Построение яркостной гистограммы изображения зерен пыльцы, полученных с помощью РЭМ

Тип работы:
Дипломная
Предмет:
Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

КУРСОВАЯ РАБОТА

Построение яркостной гистограммы изображения зерен пыльцы, полученных с помощью РЭМ

Введение

Улучшение качества промышленной продукции есть надежный путь более полного удовлетворения потребностей народного хозяйства, ускорения научно — технического прогресса. В связи с этим постоянно возрастают требования к соблюдению метрологических правил и норм, направленных на повышение уровня измерений, их точности, надежности и производительности. От точности и своевременности измерительной информации зависит правильность принимаемых решений. От качества измерений зависят современные технологии и научные исследования, учет и экономия материальных ресурсов, техническая, экологическая и медицинская диагностика, крупные научные открытия. В современных условиях в большинстве практических применений оптимальность измерений определяется предельно достижимой точностью при минимальных затратах. Уровень точности определяется критерием целесообразности. Неоправданное превышение необходимой точности обычно резко удорожает измерения. Недостаточная точность приводит к браку в производстве, ошибочным результатам и решениям. Технический прогресс отраслей промышленности и развитие науки требует непрерывного повышения точности измерений физических величин. Для обеспечения единства этих измерений метрология должна непрерывно совершенствовать эталоны единиц и создавать все более точную измерительную аппаратуру, используемую как в качестве образцовых средств, так и при научных исследованиях. Поэтому задачей метрологии является также использование новейших достижений науки для создания средств измерений высшей точности. Средства измерений высшей точности применяются для получения значений универсальных физических констант, наиболее достоверные значения которых затем необходимы в технике точных измерений. Прецизионные измерения — техническая наука, основным содержанием которой является измерение и контроль конструктивных параметров оптических элементов и систем, а также измерение физических характеристик изучаемых объектов с помощью прецизионных методов и оптических приборов. Главная особенность прецизионных измерений заключается в том, что они имеют высокую точность и наглядность. Прецизионные измерения относятся в измерениям высшей точности, которая соизмерима с длиной световой волны (= 0. 555 мкм). Поэтому, например, и в машиностроении, и в приборостроении оптические измерения применяются там, где необходимы предельно высокие точности. Так, концевые меры изготавливаются и аттестуются с применением интерферометрии. С другой стороны, научные исследования, а также разработки в области высоких технологий требуют проведения измерений с наивысшими точностями, которые нередко находятся на пределе теоретически предсказанных возможностей.

В оптическом приборостроении производство современных оптических приборов, отвечающих требованиям высоких технологий, должно быть обеспечено высокоточными методами и аппаратурой прецизионных измерений и контроля. Современное оптическое приборостроение характеризуется увеличением объемов выпуска оптической продукции, совершенствованием ее технических характеристик, а также необходимостью создания и производства новых классов приборов и систем.

1. Обработка в среде MathCad и Excel

Система Mathcad в любом варианте поставки с помощью функции READBMP позволяет считывать монохромные изображения, представленные файлами с расширением. BMP. Эта функция возвращает матрицу, которая определяется размером рисунка. Каждый элемент возвращаемой матрицы соответствует пикселю исходного изображения и имеет значение кода плотности черного цвета от 0 до 255. ()

2. Классификация видов оптических приборов

Наиболее просто и естественно оптические приборы разделяются на две группы:

· приборы дальнего действия (телескопические трубы, фотоаппараты);

· приборы ближнего действия (лупы, микроскопы и др.).

Но кроме этого можно определить ряд общих признаков различных приборов и выделить следующие группы классификации по этим признакам.

По положению предмета и изображения относительно оптической системы прибора:

· предмет и изображение на бесконечном расстоянии, входящие и выходящие пучки лучей, несущие информацию о точке предмета, образуются параллельными лучами (телескопические системы);

· предмет на конечном расстоянии, изображение в бесконечности, входящий пучок расходящийся, выходящий — параллельный (лупа, микроскоп);

· предмет в бесконечности, изображение на конечном расстоянии (фотоаппаратура, киносъемочная аппаратура),

· предмет и изображение на конечном расстоянии (репродукционные фотоаппараты, фототрансформаторы, фотоувеличители и др.).

