27904

اندازه‌گيري پاشندگي ميكروشيء‌ها با استفاده از ميكروسكوپ فاز دو طول موجي

كارشناسي ارشد

فوتونيك- فوتونيك

1399

1401/11/26

محمدرضا جعفرفرد

فيزيك

در اين پژوهش روش ميكروسكوپ فاز دو طول موجي به عنوان يكي از روش‌هاي اندازه‌گيري پاشندگي ميكروشيء‌ها معرفي شده است. ابتدا امكان‌پذير بودن اين روش را با استفاده از شبيه‌سازي توسط نرم‌افزار MATLAB بررسي كرديم. سپس اين روش را به صورت تجربي و در محيط آزمايشگاه پياده‌سازي كرديم. از آنجا كه اين ميكروسكوپ مبتني بر تكنيك تداخل‌سنجي است، از يك دو منشور فرنل براي تداخل امواج استفاده كرديم. دو منشور فرنل، شامل دو منشور نازك است كه قاعده‌هاي آنها به يكديگر چسبيده‌اند. هنگامي كه يك جبهه موج به دو منشور برخورد مي‌كند، بخش پاييني جبهه موج به سوي بالا و بخش بالايي آن به سوي پايين مي‌شكند. در نتيجه، در ناحيه‌اي از فضا اين دو موج با يكديگر تداخل كرده و نوارهاي تاريك و روشن را بوجود مي‌آورند. اين طرح تداخلي شامل اطلاعات فاز نمونه مي‌باشد و با پردازش تصوير نمونه در محيط نرم‌افزار از طريق روش تقسيم فضايي فوريه و اعمال فيلتر فضايي مناسب به راحتي مي‌توان اختلاف فاز نمونه با محيط را بدست آورد. در نهايت با در اختيار داشتن اطلاعات فاز و استفاده از روابط و محاسبات انجام شده در فصل 4، پاشندگي نمونه مربوط به هر طول موج بدست آمده است. اين ميكروسكوپ داراي مزيت‌هايي از قبيل ميدان ديد وسيع با حفظ وضوح بالا، بدون تماس، عدم آسيب به نمونه، سرعت بالا و قابليت تصويربرداري 3 بعدي است. اين روش مي‌تواند براي تمام ميكروشيء‌ها مورد استفاده قرار گيرد. ما در اين پژوهش از يك فيبر نوري تك مد بدون روكش به عنوان يك ميكروشيء تصويربرداري كرديم.

1401/12/07

Dispersion measurement of micro-objects using dual wavelength phase microscope

2/15/2024 12:00:00 AM

In this research, the two-wavelength phase microscope method has been introduced as one of the methods for measuring the scattering of micro-objects. First, we checked the feasibility of this method using simulation by MATLAB software. Then we implemented this method experimentally in a laboratory environment. Since this microscope is based on the interferometry technique, we used a double Fresnel prism for wave interference. Two Fresnel prisms consist of two thin prisms whose bases are attached to each other. When a wave front hits two prisms, the lower part of the wave front breaks upwards and the upper part breaks downwards. As a result, in a region of space, these two waves interfere with each other and create dark and light bands. This interference scheme includes sample phase information and by processing the sample image in the software environment through the Fourier spatial division method and applying a suitable spatial filter, the phase difference of the sample with the environment can be easily obtained. Finally, by having the phase information and using the relationships and calculations made in chapter 4, the scattering of the sample corresponding to each wavelength has been obtained. This microscope has advantages such as a wide field of view while maintaining high resolution, no contact, no damage to the sample, high speed and 3D imaging capability. This method can be used for all micro objects. In this study, we imaged an uncoated single-mode optical fiber as a micro-object.

ميكروسكوپ فاز دو طول موجي , ميكروشيء‌ها , تقسيم فضايي فوريه , فيلتر فضايي , دو منشور فرنل

Dual wavelength phase microscope , Micro-objects , Fourier spatial division , Spatial filter , Bi-fresnel prism

Heliya Abdolrezaei

Dr. Jafarfard