Как из оптики вычленить фазу и амплитуду?

Question

Зондовая микроскопия в России

👨‍🔬 ЛСДУЗ

Как из оптики вычленить фазу и амплитуду?

0

01.03.2024

27 ответов

26 просмотров

👨‍🔬 ЛСДУЗ Автор вопроса

kazantsev dmitry
Смотри. Расскажу сначала как программист (поскольк...

Я все равно не понимаю почему это должно называться амплитудой и фазой, а не синусоидальной вариацией интенсивности

0

2 месяца назад

Вовчик

kazantsev dmitry
Смотри. Расскажу сначала как программист (поскольк...

Я так понял что если зеркало медленно едет, то это гомодин, но только не два измерения (0 и 90 градусов), а сразу много, и потом фит синусоидой даст чистый сигнал. При быстром движении зеркала это будет гетеродин (на склоне пилы движения зеркала), но зеркало должно очень быстро ехать. Как я вижу, в случае пилообразного движения зеркала проблема в том, что нужно игнорировать места, где идёт стык зубьев пилы. Эти же стыки могут вносить вибрации или ещё какие помехи. Остаётся вопрос по скорости. В случае с pseudoheterodyne зеркало колеблется гармонично, и нет проблем со стыками и высокочастотными вибрациями. Можно вытащить амплитуду и фазу чисто из одной осцилляции зеркала (на практике чуть дольше из-за слабого сигнала). Минус только в том что не весь интерферируемый сигнал учитывается, но это невелика потеря (больше 50% всё же учитывается)

0

2 месяца назад

👨‍🔬 ЛСДУЗ Автор вопроса

Вовчик
Я так понял что если зеркало медленно едет, то это...

Ну гетеродин это подмешивание в систему частоту излучения, которая будет находиться очень близко к используемой частоте лазера

0

2 месяца назад

Вовчик

Вовчик
Я так понял что если зеркало медленно едет, то это...

Неправильно написал. Тут не 'быстрое-медленное зеркало', а вопрос либо 1) гармоники считаются для каждого колебания типчика (из 16 точек на период), и тогда это гомодин, или 2) замеряются все точки на одном зубе зеркала, делается Фурье преобразование, и тогда будет гетеродин (пик соответствующий интерференции будет смещён от положения гармоники)

0

2 месяца назад

kazantsev dmitry

Вовчик
Я так понял что если зеркало медленно едет, то это...

Все так и есть как ты описал. Вот статья про это с картинками. Для избежания удара в мертвых точках я пилу скругляю кусками синуса, стыкованными с ней по производной (скорости движения).

0

2 месяца назад

Вовчик

Вовчик
Неправильно написал. Тут не 'быстрое-медленное зер...

В принципе как и в случае 1) можно то же самое делать и для синусоидно колеблюющегося зеркала

0

2 месяца назад

kazantsev dmitry

Вовчик
Неправильно написал. Тут не 'быстрое-медленное зер...

гармоники считаются для каждого колебания типчика (из 16 точек на период), и тогда это гомодин Господин, да не простой. Мы ведь (хитрые парни) постоянно фазу опорного сигнала меняем в ходе измерения. А умножение (на радиоязыке -- смеситель) нам делает квадратичность фототока от локального поля на фоточувствительном элементе. или Разве это "или"? 2) замеряются все точки на одном зубе зеркала А и я все точки фототока одним фреймом АЦП замеряю. --Поручик, вы меня любите? --А я что делаю? делается Фурье преобразование А и я делаю. Только не на все стопиццот гармоник, а на одну в пределах периода. А потом опять умер ожаю на единственный минус, соответствующий ожидаемой зависимости от положения зеркала. Я заранее знаю, что там будет синус, мне комп вычисляет лишь сколько его (амплитуда-фаза). и тогда будет гетеродин ГЕТЕРО-дин в оптическом смысле получится только тогда, когда оптическая частота опорного луча будет достоверно другая.

0

2 месяца назад

kazantsev dmitry

Вовчик
Я так понял что если зеркало медленно едет, то это...

