li></ol> Dinamik Ölçüm Numune ve Veri Analizi 5. Hazırlık <ol><li> bir ısıtma istasyonu plaka üzerinde mikro diyafram yerleştirin. Deney sona erene kadar numune plaka kaldırılır olmayacaktır. </li><li> MICR bir hologram kayıtO diyafram bölüm 2 ve 3 Bu şekil analizi için referans olarak kullanılacaktır, yukarıda tarif edilen prosedür takip edilerek çevre sıcaklığında karıştırılmıştır. </li><li> bilgisayardaki faz verileri kaydetmek. </li><li> laboratuvar ısıtma plakası açın. </li><li> Sıcaklık düğmeyi kullanarak, 300 ° C&#39;ye kadar 50 ° C ila 50 ° C &#39;lik adımlarla sıcaklığına göre değişir. Her sıcaklık adımı için, JPEG formatında faz harita görüntüsünü kaydedin. </li><li> deformasyon veri elde etmek için kaydedilen diğer faz haritadan başlangıç ​​ortam sıcaklığı faz haritası çıkarma. Not: Bu yazı işleme adımı basit MATLAB kodu ile gerçekleştirilebilir. Elde edilen farklı fazlar MATLAB yüklenir ve basit matris çıkarma yapılır. Daha sonra, farklı deformasyonun aşamalarının kesit çizimleri elde edilebilir. </li></ol>

