Как измерить толщину эмульсии?

Sogokon'A · Post by **Sogokon'A** » Sat Jan 09, 2010 3:39 pm

Я хочу обратиться к тем, кто любит запах канифоли и понимает души сгоревших транзисторов.

На англоязычной части этого форума обсуждалась проблема измерения толщины эмульсионных слоев. http://holographyforum.org/phpBB2/viewt ... ess#p41567
http://holographyforum.org/phpBB2/viewt ... ess#p52362
Ни один из рассмотренных там способов не подходит для решения моих задач.

Однажды мне довелось наблюдать, как работает разобранный CD-привод. Компакт-диск был прилично согнут и не центрирован. Но, несмотря на это, считывающая головка исправно отслеживала все эти загогулины, описывая в пространстве одну из фигур Лиссажу. Амплитуда вертикальных колебаний составляла пару-тройку миллиметров. И глядя на это безобразие, возникало чувство удивления, и даже недоумения, что из колонок льется чистая музыка без примеси фигур Лиссажу.

А теперь вопрос: возможно ли заставить головку привода сканировать не диск, а образец со слоем, скажем БХЖ, на котором сделана царапина до подложки, а сигнал обратной связи вывести на экран компьютера, чтобы видеть профиль этой царапины, и, естественно, измерить ее глубину? Понятно, что после такого хирургического вмешательства привод диски читать уже не будет, да и не должен. Это уже будет специализированная приставка к компьютеру. Может быть, кто-то это уже делал?

А если это не сделано, то приведу еще один аргумент в пользу того, что это сделать нужно. Решетка на диске имеет примерно 600 линий на миллиметр. Поэтому, просканировав 1мм получим 600 отсчетов. Выводя изображение на экран в формате 640х480 при размере экрана 30см, получим 300-кратное увеличение. Добавив небольшое смещение по другой координате (0,48 мм) наш привод превращается в сканирующий микроскоп. Работа для него у меня уже есть.

_Pirra · Post by **_Pirra** » Sun Jan 10, 2010 9:13 pm

Доброго времени суток.
На такой вопрос могбы ответить Pifagor-N но он на ближайшие пол года потерян для общества. Готовится к сдаче кандидатского минимума...

Я могу сказать лиш следующее.

У ДВД диска есть большое преимушество перд голографическими пластинами- он отражает лазернвй луч. Если я ничего не путаю то там принцип такой:

ЛД излучает "свет" который фокусируется на диске подвижной линзой (там принцип как в динамике: пружина, и катушка над постоянным магнитом) луч проходит через линзу, отражается от диска и возврашается обратно, после кучи переотражений попадает на фото приёмник который не только измеряет интенсивность сигнала, но и определяет расфокусированность пучка (там в одном фотоприёмнике в ряд стоят три фотодатчика.) Если "свет" попадает на несколько датчиков, то подвижная линза меняет своё положение так, чтобы "свет" попадал только на один датчик.

положение по Х определяется шаговым двигателем. Угол Ф определяется через скорость вращения диска.

Вывод.
Координаты У нет, а значит придётся сильно повозится с механикой и найти второй ДВДром. Сканер может работать только с светоотражающими поверхностями. А значит царапины на эмульсии не заметит. Если же покрыть эмульсию чемнибудь, то смысл от такого устройства. Координату Z можно определять измеряя ток через "катушку смещения" линзы.

Както так. Но думаю это было известно и без меня...
Заранее извиняюсь за "не то чтобы очень полезный" комментарий.

_Pirra · Post by **_Pirra** » Sun Jan 10, 2010 9:28 pm

Если нужен бональный сканер, то можно взять лазер, пропустить пучёк через пластину, после чего расфокусировать линзой и спроекцировать на экран. Получим увеличенное изображение участка пластины. Дальше подключаем фотоаппарат, координатный станок и компьютер.

Если заменить лазер на электронную пушку а экран на люминафорную поверхность, то получи млектронный микроскоп. Хотя такое повторить заметно сложнее по многим техническим нюансам.

Но нито ни другое не поможет в определении тольшины эмульсии, только в определении параметров дефектов. Среднюю толщину эмульсии лучше мерить простым микроскопом с градуированным окуряром.

ooleg · Post by **ooleg** » Mon Jan 11, 2010 9:33 am

Существует метод измерение слоев с маленкий толщиный (примерно фолио) посредством две стекла клееный плотно в один конец - например с резиновые кольца, а в другой конец измежду их матъериал с неизвестная толщина (например алюминиево фолио). Пластинка освещается с лазер и от и числом минимумов и максимумов изчисляется толщина маериала.
Проблем что сдес толжина является сумма от толщина стекло и толщина слоя.... Но если измерить толщина стекло предварительно ....можно попробуется но возможно есло толщина емулсии отинаква по вся поверхность.
Ето описано в книге Глюк И. "И все это делают зеркала", Пер. с англ. М.: Мир. 1970г. Если полезно можно сканировать для вам статьа из книге.

Sogokon'A · Post by **Sogokon'A** » Mon Jan 11, 2010 1:18 pm

Спасибо, _Pirra, спасибо, ooleg!