В случае с pseudoheterodyne зеркало колеблется гармонично, и нет проблем со стыками и высокочастотными вибрациями. Этих проблем действительно нет. Однако эти проблемы из того сорта, который можно заметить на осциллограмме и который можно заметив исключить. Однако в псевдогетеродине, когда полезный сигнал получается внутри программы путем хитромудрого вычисления по туманным алгоритмам, пользователь начисто лишён возможности заметить "что-то пошло не так", глядя на промежуточные данные. Между тем прибор может оказаться сегодня плохо сьюстирован, длина волны может оказаться неправильной (крутанули винт настройки лазера и забыли внести изменение в параметры), на выходное значение мог повлиять "multiplicative background" или как его там (рассеяние света объектами в фокусе рядом с иглой). В моей программе все это видно по отклонению формы измеренной в каждом периоде гармоники f_tip от синусоиды. А в "псевдогетеродине" юзеру не видно в процессе измерений ничего. Ему прибор врёт, а он сидит блаженно. Можно вытащить амплитуду и фазу чисто из одной осцилляции зеркала (на практике чуть дольше из-за слабого сигнала). Минус только в том что не весь интерферируемый сигнал учитывается, но это невелика потеря (больше 50% всё же учитывается) Именно.

0

2 месяца назад

👨‍🔬 ЛСДУЗ Автор вопроса

kazantsev dmitry
В случае с pseudoheterodyne зеркало колеблется гар...

Предлагаю таки почитать статью или тезис или патент. Там всё не так сложно на самом деле, но требует определенных усилий, безусловно

0

2 месяца назад

Вовчик

👨‍🔬 ЛСДУЗ
Предлагаю таки почитать статью или тезис или патен...

Там не только 'не всё так сложно ', но и даже есть простые процедуры настройки и проверки, чтобы исключить что что-то пошло не так

0

2 месяца назад

kazantsev dmitry

👨‍🔬 ЛСДУЗ
Предлагаю таки почитать статью или тезис или патен...

В постинге мне послышалось некоторое высокомерие носителя знаний в отношении ленивого и тупого меня. Не буду оспаривать. Я ленив: чтобы ещё раз прочесть статью, мне надо встать с кресла и пойти к компу (в телефоне неудобно читать). Я туп: статью эту я читал раз 8 за жизнь. В первый раз когда она вышла (интересно же как ребята письменно изложили то, что я от автора программы слышал за ежедневным обедом). Во второй-третий раз спустя год, когда при написании диссера мне надо было четко разобраться в деталях и квалифицированно обосрать недочеты в обзоре литературы. Потом ещё несколько раз, в том числе при написании недавнего обзора. Общую идею статьи (как мне кажется) я давно знаю, разделяю и уважаю. "Мы похожи. В нашем племени едят людей, и в вашем племени едят людей. Только у вас их готовят варёными, а наши предпочитают жарить" (В. Высоцкий в фильме "короткие встречи"). Описание метода в статье мне не нравится. Оно не содержит ясных принципов, которые читатель мог бы использовать в самодельных разработках. Его можно скопировать только целиком, если у читателя получится разобрать написанное. Лично мне не нравятся опечатанные черные ящики. Я могу разобрать-собрать старому Гольфу засорившийся карбюратор под хлопьями снега за 10 минут и машина оживет. Я не могу вправить новому Тигуану съехавшие при смене аккумулятора мозги, и вынужден с глупым видом стоять в собственном гараже рядом, пока глубокоуважаемый Одис свяжется по интернету с Вольфсбургом и с одобрения Центра автоматически установит в машине правильные параметры. За мои деньги, между прочим. Так что в предлагаемом тобой мне сегодняшнем чтении статьи я подобен Брежневу из советского анекдота. --Леонид Ильич! Посмотрите, у вас один ботинок чёрный, а другой коричневый. Так лететь нельзя. Езжайте домой переобуться, мы задержим вылет! --Бесполезно! Я дома был, там тоже разные! Если про статью, ты пальцем покажи, на что нам сегодня следует обратить внимание. Общее мое от нее впечатление таково: записывается фрейм отсчётов АЦП с частотой гораздо выше частоты механических колебаний. С учётом синусоидального движения модулирующего зеркала эти данные подвергаются выделению высшей гармоники частоты кантилевера, при обработке по всему длинному фрейму целиком. Идея как в преобразовании Фурье, только формулы чуть другие. На выходе алгоритма данные в виде двух чисел, например амплитуда и фаза ASNOM.