<ol><li>Maluf, N. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aMaluf%2C+N+%22An+introduction+to+Microelectromechanical+Systems%22">An introduction to Microelectromechanical Systems</a>. , Artech House. Boston. (2002).</li>
<li>Novak, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((MEMS+metrology+techniques%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+SPIE%22%5BJournal%5D)">MEMS metrology techniques.</a> Proc. SPIE. 5716, 173-181 (2005).</li>
<li>Gabor, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+New+Microscopic+Principle%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">A New Microscopic Principle.</a> Nature. 161 (4098), 777-778 (1948).</li>
<li>Schnars, U., Jüptner, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Direct+recording+of+holograms+by+a+CCD+target+and+numerical+reconstruction%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Opt%22%5BJournal%5D)">Direct recording of holograms by a CCD target and numerical reconstruction.</a> Appl. Opt. 33 (2), 179-181 (1994).</li>
<li>Schnars, U., Jüptner, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Digital+recording+and+numerical+reconstruction+of+holograms%5BTitle%5D)+AND+%22Meas.+Sci.+Technol%22%5BJournal%5D)">Digital recording and numerical reconstruction of holograms.</a> Meas. Sci. Technol. 13 (9), 85-101 (2002).</li>
<li>Pedrini, G., Schedin, S., Tiziani, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lensless+digital+holographic+interferometry+for+the+measurement+of+large+objects%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Commun%22%5BJournal%5D)">Lensless digital holographic interferometry for the measurement of large objects.</a> Opt. Commun. 171 (1-3), 29-36 (1999).</li>
<li>Dubois, F., Joannes, L., Legros, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Improved+three-dimensional+imaging+with+a+digital+holography+microscope+with+a+source+of+partial+spatial+coherence%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Opt%22%5BJournal%5D)">Improved three-dimensional imaging with a digital holography microscope with a source of partial spatial coherence.</a> Appl. Opt. 38 (34), 7085-7094 (1999).</li>
<li>Lei, X., Xiaoyuan, P., Jianmin, M., Asundi, A. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Studies+of+digital+microscopic+holography+with+applications+to+microstructure+testing%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Opt%22%5BJournal%5D)">Studies of digital microscopic holography with applications to microstructure testing.</a> Appl. Opt. 40 (28), 5046-5051 (2001).</li>
<li>Cuche, E., Bevilacqua, F., Depeursinge, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Digital+holography+for+quantitative+phase-contrast+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Lett%22%5BJournal%5D)">Digital holography for quantitative phase-contrast imaging.</a> Opt. Lett. 24 (5), 291-293 (1999).</li>
<li>Qu, W., Yu, Y., Chee Oi, C., Raj Singh, V., Asundi, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quasi-physical+phase+compensation+in+digital+holographic+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Opt.+Soc.+Am%22%5BJournal%5D)">Quasi-physical phase compensation in digital holographic microscopy.</a> J. Opt. Soc. Am. 26 (9), 2005-2011 (2009).</li>
<li>Schedin, S., Pedrini, G., Tiziani, H. J., Santoyo, F. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Simultaneous+three-dimensional+dynamic+deformation+measurements+with+pulsed+digital+holography%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Opt%22%5BJournal%5D)">Simultaneous three-dimensional dynamic deformation measurements with pulsed digital holography.</a> Appl. Opt. 38 (34), 7056-7062 (1999).</li>
<li>Lei, X., Xiaoyuan, P., Jianmin, M., Asundi, A. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+and+validation+of+digital+microholo+interferometric+system+for+micromechanical+testing%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+SPIE%22%5BJournal%5D)">Development and validation of digital microholo interferometric system for micromechanical testing.</a> Proc. SPIE. 4778, 11-20 (2002).</li>
<li>Qu, W., Bhattacharya, K., Choo, C. O., Yu, Y., Asundi, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transmission+digital+holographic+microscopy+based+on+a+beam-splitter+cube+interferometer%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Opt%22%5BJournal%5D)">Transmission digital holographic microscopy based on a beam-splitter cube interferometer.</a> Appl. Opt. 48 (15), 2778-2783 (2009).</li>
<li>Potcoava, M. C., Kim, M. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fingerprint+biometry+applications+of+digital+holography+and+low-coherence+interferography%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Opt%22%5BJournal%5D)">Fingerprint biometry applications of digital holography and low-coherence interferography.</a> Appl. Opt. 48 (34), 9-15 (2009).</li>
<li>Kolman, P., Chmelìk, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Coherence-controlled+holographic+microscope%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">Coherence-controlled holographic microscope.</a> Opt. Express. 18 (21), 21990-22003 (2010).</li>
<li>Lee, M., Yaglidere, O., Ozcan, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Field-portable+reflection+and+transmission+microscopy+based+on+lensless+holography%5BTitle%5D)+AND+%22Biomed.+Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">Field-portable reflection and transmission microscopy based on lensless holography.</a> Biomed. Opt. Express. 2 (9), 2721-2730 (2011).</li>
<li>Mico, V., Zalevsky, Z., Garcìa, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Common-path+phase-shifting+digital+holographic+microscopy%3A+a+way+to+quantitative+phase+imaging+and+superresolution%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Commun%22%5BJournal%5D)">Common-path phase-shifting digital holographic microscopy: a way to quantitative phase imaging and superresolution.</a> Opt. Commun. 281 (17), 4273-4281 (2008).</li>
<li>Singh, V. R., Miao, J., Wang, Z., Hedge, G. M., Asundi, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamic+characterization+of+MEMS+diaphragm+using+time+averaged+in-line+digital+holography%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Commun%22%5BJournal%5D)">Dynamic characterization of MEMS diaphragm using time averaged in-line digital holography.</a> Opt. Commun. 280 (2), 285-290 (2007).</li>
<li>Singh, V. R., Anderi, A., Gorecki, C., Nieradko, L., Asundi, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+of+MEMS+cantilevers+lensless+digital+holographic+microscope%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+SPIE%22%5BJournal%5D)">Characterization of MEMS cantilevers lensless digital holographic microscope.</a> Proc. SPIE. 6995, 69950F-1(2008).</li>
<li>Schmidt, J. D. Numerical Simulation of Optical Wave Propagation with Examples in MATLAB. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aSchmidt%2C+JD+%22SPIE+PRESS+BOOK%22">SPIE PRESS BOOK</a>. , (2010).</li>
<li>Zhao, M., Huang, L., Zhang, Q. C., Su, X. Y., Asundi, A., Qian, K. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quality-guided+phase+unwrapping+technique%3A+comparison+of+quality+maps+and+guiding+strategies%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Opt%22%5BJournal%5D)">Quality-guided phase unwrapping technique: comparison of quality maps and guiding strategies.</a> Appl. Opt. 50 (33), 6214-6224 (2011).</li>
<li>Wang, Z., Qu, W., Yang, F., Wen, Y., Asundi, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+new+autofocus+method+based+on+angular+spectrum+method+in+digital+holography%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+SPIE%22%5BJournal%5D)">A new autofocus method based on angular spectrum method in digital holography.</a> Proc. SPIE. 9449, 2-7 (2015).</li>
</ol>

Yazarların açıklayacak hiçbir şeyi yoktur.

