Система измерения сверхмалых масс микрообъектов

Возврат после сканирования каждой линии необходим для компенсации люфта, который имеется в каждом трансляторе, и может различаться при прямом и обратном движении. Как видно из рисунка 40, запись данных происходит строго при движении транслятора в одном выбранном направлении.

Программа стабильно работала на протяжении всего времени проведения измерений, для своей работы требовала очень мало ресурсов ПК: процессорное время не превышало 0,16%, использование памяти ОЗУ 3мб. Количество собранных данных ограничивается только объемом свободного дискового пространства.

В виду создания данного приложения в среде Visual C++ 6.0 с использованием класса MFC, заметно упрощена процедура добавления новых функций в программу: дополнительной программной обработки данных, использование иной таблицы команд, новых диалоговых окон, панелей, кнопок и полей. Таким образом, программу можно легко переориентировать для решения других задач, связанных с управлением позиционерами, сбором и обработкой данных.

Заключение

В данной работе разработана и практически реализована система для измерения сверхмалых масс микрообъектов на основе адаптивного голографического интерферометра. Данная система позволяет измерить массы с точностью до г.

Проведены исследования колебаний малых (характерным размером~1мкм) слабоотражающих объектов,с сложным волновым фронтом излучения, отраженного от них. Рассмотрена и применена теоретическая модель,наиболее точно описывающая собственные колебания кантилевера. Выполненный теоретический расчет находится в согласии с данными, полученными в ходе эксперимента.

Разработан и реализован программно-аппаратный комплекс (ПАК), применение которого позволило автоматизировать процесс измерения. В частности, ПАК обеспечил осуществление автоматизированной установки образцов в нужное место интерферометра, сбор и обработку данных, а так же двумерное сканирование объектов. Разработанный комплекс может быть легко переориентирован для решения других задач, связанных с управлением позиционерами, сбором и обработкой экспериментальных данных.

В настоящей работе использована ортогональная схема записи динамических голограмм в кристалле, которая делает возможным создание многоканальной измерительной системы. Следует отметить, что ортогональная геометрия формирования динамической голограммы в ФРК позволяет создавать поляризационно-независимые схемы адаптивных интерферометров [19]. Поэтому представленный принцип детектирования малых колебаний может быть использован в том числе и для исследования сложных микро- и нано- объектов, взаимодействие излучения с которыми может приводить к изменению поляризационного состояния отраженной волн или полной ее деполяризации.

Разработанная система измерения сверх малых масс может найти применение в метрологии для измерения масс различных микро- и нанообъектов,в биологических и биомедицинских исследованиях (детектирование вирусов, молекул ДНК, белков).

Список использованной литературы

колебание микрообъект интерферометр кантилевер

1. S.V. Gupta. Nano-Technology for Detection of Small Mass Difference. // Journal of Metrology Society of India, Vol. 23, No. 3, 177-192 (2008)

2. S. Singamaneniet al. BimaterialMicrocantilevers as a Hybrid Sensing Platform.// Advanced Materials, Vol. 20, 653-680 (2008)

3. L.M. Lechuga, J.Tamayo, M. Бlvarezet al.A highly sensitive microsystem based on nanomechanical biosensors for Genomics applications. // Sensors and Actuators B, Vol. 118, 2-10 (2006)

4. B. Ilic, et al. Mechanical resonant immunospecific biological detector. // Applied Physics Letters, 77,p 450-452 (2000)

5. Bashir R. BioMEMS: state-of-the-art in detection, opportunities and prospects. //Advanced Drug Delivery Reviews, 56, 1565-1586.(2004)

6. B. Ilic, H. G. Craighead, S. Krylov, W. Senaratne, C. Ober, and P. Neuzil. Attogram detection using nanoelectromechanical oscillators // J. Appl. Phys. -Vol.95. (2004)

7. M. Sato, B.E. Hubbard, L.Q. English, and A.J. Sievers, B. Ilic, D.A. Czaplewski and H. G. Craighead. Study of intrinsic localized vibrational modes in micromechanical oscillator arrays. //CHAOS -Vol. 13, No.2 - P.702-715.(2003)

8. L. Sekaric,M. Zalalutdinov, S. W. Turner, A. T. Zehnder, J. M. Parpia, and H. G. Craighead Nanomechanical resonant structures as tunable passive modulators of light. // J. Appl. Phys.-Vol.80. (2002)

9. Gьnter Wilkening, LudgerKoenders. Nanoscale calibration standards and methods : dimensional and related measurements in the micro- and nanometer range. // Weinheim : Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, (2005)

10. М.П. Петров, С.И. Степанов, А.В. Хоменко. Фоточувствительныеэлектрооптическиесредывголографиииоптическойобработкеинформации. // Л.: Наука Ленингр. отд.-ние. - 1983. - 269 с.

11. S. Di Girolamo, A.A.Kamshilin, R.V.Romashko, Yu.N.Kulchin, J.-C.Launay. Fast adaptive interferometer on dynamic reflection hologram in CdTe:V. // Optics Express. - Vol.15. - No.2. - P.545-555. (2007)

12. A. Ashkin, G. D. Boyd, J. M. Dziedzic, R. G. Smith, A. A. Ballman, J. J. Levinstein, K. Nassau. Optically-inducedrefractiveindex inhomogeneities in LiNbO₃ and LiTaO₃. // Appl. Phys. Lett. - V.9. - P.72. (1966)

13. P. Gunter, J.-P. Huignard, eds. Photorefractive materials and their applications. // 2: Materials. Springer Series in Optical Sciences. - V.114. - 646 p. (2007)

14. G. Zhang, D. Kip, D.D. Nolte, J. Xu, eds. OSA Trends in Optics and Photonics: Photorefractive Effects, Materials, and Devices. - V.99. (2005)

15. P. Delaye, C. Denz, L. Mager, G. Montemezzani, eds. OSA Trends in Optics and Photonics: Photorefractive Effects, Materials, and Devices. - V.87. (2003)

16. В.Л. Винецкий, Н.В.Кухтарев. Динамическая голография. - Киев: Наукова думка. - 125 с. (1983)

17. Di Girolamo S., Romashko R.V., Kulchin Y.N., Kamshilin A.A. Orthogonal geometry of wave interaction in a photorefractive crystal for linear phase demodulation. // Opt. Commun. - V.283. - P.128-131. (2010)

18. K. Jensen, Kwanpyo Kim and A. Zettl. An atomic-resolution nanomechanicalmass sensor. // Nature nanotechnology. -VOL 3. - September (2008)

19. R.V. Romashko,S. Di Girolamo, Y.N. Kulchin, and A.A. Kamshilin. Photorefractive vectorial wave mixingin different geometries.// J. Opt. Soc. Am. -Vol. 27. No. 2. -P. 311-317. (2010)

Размещено на Allbest