0

2 месяца назад

👨‍🔬 ЛСДУЗ Автор вопроса

kazantsev dmitry
В постинге мне послышалось некоторое высокомерие н...

Без обид, никакого высокомерия. Я просто не люблю играть в испорченный телефон. Там всё написано. Я могу поотвечать на вопросы, так как вроде это сам осознал. С другой стороны появляется некий конфликт интересов, так как у вас официальная аффилиация с компанией производителем микроскопов, а методика запатентована. Никаких проблем использовать это для DIY машин нет, но коммерциализации делать без лицензии нельзя. Это будет воровство у института.

0

2 месяца назад

👨‍🔬 ЛСДУЗ Автор вопроса

kazantsev dmitry
В постинге мне послышалось некоторое высокомерие н...

Гомодин дает амплитуду и фазу. Можно по разномк использовать, и в двух (трех) точках делать измерения, и всю кривую смотреть, синусойдой или треугольником или еще чем. Основная проблема гомодина это невозможность его фильтрации от мультипликативного бекграунда вследствие того, что детектор ловил квадрат полей

0

2 месяца назад

kazantsev dmitry

👨‍🔬 ЛСДУЗ
Без обид, никакого высокомерия. Я просто не люблю ...

С другой стороны появляется некий конфликт интересов Угу. Интересы компаний удовлетворяются финансово, а мои, признаться, не очень. так как у вас официальная аффилиация с компанией производителем микроскопов, а методика запатентована Я по кругу интересов скорее ученый-одиночка, чем наемный инженер или тем более менеджер. Юридические жонглирования положениями патентного права пускай интересуют тех, кто с продаж приборов деньги выиграет. Это не я. Методика запатентована Запатентована, факт. Викрамасинхом в 1989. Ну и что теперь? Всем свою активность закрыть, статей не писать, сидеть на попе ровно и платить дань фирме IBM -- собственнику патента? но коммерциализации делать без лицензии нельзя Эта проблема, повторяю, пусть будет проблемой фирмы, которая методику внедряет. Однако "по понятиям" я чувствую себя совершенно честным человеком. Моя программа написана только моими руками, и идея выделения сигнала описана в открытых журнальных статьях 2000-2005. Это будет воровство у института У какого именно? А если вот я сейчас текст постинга на русском тут написал, это будет воровство у начальной школы, где меня по-русски писать научили?

0

2 месяца назад

👨‍🔬 ЛСДУЗ Автор вопроса

kazantsev dmitry
С другой стороны появляется некий конфликт интерес...

1) у Рамасингха другой патент 2) патент на псевдогетеродин принадлежит Макс Планку Но если намерений скопировать для целей коммерциализации нет, то конечно же я с удовольствием готов ответить на вопросы и помочь с пониманием. «Мы же все тут джентельмены»

0

2 месяца назад

kazantsev dmitry

👨‍🔬 ЛСДУЗ
1) у Рамасингха другой патент 2) патент на псевдог...

У меня НЕТ "псевдогетеродина". Я ничего не должен институту Макс-Планка в коммерческом смысле. В моральном -- конечно должен: Фриц мой учитель, если он согласится назвать меня учеником. Райнер -- мой отличный коллега, я рад что работал рядом с ним. Но по коммерции -- никаких долгов. "Я торгую на рынке кулубнику выращенную моими руками!" (А Папанов "Берегись автомобиля").

0

2 месяца назад

👨‍🔬 ЛСДУЗ Автор вопроса

kazantsev dmitry
У меня НЕТ "псевдогетеродина". Я ничего не должен ...