Bu derlemede, doğru dijital holografi dayanarak bir kompakt sistem kullanılarak farklı MEMS cihazlarının kantitatif morfolojisi kurtarmak için bir protokol sağlar. Statik ve dinamik modda MEMS gösterilmektedir. Bir mikro kanal MEMS Kantitatif 3D verileri elde edilir. sisteminin doğruluğunu onaylamak için, sonuçlar CDHM ve AFM arasında karşılaştırıldı. İyi bir anlaşma dijital holografi 3D görüntüleme için güvenilir bir teknik olabilir yani bulunmuştur. Sonuçlar sistemi 10 nm derinlik rezolusyonu yeteneğine sahip olduğunu...

mikro ve nano nesnelerin Metroloji sanayi ve araştırmacılar açısından büyük önem taşımaktadır. Gerçekten de, nesnelerin minyatür optik metroloji için yeni bir sorun teşkil etmektedir. Genellikle tanımlanan Mikro elektro mekanik sistemler (MEMS) elektromekanik sistemler minyatür ve genellikle mikro sensörler, mikro aktüatörler, mikroelektronik ve mikroyapılar olarak bileşenleri içermektedir gelmiştir. Böyle biyoteknoloji, tıp, iletişim ve 1 algılama gibi çeşitli alanda birçok uygulama bulmuştur. Son zamanlarda, artan karmaşıklık yanı sıra test nesnesinin ilerici minyatür MEMS için uygun karakterizasyon tekniklerinin geliştirilmesi çağrısını sahiptir. Bu karmaşık mikrosistemlerin yüksek verim üretim karakteristik parametreleri ve proses koşullarına 2 yol açtığı ile ilgili kusurları ölçmek için, gelişmiş satır içi ölçüm tekniklerinin uygulanmasını gerektirir. geometrik param Örneğin, sapmaolan bir MEMS cihazında etreleri sistem özelliklerini etkiler ve karakterize edici özelliği olması gerekir. Buna ek olarak, sanayi gibi tam üç boyutlu (3D) metroloji, görünümü, yüksek görüntüleme çözünürlüğü büyük fi eld, ve gerçek zamanlı analizi gibi yüksek çözünürlüklü ölçüm performansı gerektirir. Bu durumda, kalite kontrol ve denetim işlemi güvenilir sağlamak için gereklidir. Ayrıca, mevcut altyapılar yüklü olması bir üretim hattı üzerinde kolayca uygulanabilir ve böylece nispeten kompakt olmasını ölçüm sistemi gerektirir. İlk Gabor 3 tarafından tanıtıldı Holografi, bir referans ve bir ışığa ortama bir nesne dalga arasındaki parazitleri kaydederek bir nesnenin tam nicel bilgilerin giderilmesini sağlar bir tekniktir. kayıt olarak bilinen bu işlem sırasında, bir alanın amplitüd, faz ve polarizasyon ortamında saklanır. Sonra nesne dalga alan üstüme referans ışını gönderilerek elde edilebilirdium, hologram, optik okuma olarak bilinen bir proses. geleneksel bir dedektör sadece dalga şiddeti kaydeder beri, holografi elektrik alanında ek bilgilere erişim sağlar bu yana geçen elli yıl içinde büyük ilgi çeken bir konu olmuştur. Bununla birlikte, geleneksel holografi çeşitli yönleri sanayi uygulamaları için kullanışsız hale. Gerçekten de, ışığa duyarlı malzemeler pahalıdır ve kayıt işlemi genel olarak bir denge yapılması gereklidir. Böyle ücret birleştiğinde cihaz (CCD) gibi yüksek çözünürlüklü kamera sensörleri ilerlemeler dijital metroloji için yeni bir yaklaşım açtı. Bu tekniklerden biri dijital holografi 4 olarak bilinmektedir. Dijital Holografi (DH) hologram kamera (kayıt ortamı) üzerine kaydedilir ve sayısal işlemler aşaması ve yoğunluk bilgilerini yeniden kullanılır. Fi gösterildiği gibi kayıt ve yeniden: Konvansiyonel holografi