Ситуация не такая уж безнадежная, как мне казалось раньше. Мне особенно понравилась фраза «луч проходит через линзу… попадает на фото приёмник который не только измеряет интенсивность сигнала…». Значит, все-таки измеряет! А если измеряет, то можно установить такой уровень, или добавить дополнительный усилитель, чтобы уверенно улавливалось 5-ти процентное зеркальное отражение от подложки и поверхности слоя.

_Pirra wrote:положение по Х определяется шаговым двигателем.
Координаты У нет, а значит придётся сильно повозится с механикой
Координату Z можно определять измеряя ток через "катушку смещения" линзы.

Бог с ней, кординатой У, главное, что Z есть! Значит проблем нет. Можно приступать к работе.

_Pirra wrote: можно взять лазер, пропустить пучёк через пластину, после чего расфокусировать линзой и спроекцировать на экран. Получим увеличенное изображение участка пластины.

В этом что-то есть, но чего-то и не хватает. Надо подумать.

_Pirra wrote: Среднюю толщину эмульсии лучше мерить простым микроскопом с градуированным окуряром.

Раньше я толщину измерял именно с помощью микроскопа. Но сейчас изменились условия эксперимента – измерять нужно в режиме реального времени и естественно бесконтактно.

В качестве еще одного аргумента в пользу перспективности рассматриваемой идеи предлагаю следующую картинку. Берем пишущий привод с лазерной головкой на 405 нм, а вместо диска ставим пластинку БХЖ. Допустим, что мы уже «научили» головку двигаться по Х и У. А писать на БХЖ мы будем не музыку, а цифровую голограмму, рассчитанную компьютером. Допустим, цифро-голорамма имеет размер 1200х1600 точек. Записав ее с разрешением 600 точек на мм, получим нормальную, физически осязаемую голограмму, размером 2х3 мм. С помощью лазерной указки можно элементарно увидеть, что же сотворил программист в виртуальном пространстве. А дальше больше: можно записывать всевозможные фазовые фильтры для фурье-плоскости или фильтры для получения экзотических веерных пучков.

_Pirra · Post by **_Pirra** » Mon Jan 11, 2010 6:41 pm

Доброго времени суток.
Управлять шаговыми двигателями не проблема, для этого есть специализированные микросхемы L298 и L297 при желании можно обойтись только первой. Координатный станок из двух ласточкиных хвостов, тоже вопрос сомнительной сложности, а вот найти подробное описание головки СДрома, это уже заметно сложнее.
Если энтузиазм не утихнет, буду помогать по мере сил.

evgeniy · Post by **evgeniy** » Mon Jan 11, 2010 7:22 pm

Тема интересная.Вот любопытная ссылка :http://dvdmikroskopic.ucoz.com/
Там есть книга об устройстве сд приводов.Когда я занимался ремонтом радиоаппаратуры, книга мне очень помогла.

Gall · Post by **Gall** » Tue Jan 12, 2010 3:49 pm

Сканировать с высокой точностью можно достаточно легко. Микроперемещения в кустарных условиях реализуются либо с помощью магнитного подвеса головки от CD-ROM, либо с помощью пьезозуммера. Прицепив то или другое к ЦАП через подходящий делитель напряжения, можно организовать движение со сколь угодно высокой точностью. Остается придумать, как сделать обратную связь, без которой на точность движения наложатся вибрации.

В CD-ROM обратная связь делается за счет того, что луч расщепляется дифрешеткой на три. Боковые лучи ведут головку по дорожке - свет должен попадать на боковые фотодатчики в равной степени. Если какой-то из них становится сильнее, в соответствующую сторону головку двигают. Аналогично измеряют расстояние до диска - по расфокусировке, ищут минимум диаметра пятна. Но здесь нет измерения в абсолютных единицах, есть только в относительных.

Я могу предложить образовать некое подобие сканирующего интерферометра - видимо, двухлучевого, вроде Майкельсона. На скане подсчитывать число интерференционных полос, пробегающих через фотоэлемент. Зеркало качать тупо от звукового генератора с маленькой амплитудой.

Sogokon'A · Post by **Sogokon'A** » Wed Jan 13, 2010 1:13 pm

Спасибо, дамы и господа за участие и поддержку. И очень надеюсь на помощь. Книгу по DVD скачал, буду изучать. В субботу пойду на базар покупать полу убитые «читалки» и «писалки». Идея с интерферометром очень интересная и имеет право на жизнь, тем более что в перспективе измерение толщины слоя находящегося в жидкости. А к проекционной идее предлагаю подключить метод фазового контраста. Но его как-то надо «огрубить» для измерения больших толщин 20-200 мкм.

Sogokon'A · Post by **Sogokon'A** » Wed Jan 13, 2010 3:52 pm

Sogokon'A wrote: А дальше больше: можно
записывать всевозможные фазовые фильтры для фурье-плоскости или фильтры
для получения экзотических веерных пучков.

Хотя веерные пучки тоже существуют, но я имел ввиду вихревые пучки. Такие как здесь
http://www.metodolog.ru/00332/00332.html
http://optics.sinp.msu.ru/index.html
http://www.nightn.ru/files/pdf/Vihri.pdf