По принципу действия оптических поверхностей системы:

· диоптрические приборы (рефракторы), оптическая система образована только преломляющими поверхностями;

· катоптрические приборы (рефлекторы), оптическая система образована только отражающими зеркальными поверхностям;

· катодиоптические приборы (зеркально-линзовые), состоящие из линз и зеркал,

По типу приемников оптического излучения:

· визуальные (приемник — глаз);

· оптико-электронные (приемник — фотокатод);

· фотографические (приемник — фотоэмульсия),

· По использованию диапазона оптического излучения:

· для видимой части спектра (380 — 770 нм.);

· инфракрасные (770 — 75 000 нм.);

· ультрафиолетовые (10 — 380 нм.), [3]

3. История создания оптических приборов

оптический прибор оптоэлектроника

В ряду задач, связанных с использованием научных достижений в производстве, все большее значение стало отводиться созданию и совершенствованию различных приборов и измерительных инструментов, их использованию в теоретических исследованиях и практической (производственной) деятельности. Во второй половине XVIII в. и особенно в XIX в. заметно расширилась сфера применения большинства известных уже 100−150 лет точных приборов. Они постепенно проникают в различные области науки и отрасли техники. Так, например, микроскопы стали использовать не только для медико-биологических целей, но и в химии, и в металлургии, зрительные трубы — не только в астрономии, но и в геодезии, и в маркшейдерии, термометры — не только в метеорологии, но и в медицине, и в металлургии.

Разработанная X. Гюйгенсом еще в XVII в. теория маятника легла в основу изготовления не только часов, но и маятниковых приборов, получивших в XIX в. широкое применение в геофизике для исследования ускорения силы тяжести в разных пунктах земной поверхности, необходимых для определения фигуры Земли.

Со второй половины XVIII и особенно в XIX столетии в процессе конструирования, изготовления и эксплуатации наблюдательных и измерительных инструментов и приборов для проведения многочисленных научных экспериментов выявлялись наиболее удобные формы их узлов (например, вместо прямых зрительных труб стали использовать ломаные, вместо круглых уровней — цилиндрические) и отдельных деталей, подбирались подходящие материалы: дерево все более вытеснялось металлом — медью, бронзой, железом, сталью, латунью, а затем и специальными сплавами, дающими минимальные температурные деформации.

Изобретение суппорта к токарному станку и дальнейшие усовершенствования металлорежущих станков дали возможность придавать необходимую конфигурацию деталям машин и инструментов, что, в свою очередь, позволило повысить точность и качество создаваемых приборов. Повышению качества и увеличению количества точных приборов в значительной степени способствовало изобретение делительных машин (примитивные делительные приспособления использовались еще в конце I тыс.; их конструировал и описал в свое время ал-Бируни). Механическое деление для разметки зубцов на зубчатых колесах с помощью специально размеченного колеса пытались ввести и часовые мастера. Но только в 60-х годах XVIII в. почти одновременно де Шолнес во Франции и Д. Рамсден в Англии предложили способы полной механизации первоначального деления круга. Примерно к 1780 г. Рамсден усовершенствовал свою делительную машину, конструкцию которой к концу столетия уже широко использовали для разделения круговых и линейных шкал. Это изобретение Рамсдена сыграло очень важную роль в развитии приборостроения. Ведущее место в развитии приборостроения рассматриваемого периода занимало оптическое приборостроение. Созданием оптических приборов занимались крупнейшие ученые XVIII в. Среди них был и М. В. Ломоносов. Уже в первый год своего пребывания в Петербургской академии наук (1741 г.) он представил сочинение «Рассуждение о катоптрико-диоптрическом зажигательном инструменте» Таким образом, зажигательные оптические инструменты сыграли важную, прогрессивную роль в развитии оптики. Создание этих инструментов привлекло к занятиям практической оптикой многих выдающихся ученых и способствовало процессу переноса естественнонаучного знания в оптике в прикладную область.

После того как благодаря исследованиям И. Ньютона, Ч. Холла, Л. Эйлера и Д. Доллонда в середине XVIII в. была создана практическая конструкция ахроматического телескопа, эти оптические инструменты начали строить на многих заводах мира.

Начиная с 1757 г. ахроматические телескопы стали изготовлять на оптических заводах Б. Мартина, и через короткий промежуток времени ахроматический телескоп можно было приобрести во многих оптических мастерских Англии. Интересно отметить, что стоимость ахроматических телескопов определялась их длиной и продавались они, согласно прейскуранту 1777 г. Джорджа Адамса, по цене 16 шиллингов за фут. Длина ахроматических телескопов составляла в то время от 1 до 8 футов.