olduğu gibi, sonuç iki ana işlemlerden sonra elde edilebilirKayıt geleneksel holografi benzer olup olmadığını şekil 1. Ancak, imar 5 sadece sayısal olduğunu. Sayısal rekonstrüksiyon işlemi Şekil 2&#39;de gösterilmiştir. İki prosedürler yeniden inşa sürecine dahil olmaktadır. Birincisi, nesne dalga alan hologram alınır. Hologram hologram düzleminde nesne wavefront almak için sayısal referans dalga ile çarpılır. İkincisi, karmaşık nesne Wavefront sayısal görüntü düzlemine yayılır. Sistemimizde, bu adım konvolüsyon yöntem 6 kullanılarak gerçekleştirilir. Elde edilen yeniden alan karmaşık bir fonksiyon ve böylece faz ve yoğunluğu ilgi nesne üzerinde nicel yükseklik bilgi veren elde edilebilir olduğunu. holografi yöntemiyle bütün saha bilgi depolama kapasitesi ve hızlı veri işleme için bilgisayar teknolojisinin kullanımı deneysel yapılandırmaya daha fazla esneklik sunar ve anlamlı Spee artırmakyeni olanaklar açılması deneysel sürecin d MEMS ve mikro sistemlerin 7,8 için dinamik bir metrolojik araç olarak DH geliştirmektir. Faz kontrast görüntüleme dijital holografi kullanılması artık iyi bilinmektedir ve ilk on yıldan fazla önce 9 sunuldu. Nitekim, dijital holografiyi ve mikroskopi birleştirerek mikroskobik cihazların araştırılması birçok çalışmada 10, 11, 12, 13 yapılmıştır. Yüksek tutarlılık 14 ve düşük tutarlılık 15 kaynağa göre çeşitli sistemler yanı sıra geometri 13, 16 farklı türde, 17 (çizgi, eksen, ortak yolu kapalı ...) sunulmuştur. Buna ek olarak, gelen sayısal holografi MEMS cihazının 18, 19 karakterizasyonu daha önce kullanılmıştır. Bununla birlikte, bu sistemler, genel olarak uygulanması zor ve hacimlidir endüstriyel uygulamalar için uygun olmayacak hale getirmeyecek. Bu çalışmada, biz kapalı axi tabanlı ücretsiz, kompakt, basit ve lens sistemi öneriyoruzGerçek zamanlı MEMS muayene ve karakterizasyonu için dijital holografi yetenekli s. Kompakt Dijital Holografik mikroskobu (CDHM) bir mercek daha az dijital holografik sistem geliştirildi ve mikro boyutlu yansıtıcı nesnelerin 3D morfolojisi elde etmek patentli olduğunu. Sistemimizde, 10 mW olarak, son derece istikrarlı, 638 nm çalışan ısı kontrollü diode lazer mono-modlu fiber içine bağlanır. Şekil 3&#39;te gösterildiği gibi, lif çıkan ayrılan ışını bir ışın dağıtıcı aracılığı ile, bir referans ve bir amacı, kiriş ayrılmıştır. Referans ışın yolu kapalı eksen geometri gerçekleştirmek için bir eğik ayna içerir. nesne ışın dağınık ve numune ile yansıtılır. iki ışın hologramı veren CCD müdahale. görüntü üzerine basılmış girişim deseni mekansal taşıyıcı denir ve sadece tek bir görüntü ile kantitatif faz bilgilerinin kurtarma izin edilir. Sayısal rekonstrüksiyon ortak Fourier dönüşümü ve sta olarak evrişim algoritması kullanılarak yapılırDaha önce ted. mercek az yapılandırma cazip hale birçok avantajı vardır. Hiçbir lensler kullanıldığı gibi, giriş ışın genişleyen bir dalga doğal geometrik büyütme sağlayan ve böylece sistem çözünürlüğü artırmak olduğunu. Ayrıca, tipik optik sistemlerde karşılaşılan sapmaları ücretsizdir. Şekil 3B&#39;de görüldüğü gibi, sistem kompakt (55x75x125 mm 3) hafif (400 g) yapılabilir, ve bu nedenle kolayca endüstriyel üretim hatlarına entegre edilebilir.

