 |
Экспериментальная установка
|
|
|
|
Для исследования колебаний микрообъектов была собранна экспериментальная установка на основе голографического принципа объединения волн, изображенная на рис. 4.
Рис.4 Схема экспериментальной установки. m 1, m 3, m 4 – зеркала; m 2 – светоделитель; L 1, L 2, L 3 – собирающие линзы; λ/4 – четвертьволновая пластинка; ФРК – фоторефрактивный кристалл; D – электродинамический преобразователь; ФП – фотоприемник; MT –моторезированный двух-координатный транслятор
В качестве источника излучения использовался Nd:YAG-лазер с длиной волны 1064 нм. Лазерный пучок делился на объектный и опорный. Объектный пучок фокусировался и направлялся на исследуемый объект, закрепленный на калиброванный электродинамический преобразователь, с помощью которого осуществлялось передача колебаний исследуемому объекту. Вследствие колебаний образца, отраженное от него излучение было модулировано по фазе, которое затем собиралось линзой и направлялось в фоторефрактивный кристалл. Демодуляция фазы отраженной волны осуществлялась за ее взаимодействия с опорной волной на динамической голограмме формеруемой в кристалле CdTe. Интенсивность объектного пучка регистриловаллось с помощью фотоприемника. Сигнал которого через АЦП поступал в компьютер.
Исследуемые объекты
В качестве исследуемых объектов были выбраны вытянутые кварцевые световоды диаметром 15 мкм и 2 мкм без дополнительных отражающих покрытий. Отношение мощности отраженного от объекта излучения и излучения направляемого на объект не превышало 5%. Тем самым моделировалось исследование слабоотражающих и полупрозрачных объектов.
Рис. 5 Снимок исследуемого образца с диаметром 15 мкм
|
|
|
Рис. 6 Снимок исследуемого объекта с диаметром 2 мкм
Рис. 7 Снимок лазерного пучка отраженного от исследуемого объекта
Несмотря на сложную структуру отраженного от объекта пучка (рис. 8), благодаря голографическому принципу объединения волн в кристалле, в данном интерферометре может быть выполнена его фазовая демодуляция.
Методика эксперимента
Объектный пучок фокусировался короткофокусной линзой L 1 (рис. 4) на исследуемый объект (рис. 4). Поперечный диаметр объектного пучка в месте максимальной фокусировке составлял 50 мкм.
Исследуемый объект располагался рядом с реперным кварцевым волокном с диаметром 130 мкм на рамке, жестко связанной с электродинамическим преобразователем (рис. 8). В силу того что объекты имели малый размер для поиска и исследования образца использовалась двухкоординатная система линейного моторизированного перемещения Standa 8DCMC1.
Данная система позволила перемещать образец относительно объектного пучка с точностью до 14 нм.
Рис. 8 Взаимное расположение образца с диаметром 15 мкм и реперного кварцевого волокна
Управление отдельными нано-трансляторами системы моторизированного перемещения осуществлялось с помощью команд подаваемых с компьютера на контроллер. Для подачи команд и автоматизации управления было разработано и реализованно специализированное программное обеспечение «motor control for 8DCMC1», главное диалоговое окно которого представлено на рис. 8. (листинг файлов программы приведен в приложении)
Рис. 9 Главное диалоговое окно программы «motor control for 8DCMC1»
С помощью данной программы была осуществлена регистрация и синхронизация сигнала, подаваемого на АЦП, с передвижением нано-транслятора, что позволило правильно интерпретировать полученные результаты.
|
|
|