Появились и получили распространение ахроматические телескопы и во Франции. 4 мая 1761 г. парижский оптик К. С. Пассман продемонстрировал перед королем Людовиком XV ахроматическую подзорную трубу длиной 1 м. 30 сентября 1763 г. тот же оптик создал карманную зрительную трубу длиной всего 8 см с ахроматическим объективом диаметром около 4 см, который состоял из трех линз.

В Голландии во второй половине XVIII в. ахроматические телескопы изготовляли на оптическом заводе Яна ван Дейла и его сына Германуса ван Дейла. Первоначальные сведения об изготовлении ахроматических телескопов в Германии относятся к 1764 г. Эти телескопы по своему качеству не уступали английским.

Следующий шаг в развитии ахроматического телескопа связан с именем немецкого физика Йозефа Фраунгофера, который в детстве работал учеником в зеркальной и стекольных мастерских. В 1806 г. он поступил на службу в известную в то время крупную оптическую мастерскую в Бенедиктбейерне (Бавария); позднее стал ее руководителем и владельцем. Выпускавшиеся мастерской Фраунгофера оптические инструменты получили широкое распространение во всем мире. Он ввел существенные усовершенствования в технологию изготовления больших ахроматических объективов телескопов, изобрел новый станок для полировки линз, разработал методику контроля поверхностей линз. Ученый существенно усовершенствовал методику измерений дисперсии оптических стекол, что открыло путь к созданию более совершенных ахроматических объективов. [2]

4. МЭМС (микроэлектромеханические системы)

В современном мире миниатюризация электронных изделий, микроэлектромеханические системы (МЭМС) и наноэлектромеханические системы (НЭМС) задают все новые стандарты возможностей современной инженерии. Несмотря на то, что эти устройства обычно производятся с помощью методов, аналогичных методам полупроводниковой промышленности (таких как фотолитография и различные методы осаждения), производители должны все чаще учитывать влияние увеличения отношения поверхности к объему данных устройств. При нынешних масштабах обычные правила конструирования и производства начинают терять свою значимость, так как преобладающими становятся поверхностные эффекты, такие как статическое электричество и увлажнение.

Описание:

Области применения и сферы исследований МЭМС могут быть как экзотическими, так и вполне повседневными, но чаще всего они используются для «интеллектуальных» технологий. Среди них:

* манометры топлива и датчики расхода воздуха

* тормозные датчики

* акселерометры для улучшения развертывания подушки безопасности

* силовые приводы и кантилеверы

* микросопла для направления струи в струйных принтерах

* навигационные гироскопы

* микроробототехника

* «интеллектуальная пыль» для обнаружения изменений среды

Эти технологии решают совершенно разные задачи, но характеризуются схожими методами производства и процессами контроля качества. Например, световая микроскопия с высоким разрешением и использованием стереомикроскопов применяется для выявления дефектов и инородных веществ, в то время как моторизованные системы отраженного света, промышленные и полупроводниковые микроскопы можно использовать для различных методов анализа, таких как светлое поле, ДИК, поляризация, эпифлуоресценция и двухлучевая интерферометрия.

В последнее время видеоизмерительные системы стали применять для анализа контроля качества в системах МЭМС, так как они обеспечивают чрезвычайно высокую точность и могут быть легко настроены для конкретных требований наблюдения широкого спектра задач (Рисунок 1)

Рисунок 1 Стереомикроскоп с трансфокатором

Благодаря эргономичной конструкции микроскопа оператор может принять удобное положение во время работы, при этом во время долгих часов наблюдений усталость не накапливается. В дополнение к превосходным оптическим характеристикам для этого микроскопа предлагается широкий выбор принадлежностей, позволяющих по доступной цене расширить систему в соответствии с вашими потребностями.

5. Металлургическая промышленность

Контроль качества является фактором первостепенной важности в металлургической промышленности, так как погрешности качества могут привести к серьезному ухудшению рабочих характеристик и снижению уровня безопасности. Меры по контролю качества охватывают проверку того, что ключевые размеры точно соответствуют спецификациям, а также проверку других критериев, таких как качество обработки поверхности и размер зерна / кристалла, что может быть чрезвычайно важно, так как оказывает сильное действие на качество и эксплуатационные характеристики продукции.