<table><tbody><tr><td>2 MP Kamera</td><td>Görüntüleme Kaynağı</td><td>DMX 41BU02</td><td>hologramı kaydetmek için kullanılır. 4.65&nbsp; mikron piksel boyutu</td></tr><tr><td>Motorlu X,Y,Z Çeviri Aşaması</td><td>Zaber Teknolojisi&nbsp;</td><td>Sistem için TLS28-M</td><td>Tutucu&nbsp;</td></tr><tr><td>Işın ayırıcı</td><td>Edmund optik</td><td>49-003</td><td>Küp Işın ayırıcı. Nesneyi ve referans ışınını ayırın ve yeniden birleştirin</td></tr><tr><td>Lazer&nbsp;</td><td>Mikro Lazer Sistemleri A.Ş.</td><td>SRT-F635S-20 / OSYS</td><td>Diyot lazer</td></tr><tr><td>Ayna</td><td>Edmund Optik</td> <td># 43-412-566</td><td>1 "Çap Korumalı Altın, &lambda;/20 Düz Zerodur</td></tr><tr><td>monomod Fiber</td><td>Thorlabs</td><td>S405-XP</td><td>Tek Modlu Optik Fiber, 400 - 680 nm, & Oslash; 125 &mikro; m Kaplama</td></tr><tr><td>Numune tutucu</td><td>Edmund Optics</td><td>#39-930</td><td>İdeal Konumlandırma Platformu, &plusmn; 35&nbsp; mm: Hem X hem de Y'de Seyahat:</td></tr><tr><td>Ocak gözü</td>, <td>Thermolyne, Mirak ocak gözü</td>, <td>Barnstead International HP72935-60</td>, <td>sıcaklık aralığı 40-370 &�; NTU</td></tr><tr>araştırmacıları tarafından geliştirilen C<td>Holoscope Software</td><td>d'Optron Pte Ltd</td><td></td><td>yazılımı&nbsp;</td></tr></tbody></table>

mems muayene ve karakterizasyonu için kompakt lens az dijital holografik mikroskop

Compact Lens-less Digital Holographic Microscope for MEMS Inspection and Characterization

Mikro-elektro-mekanik sistem (MEMS), enerji, biyoteknoloji, medikal, iletişim ve otomotiv dahil olmak üzere birçok endüstride yaygın olarak kullanılan bir bileşendir. Bununla birlikte, MEMS'in işlevsel güvenilirliğini sağlamak için etkili denetim ve karakterizasyon metroloji sistemlerine ihtiyaç vardır. Bu çalışma, MEMS metrolojisi için bir araç olarak dijital holografiye dayalı bir sistem sunmaktadır. Dijital holografi son 20 yılda artan bir ilgi gördü. Sensör dizilerinin hızlı gelişimi ve azalan maliyeti ile bu tür sistemlerin çözünürlüğü, potansiyel uygulamaları genişletmeyi artırmıştır. Bu nedenle, endüstriyel metroloji için potansiyel olarak güvenilir bir araç olarak hem araştırma hem de endüstri taraflarından dikkat çekmiştir. Gerçekten de, bir nesne ışını (numune yükseklik bilgisini içeren) ile bir CCD kameradaki bir referans ışını arasındaki girişim modelini kaydederek, bir nesnenin kantitatif faz bilgisi alınabilir. Bununla birlikte, dijital holografik sistemlerin çoğu hantaldır ve bu nedenle endüstri üretim hatlarında uygulanması kolay değildir. Sunulan sistemin yeniliği, lenssiz ve dolayısıyla çok kompakt olmasıdır. Bu çalışmada, Kompakt Dijital Holografik Mikroskobun (CDHM), MEMS denetimlerinde tipik olarak kriter olarak kabul edilen çeşitli özellikleri değerlendirmek için kullanılabileceği gösterilmiştir. MEMS'in hem statik hem de dinamik koşullardaki yüzey profilleri sunulmaktadır. CDHM'nin doğruluğunu doğrulamak için AFM ile karşılaştırma araştırılmıştır.