Ну ваша имплементация тоже нарушает патент, но это абсолютно не важно, до тех пор пока это не коммерциализуется

0

2 месяца назад

kazantsev dmitry

👨‍🔬 ЛСДУЗ
Ну ваша имплементация тоже нарушает патент, но это...

Чем нарушает, интересно? И кстати: в технических форумах все на ты. Мы вроде тоже на ты были выше. Вам как удобнее?

0

2 месяца назад

👨‍🔬 ЛСДУЗ Автор вопроса

kazantsev dmitry
Чем нарушает, интересно? И кстати: в технических ф...

Измерение 3 и более точек при движении зеркала (либо измерение двух и одно с закрытием плеча)

0

2 месяца назад

👨‍🔬 ЛСДУЗ Автор вопроса

kazantsev dmitry
Чем нарушает, интересно? И кстати: в технических ф...

Конечно, ты просто мой герой с юности, так что язык немного не поворачивается 😃

0

2 месяца назад

kazantsev dmitry

👨‍🔬 ЛСДУЗ
Измерение 3 и более точек при движении зеркала (ли...

С каких это хренОв? Интерференцию в схеме Майкельсона изобрели не в 2005 году. Высшую гармонику для выделения ASNOM компоненты использовали в 2000 году. Переменность гомодинирующей фазы упоминали в 2002 году (в обзоре точная ссылка есть, на память без компа не помню).

0

2 месяца назад

👨‍🔬 ЛСДУЗ Автор вопроса

kazantsev dmitry
С каких это хренОв? Интерференцию в схеме Майкельс...

Методы до этого делали квадратурный гомодин разными способами, а это требует два измерения

0

2 месяца назад

kazantsev dmitry

👨‍🔬 ЛСДУЗ
Методы до этого делали квадратурный гомодин разным...

Если кто-то по невежеству заколачивал шурупы молотком, это не причина запрещать использовать отвёртку.

0

2 месяца назад

👨‍🔬 ЛСДУЗ Автор вопроса

kazantsev dmitry
Если кто-то по невежеству заколачивал шурупы молот...

Никто не патентует майкельсона. Патентуют реализацию ассиметричного майкельсона с движением зеркала и записью данных для конкретной реализации.

0

2 месяца назад

kazantsev dmitry

👨‍🔬 ЛСДУЗ
Конечно, ты просто мой герой с юности, так что язы...

Я тебя по нику не идентифицирую. Мы знакомы? Ты кто?

0

2 месяца назад

👨‍🔬 ЛСДУЗ Автор вопроса

kazantsev dmitry
Я тебя по нику не идентифицирую. Мы знакомы? Ты кт...

Не думаю, что лично. Я в НТ работал

0

2 месяца назад

kazantsev dmitry · Accepted Answer

Смотри. Расскажу сначала как программист (поскольку ещё пьян). Берём массив данных АЦП записанный по допустим 16 точек на период. Частоту оцифровки заранее поставили точняк в эти 16 раз выше частоты колебаний кантилевера. Режем этот длинный сплошной массив на кусочки по 16 точек. Выделяем в этих группах допустим вторую гармонику. Можем третью, компу пофиг. Можем с гауссовым стробом вокруг точки касания перемножить. Получаем с каждого периода колебаний иглы по комплексному числу. Записываем эти комплексные числа от последовательных периодов в массив. Одновременно с измерением у нас ехало с постоянной скоростью зеркало в Майкельсоне. Ясен хобот, эти выделенные в предыдущем абзаце комплексные числа лягут на синусоиду, с учётом интерференции. Если конечно артефактов настройки нет. Второй математикой делаем фит этого синуса, получаем амплитуду и фазу. Эти два числа передаём в контроллер. Для просмотра мне приятнее "амплитуда/фаза", для усреднения две квадратуры "u/v". Как физик, я могу обосновать осмысленность этих "амплитуды/фазы", но на трезвяк.

Похожие чаты

Как из оптики вычленить фазу и амплитуду?

27 ответов

Похожие вопросы