Так как прочность металлов на растяжение обратно пропорциональна размеру зерна или кристалла, при производстве таких компонентов, как вкладыши подшипников и коленчатые валы, критически важными являются контроль и проверка достижения правильных размеров. Дефекты кристаллической структуры определяют то, каковы будут результаты при нагрузке, поэтому они являются ключевым аспектом как при исследованиях, разработках, так и при контроле качества.

Микроскопия с эпископическим освещением, в особенности поляризационные методы, играют ключевую роль в том смысле, что они дают возможность измерять размер зерна и определять недостатки на границе между соседними зернами. С помощью неавтоматизированной метрологии можно точно оценить прототипы, проверить работу сверлильных систем с ЧПУ и выполнить контроль качества небольших объемов продукции. Бесконтактное измерение высоты по оси z может также быть полезной функцией неавтоматизированных измерительных микроскопов, используемой для контроля качества небольших объемов продукции.

Так как прочность металлов на растяжение обратно пропорциональна размеру зерна или кристалла, при производстве таких компонентов, как вкладыши подшипников и коленчатые валы, критически важными являются контроль и проверка достижения правильных размеров. Дефекты кристаллической структуры определяют то, каковы будут результаты при нагрузке, поэтому они являются ключевым аспектом как при исследованиях, разработках, так и при контроле качества.

Микроскопия с эпископическим освещением, в особенности поляризационные методы, играют ключевую роль в том смысле, что они дают возможность измерять размер зерна и определять недостатки на границе между соседними зернами. С помощью неавтоматизированной метрологии можно точно оценить прототипы, проверить работу сверлильных систем с ЧПУ и выполнить контроль качества небольших объемов продукции. Бесконтактное измерение высоты по оси z может также быть полезной функцией неавтоматизированных измерительных микроскопов, используемой для контроля качества небольших объемов продукции.

Метод автоматизированного бесконтактного видеоизмерения не только позволяет выполнять надежные измерения от кромки до кромки огромного количества простых прессованных металлических компонентов, выпускаемых миллионами, но и измерять положение, диаметр, глубину и профиль отверстий комплексных деталей, произведенных в небольшом объеме в результате процессов сверления и машинной обработки. Благодаря правильному освещению и автоматическому обнаружению кромок видеоизмерительные системы могут также компенсировать неровности, вызванные производственным процессом. Бесконтактные видеоизмерительные системы могут быть также использованы для сравнения проектных данных с реальными, выполнения статистического анализа полученной информации в режиме реального времени и оценки механизмов передачи движения. [4]

Ключевыми методами для контроля качества в металлургической промышленности являются стереомикроскопия, бесконтактное измерение высоты по оси z, бесконтактное видеоизмерение, светодиодное освещение с помощью двух колец, лазерная автофокусировка через объектив (TTL AF), лазерное сканирование и автоматическое обнаружение кромок. (Рисунок 2)

Рисунок 2 iNEXIV VMA-2520

NEXIV VMA-2520 — это новая измерительная система с несколькими датчиками, достаточно легкая и компактная для использования в заводских условиях на рабочей поверхности, быстрая, полностью автоматическая и высокоточная, что делает ее идеальным решением для широкого ряда вариантов применения в сфере промышленных измерений и контроля качества. Система iNEXIV предназначена для измерения трехмерных объектов, подготовлена к работе с контактной измерительной головкой, оснащена новейшим программным обеспечением для обработки изображений и включает в себя современную систему трансфокатора 10х, а также опцию лазерной автофокусировки.

6. Производство изделий из пластмассы

Контроль качества при производстве изделий из пластмассы является чрезвычайно важным, так как не соответствующие спецификациям компоненты финансовым бременем ложатся на производителя — не только из-за того, что с повторной обработкой партии связаны траты на материал и машинное время, но также из-за стоимости утилизации и рециклирования.

Так как партии пластиковых деталей, полученных методом литья под давлением, состоят из миллионов единиц, принципиально важно идентифицировать тот момент, когда ключевые размеры грозят выйти за пределы допуска. Однако, кроме того, что процесс формирования пластмассы подвержен естественным флуктуациям, одна лишь скорость процесса литья под давлением уже представляет собой сложность для эффективного контроля качества. Также сложность представляют собой различные цвета, текстуры, размеры и сложность деталей, которые необходимо измерить. Производителям необходимо проверять статистически валидный объем выборки, соблюдая при этом строгий производственный план.