Yukarıda tarif edilen protokol incelemek ve CDHM sistemi kullanılarak MEMS ve Micro Devices karakterize etmek için tasarlanmıştır. Sistemimizde, tek modlu fiber 633 nm dalga boyunda çalışan bir diyot lazer kuple edilir. Nedeniyle ayrılan kiriş konfigürasyonuna için, yeniden inşa edilebilir bir hologram elde etmek için nesnenin ışın ve referans ışın yolu eşleştirmek için önemlidir. Bu sisteme göre, numunenin dikkat dikey konumlandırma yoluyla elde edilir. Hesaplanan sarılmış faz görüntüde...

Biz MEMS cihazlarının muayene ve karakterizasyonu için kompakt bir yansıma dijital holografik sistemini (CDHM) sunuyoruz. Doğal geometrik büyütme sağlayan uzaklaşan giriş dalga kullanan bir lens daha az tasarım gösterilmiştir. Hem statik ve dinamik çalışmalar sunulmuştur.

MEMS Muayene ve Karakterizasyonu için kompakt Lens az Dijital Holografik Mikroskop

A micro-electro-mechanical-system (MEMS) is a widely used component in many industries, including energy, biotechnology, medical, communications, and ...

Bu prosedürün genel amacı, hesaplamalı ve deneysel tekniklerle optik tam alan ölçümleri kullanarak, statik ve dinamik uygulamalarda kullanılacak mikro-elektro-mekanik yapıları test etmektir. Bu yöntem, yarı iletken endüstrisindeki temel soruların ve daha spesifik olarak, MEMS yapılarının üretiminin farklı aşamalarındaki mekanik özelliklerinin karakterizasyonu gibi mikro-elektro-mekanik sistem denetiminin cevaplanmasına yardımcı olabilir. Bu tekniğin temel avantajı; tam alan, temassız, gerçek zamanlı ve yüksek çözünürlüklü olmasıyla birlikte, yansıtıcı nesnenin tamamen nicel bir 3D haritasını sunmasıdır.Sistem lenssiz olarak tasarlanmıştır ve bu nedenle oldukça kompakttır. Bu nedenle bu yöntem, MEMS karakterizasyonu hakkında bilgi sağlayabilir. Ayrıca gofret incelemesi veya optik referans testleri için de kullanılabilir.Şeffaf bir geometriyle kurulduğunda, mikro optiklerin ve kırınımlı optiklerin incelenmesi veya biyolojik görüntüleme için kullanılması da mümkündür. Bu prosedür, bir mikro-elektromekanik sistem veya MEMS cihazını karakterize etmek için kompakt bir dijital holografik mikroskop (CDHM) kullanır. Bu gösterim için, her 0,25 milimetrede bir konumlandırılmış kare altın elek

compact-lens-less-digital-holographic-microscope-for-mems-inspection

Research

JoVE Journal

Engineering

Mühendislik

Hücre Lensfree çip üzerinde görüntüleme ve karakterizasyonu gösterilmiştir. Bu çip üzerinde hücre görüntüleme yaklaşımı, kaynak yoksul ayarları için özellikle uygun hale, tıbbi teşhis ve yüksek verimli hücre biyolojisi uygulamaları için kompakt ve maliyet-etkin bir araç sağlar.

Hücre Lensless-çip Görüntüleme Yüksek throughput Hücre Biyolojisi ve Tıbbi Teşhis için Yeni Aracı sağlar.

Lensless bir çip üzerinde floresan mikroskobu platformu göstermiştir floresan nesneler, örneğin bir ultra-geniş alanda-görünüm görüntü&gt; &lt;4μm çözünürlük çözme algoritması tabanlı bir basınç örnekleme yöntemiyle 0,6-8 cm2. Böyle bir kompakt ve geniş alan floresan çip üzerinde görüntüleme yöntemidir yüksek verimli sitometri, nadir hücre araştırmaları ve mikroarray-analiz için değerli olabilir.

Bir Chip Lensless Floresan Mikroskopi

Lensfree optik tomografi &lt;1 um arasındaki konumsal bir çözünürlüğe sahip bir üç-boyutlu mikroskopi tekniktir x &lt;1 um x 15-100 mm arasında geniş bir görüntüleme-hacmi içinde, sırasıyla, x, y ve z, boyutları, içinde &lt;3...

Çok açılı Aydınlatma ve Pixel Super çözünürlüklü istihdam Lensfree On-chip Tomografik Mikroskopi

Zayıf yaymalı nesnelerin üç boyutlu yerleri benzersiz standart bir mikroskop için küçük bir değişiklik içerir dijital inline holografik mikroskobu (DIHM) kullanılarak tespit edilebilir. Bizim yazılım üç boyutlu pozisyon ve bir mikroskopik faz nesnenin geometrisine vermek üzere Rayleigh-Sommerfeld geri yayılma ile birlikte basit bir görüntüleme buluşsal kullanır.

Zayıf-saçılma Konular Dijital Inline Holografik Mikroskop (DIHM)

Bir hyperlens kullanımı gerçek zamanlı görüntüleme ve basit uygulanması geleneksel optik ile sağladığı avantajlar nedeniyle bir roman süper çözünürlük görüntüleme tekniği olarak kabul edilmiştir. Burada, bir protokol fabrikasyon açıklayan ve görüntüleme uygulamalarında küresel bir hyperlens mevcut.

Gösteri bir mikroskop Hyperlens entegre ve süper kararlılık düşsel

Dijital holografik mikroskobu (DHM) görüntüleme örnekleri 50-100 X daha aydınlık alan mikroskobu karşılaştırılabilir çözünürlükte odaklanarak daha kalın gerçekleştirilen son işlem sağlar hacimsel bir tekniktir. Burada DHM tanımlamak için sayma, kullanılır ve mikroorganizmalar, çok izleme yoğunluğu düşük ve optik yoğunluk ölçümleri, plaka sayısı ve doğrudan sayısı ile karşılaştırıldığında.

Mikroorganizmaların düşük konsantrasyonlarda dijital holografik mikroskobu (DHM) kullanarak miktarının

Objektif-ücretsiz video mikroskobu hücre kültürleri doğrudan kuluçka makinesi içinde izlemek sağlar. Burada biz almak ve kültürlü HeLa hücreleri 2,7 gün uzun edinimi çözümlemek için kullanılan tam iletişim kuralı tanımlamak, 2.2 x 10 bir veri kümesi için önde gelen6 ölçümleri tek hücre morfolojisi ve 10584 hücre döngüsü izler.

Dinamik için objektif-ücretsiz Video mikroskobu ve kantitatif analiz yapisan hücre kültürü

Makale öncelikle nano ölçekte fenomenleri ortaya çıkarmak için kullanılan optik (doğrusal ve doğrusal olmayan) ve holografik yöntemlerin birleşik gücüne odaklanmıştır. Biyofotonik ve salınımlı kimyasal reaksiyonların çalışmalarından elde edilen sonuçlar, holografinin nano ölçekte dinamikleri ortaya çıkarma yeteneğini vurgulayan temsili örnekler olarak verilmiştir.

Holografik Görüntüleme Kullanarak Doğal Fotonik Yapıların Gizli Dinamiklerini Ortaya Çıkarmak

Anormal nöral aktivite ile ilişkili nöropsikiyatrik bozuklukların patogenezini aydınlatmak amacıyla, yüksek mekansal zamansal çözünürlük kullanarak nöral aktiviteyi görselleştirebilen, değerlendirebilen ve manipüle edebilen iki fotonlu bir holografik mikroskop geliştirdik.

İki Foton Holografik Mikroskopi Kullanılarak Nöral Aktivitenin Değerlendirilmesi ve Manipülasyonu

Biz tek-molekül floresan görüntüleme için minimize hidrodinamik büyüklüğü ile kolloidal Kuantum noktalarının hazırlanması tarif. Konvansiyonel kuantum noktaları ile karşılaştırıldığında, bu nanopartiküller globüler proteinlerin boyut olarak benzer ve tek-molekül parlaklık, fotodegradasyon karşı kararlılık ve proteinleri ve hücreleri nonspesifik bağlanma direnci için optimize edilmiştir.

Tek molekül Görüntüleme için kompakt Kuantum Noktaları

Keşfedin lens-az dijital holografik mikroskop kullanarak MEMS cihazlarının tam alanlı, temassız ve gerçek zamanlı karakterizasyonunu. Bu yöntem yarı iletken üretiminde 3D haritalama ve mekanik özellik analizi sağlar.

MEMS Muayene ve Karakterizasyonu için kompakt Lens az Dijital Holografik Mikroskop

Daha fazla video keşfet