Кроме размеров от одного края до другого, также может быть необходимо проверить положение, диаметр, глубину и профиль отверстий. Так как из пластика изготавливаются покрытия многих высококачественных изделий, его поверхность также должна быть абсолютно свободна от дефектов.

Стереомикроскопия играет ключевую роль в исследовании качества обработки поверхности и обнаружении мельчайших недостатков.

С помощью неавтоматизированной метрологии можно точно оценить прототипы, проверить работу форм для литья под давлением и выполнить контроль качества небольших объемов продукции. Возможность бесконтактного измерения высоты по оси z может оказаться полезной функцией неавтоматизированных измерительных микроскопов, используемых для контроля качества небольших объемов продукции.

Автоматизированное, бесконтактное видеоизмерение не только позволяет выполнять множество надежных измерений от одного края до другого на простых пластиковых деталях, но и измерять положение, диаметр, глубину и профиль отверстий комплексных деталей, произведенных в небольшом объеме.

Правильно настроив освещение, а также повторяемое и воспроизводимое распознавание контуров, можно правильно найти лучами, выделить и с высокой воспроизводимостью измерить контуры даже темных и прозрачных деталей. Бесконтактное видеоизмерение может быть также использовано для сравнения проектных данных с реальными и выполнения статистического анализа полученной информации в режиме реального времени.

Основными методами контроля качества при производстве пластика являются стереомикроскопия, увеличенная глубина резкости, поляризационная микроскопия, фазовый контраст, бесконтактное измерение высоты по оси z, бесконтактное видеоизмерение, светодиодное освещение с помощью двух колец, лазерная автофокусировка через объектив (TTL AF), лазерное сканирование и автоматическое обнаружение кромок. (Рисунок 3)

Рисунок 3 MM400/800

MM400/800 — это новая серия микроскопов, разработанная для промышленных измерений и анализа изображений. Они интегрируют важнейшие функции и дают полный цифровой контроль за максимальной точностью измерений для самых сложных промышленных задач. Системы поддерживают множество новых и расширенных функций, включая соединение через электронный сетевой концентратор от Nikon, которое обеспечивает полную интеграцию периферийных устройств микроскопа посредством нового метрологического программного обеспечения Nikon EMAX2.

7. Автомобильная промышленность

Когда речь заходит об обработке поверхности, конкуренция в автомобильной промышленности очень высока. Начиная от исходных проектных решений компонентов до серийного производства и контроля качества для обеспечения унифицированности и высокого качества деталей должны соблюдаться строжайшие нормы. Международные требования к повышению экономичности и топливной эффективности повысили необходимость в долговечных и более рационально подогнанных компонентах, которые могут улучшить работу и снизить уровень отрицательного воздействия каждого автомобиля на окружающую среду. Следование этим высоким стандартам не только повышает срок службы компонентов, но и защищает репутацию их производителя.

Для проверки юстировки, качества поверхности, пространственной геометрии и функционального качества деталей машинной обработки производители должны использовать различные методы микроскопии. Они включают в себя такие основные методы, как стереомикроскопия и использование инвертированных микроскопов, а также более сложные аналитические приборы, в том числе видеоизмерительные системы, специальные метрологические микроскопы и микроскопы поляризованного света. Каждый из этих приборов может использоваться для оценки ключевых функциональных параметров компонентов, включая:

* подшипники распределительного и коленчатого вала,

* топливные инжекторы и впрыскивающие сопла,

* детали, отлитые из пластмассы,

* поверхности цилиндра,

* тормозные диски,

* коробки передач,

* поршни, стержни и кольца

* соединительные штоки

Производство деталей в точном соответствии со стандартами может увеличить срок их службы и обеспечить более экономичный, направленный на производство процесс изготовления, который в конечном итоге может повысить качество и увеличить прибыль. (Рисунок 4)

Рисунок 4 Eclipse LV150 Series

Передовая оптика, цифровые возможности и модульная конструкция микроскопов серии Eclipse LV150 обеспечивают беспрецедентный уровень универсальности и гибкости, который позволяет им работать с широким рядом продуктов и задач от проектирования и контроля качества до контроля на производстве. Данные микроскопы обеспечивают превосходную производительность при контроле качества полупроводников, плоских панелей, корпусов электронных / оптических устройств, электронных подложек, материалов, медицинских приборов и множества других образцов.

8. Медицинские приборы

Когда речь идет о медицинских приборах, ошибки должны быть исключены. Повторяемые исследования и измерения ключевых компонентов и определенные допуски играют важнейшую роль в надежности и повторяемости работы медицинских приборов, начиная от простых, одноразовых катетеров до самых передовых систем доставки лекарств.

Также необходимо проверять качество приобретенных материалов перед их выдачей со склада и вести полноценный журнал регистрации событий в нормативно-правовых целях.

Микроскопия является ключевым прибором исследования медицинских приборов и их компонентов, так как она может обеспечивать высококонтрастные изображения, необходимые для обнаружения малейших недостатков как на поверхности, так и под поверхностью инспектируемых изделий — таких как катетеры и лезвия скальпелей. Она также может применяться при определении того, являются ли дефекты следствием производственной ошибки или неправильного использования.

С помощью неавтоматизированной метрологии можно точно оценить прототипы, проверить работу новых приборов литья под давлением и выполнить контроль качества небольших объемов продукции.

Автоматизированные бесконтактные видеоизмерительные системы позволяют надежно выполнять многочисленные измерения большого количества простых и сложных компонентов со скоростью, необходимой для соблюдения строжайшего производственного плана. Правильно настроив освещение, а также повторяемое и воспроизводимое распознавание контуров, можно правильно найти лучами, выделить и с высокой воспроизводимостью измерить контуры даже темных и прозрачных деталей. Бесконтактное видеоизмерение можно также использовать для сравнения проектных данных с реальными и выполнения статистического анализа полученной информации в режиме реального времени.

Основными методами для контроля качества медицинских приборов являются стереомикроскопия, увеличенная глубина резкости, поляризационная микроскопия, фазовый контраст, бесконтактное измерение высоты по оси z, бесконтактное видеоизмерение, светодиодное освещение с помощью двух колец, лазерная автофокусировка через объектив (TTL AF), лазерное сканирование и автоматическое обнаружение кромок (Рисунок 5).

Рисунок 5 AZ100 Multizoom

Модель AZ100 Multizoom — это новое слово в создании микроскопов. Модель обладает чрезвычайно большим диапазоном увеличений, от 5x до 400x, эффективно сочетая преимущества простых стереомикроскопов и сложных систем микроскопии. Благодаря плавному ходу трансфокатора и уникальному трехгнездному револьверу, микроскоп AZ100 может непрерывно переключать режимы увеличения, переходя от макро- к микронаблюдению одного и того же образца.

9. Микроэлектроника

Меньше, дешевле, быстрее — таковы постоянные стремления производителей микроэлектронных приборов. В этой отрасли каждое новое поколение продуктов должно превосходить предыдущее, будучи меньше по размеру и без значительного увеличения затрат.

Данные правила также применимы к каждой компоненте, используемой при производстве, включая:

* транзисторы

* конденсаторы

* индукторы

* резисторы

* диоды

Так как размер этих приборов постоянно уменьшается, повышается необходимость во все более мощных методах измерения с целью анализа монтажных плат со все большей плотностью монтажа. При таких малых размерах влияние каждого дефекта становится все сильнее, в то время как новые факторы, появляющиеся в результате усложнения дизайна, такие как электростатические силы, начинают заметно влиять на результат.

Для мониторинга качества проектирования и производства в данной области часто используется комбинация систем микроскопии. Примерами являются:

* стереомикроскопия и световая микроскопия в целях нахождения общих дефектов и контроля качества соединений;
* металлургическая микроскопия в проходящем и отраженном свете для контроля качества полупроводниковых пластин, и видеоизмерительные системы для подробного метрологического анализа и метрологического отчета;
* система микроскопии для контроля качества пластин и фотошаблонов с целью идентификации дефектов в отраженном свете.

Использование дополнительных цифровых камер высокого разрешения и интуитивно понятного, но мощного программного обеспечения для анализа изображений может еще более повысить качество контроля, делая производителей готовыми к изготовлению чипов следующего поколения, отвечающим еще более строгим инженерным требованиям. [1]

Основные методы и приборы: стереомикроскопия, наблюдение в проходящем и отраженном свете, инвертированные микроскопы, видеоизмерительные системы, цифровые камеры, программное обеспечение NIS Elements. (Рисунок 6)

Рисунок 6 SMZ 1500

Новейший и самый совершенный стереомикроскоп Nikon SMZ1500 создан специально для профессиональных исследователей естественных наук. Он обладает самым высоким в мире коэффициентом трансфокации от 0,75x до 11,25x, комплектуется новейшими и передовыми принадлежностями для решения самых сложных задач и может соперничать с модульными микроскопами высокого класса. Благодаря этим функциям оператор может исследовать и фотографировать образцы как в макро-режиме, так и микро-изображения с большим увеличением.

10. Оптоэлектроника

От оптоволоконной связи и беспроводных сетей до оптических запоминающих устройств и передового медицинского оборудования, оптоэлектроника становится все более важной частью современных технологий. Она является невидимой основой огромного количества таких разнообразных продуктов, как полупроводниковые лазеры, светодиоды, фотоприемники и оптоэлектрические преобразователи, обеспечивая взаимную конверсию оптической и электронной информации.

Для обеспечения надежности функционирования этих прецизионных приборов в течение времени их производители должны отвечать строжайшим требованиям, так как заказчик может не принять целую партию, состоящую их тысяч диодов, если найдет хотя бы один дефект в тестовом образце. Потребность в современной продукции в сфере телекоммуникации и электроники также ставит перед производителями и инженерами сложнейшие задачи. Дефекты роста кристаллов, неравномерности покрытий, дисперсное загрязнение, избыточное напыление и краевые сколы — это лишь некоторые из часто встречающихся ошибок, которые могут привести к миллионам напрасно произведенных приборов, задержке производства и, в худшем случае, к потерянным контрактам.

Чтобы избежать этих ошибок, необходим строжайший контроль поверхности материалов и ключевых свойств приборов, влияющих на параметры функционирования. Для этого инженеры-оптоэлектроники используют те же методы, применяющиеся в полупроводниковой и микроэлектронной промышленности, а также специальные методы, среди которых:

* неавтоматизированная метрология и спекл-метрология

* оптическая интерферометрия

* дифракционный анализ

* стереомикроскопия

* голографическая интерферометрия и инвертированная световая микроскопия

Так как границы оптоэлектронных технологий расширяются до невиданных ранее пределов, использование этих и других систем микроскопии становится все более важным для минимизации вероятности изготовления испорченных партий продукции, оптимизации производительности труда и повышения доходов.

Основные методы и приборы: стереомикроскопия, наблюдение в проходящем и отраженном свете, инвертированные микроскопы, видеоизмерительные системы, цифровые камеры, программное обеспечение NIS Elements. (Рисунок 7)

Рисунок 7 SMZ645/660

Стереомикроскопы Nikon SMZ645 и 660 созданы специально для пользователей, которым необходимы расширенные функции и увеличенная производительность при невысокой стоимости приборов. Запатентованная конструкция микроскопов Nikon три «А» (Airtight, Anti-mold and Anti-electrostatic — Герметичность, противогрибковая защита и защита от статического электричества) позволяет забыть о проблемах при работе в любых условиях.

Заключение

Современные оптические приборы играют важную роль в народном хозяйстве, служат основой научно — технического прогресса. Оптические и прецизионные методы измерения и приборы как наиболее точные применяются во многих областях науки и производства — в большинстве современных высоких технологий, в ядерной и космической технике, лазерных технологиях, в машиностроении и приборостроении для контроля наиболее точных деталей, при сборке прецизионных узлов, для научных исследований в области физики, химии, медицины, биологии и так далее.

Значительную и все возрастающую роль играют прецизионные измерения также и в большинстве областей естественно — научных и научно — технических исследований, в технической, медицинской и биологической практике.

Успешная работа современного исследователя в оптической измерительной лаборатории зависит не только от хорошей оснащенности современными приборами, но и от знания и применения теоретических и технических аспектов современных прецизионных измерений, их возможностей и перспектив.

Список использованных источников

1. Смирнова И. А., Стубарев Д. В., Толстиков А. С. Оптимизация измерительных систем // Вестник СГГА. — Новосибирск: СГГА. — 2003. — Вып.8. — С. 153−159.

2. Ландсберг Г. С. Оптика — М.: Наука, 1976. — 928 с.

3. Сивухин Д. В. Общий курс физики: Учебник. В 5-ти т.: Т. IV. Оптика. — М.: Наука, 1980. — 752 с.: ил.

4. Неразрушающий контроль: Справочник: В 8 т. / Под общ. ред. В. В. Клюева. Т. 6: В 3 кн. Кн. 2: В. Н. Филинов, А. А. Кеткович, М. В. Филинов. Оптический контроль. — 2-е изд., испр. — М.: Машиностроение, 2006. — 832 с.: ил.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой