Blog ANSYS
ngày 2 tháng 1 năm 2024
Bạn có thể mô tả độ phân giải của hệ thống Luật chơi casino bị giới hạn nhiễu xạ, chẳng hạn như kính hiển vi, theo nhiều cách khác nhau. TRONGCác trò chơi trong Casino, bạn có thể sử dụng hàm lây lan điểm (PSF) cho mục đích này.
Làm thế nào các hệ thống Luật chơi casino thực hiện liên quan đến độ phân giải của chúng, nhưng định nghĩa về độ phân giải khác nhau. Trong kính hiển vi siêu phân giải, chúng ta có thể sử dụng tương quan vòng Fourier để đánh giá độ phân giải.
Với mục đích của blog này, chúng tôi sẽ sử dụng thiết kế kính hiển vi dựa trênTL4X-SAPỐng kính khách quan (4x, 0,2 Na) và ATTL200Ống kính ống (Luật chơi casino 1).Thorlabstrang web.
Luật chơi casino 1. Thiết kế kính hiển vi bao gồm các yếu tố hộp đen từ Thorlabs. Độ phóng đại là 4x và khẩu độ số (NA) là 0,2.
194020_1943902Trong mặt phẳng Luật chơi casino. Các máy dò này thường được sử dụng trong kính hiển vi và có thể được tìm thấy trong các sản phẩm như Hammamatsu orca-flash4.0 V3 và Andor Zyla 4.2 cộng với máy ảnh.
Chúng tôi cũng đang sử dụng bước sóng F, D, C (có thể nhìn thấy) trong OpticStudio. Việc tối ưu hóa được thực hiện bằng cách sử dụng tiêu chí Centroid Waver Centroid, với bốn vòng và sáu cánh tay, và sẽ sử dụng các ràng buộc ranh giới không khí mặc định (0-1.000 mm).
Chúng tôi đã chọn thiết kế kính hiển vi này vì nó tương đối dễ dàng để thiết lập và có các ứng dụng thực tế. Ví dụ, độ viễn thông thường được yêu cầu trong các ứng dụng tầm nhìn máy.
Để giải quyết độ phân giải của thiết kế kính hiển vi, chúng tôi sẽ tạo hai nguồn điểm tại mặt phẳng đối tượng, chúng tôi sẽ dần dần tách biệt với khoảng cách gần với tiêu chí Rayleigh. Chúng tôi sẽ quan sát làm thế nào PSF của chúng chồng chéo trong mặt phẳng Luật chơi casino.yRayleighđược tính là:
trong đóλTiểu họclà bước sóng chính (0,588 UM) và Na là khẩu độ số của ống kính mục tiêu (0,2).
Chúng tôi sẽ bắt đầu bằng cách xóa tất cả trừ trường trên trục (trường 1) sẽ chuyển đổi nó thành "chiều cao đối tượng" (Luật chơi casino 2).
Luật chơi casino 2. Cài đặt trường cho phương pháp MulticonFiguration để phân tích độ phân giải kính hiển vi. Chỉ giữ trường trên trục được giữ và nó đã được chuyển đổi thành chiều cao đối tượng.
Sau đó, chúng tôi sẽ tạo hai cấu Luật chơi casino với một toán hạng duy nhất của YFIE và chúng tôi sẽ chỉ định giá trị 1,8E-3 mm trong cấu Luật chơi casino thứ hai (xem Luật chơi casino 3).
Luật chơi casino 3. Thiết lập đa cấu Luật chơi casino cho phân tích chồng chéo PSF. Hai nguồn điểm được phân tách bằng 1,8 um trong mặt phẳng đối tượng.
Cuối cùng, chúng tôi sử dụng các công cụ cắt ngang của Huygens PSF, và Huygens PSF để phân tích sự chồng chéo của hai PSF trong mặt phẳng Luật chơi casino. Hai phân tích đó có thể thực hiện một tổng kết hợp của các PSF riêng lẻ trên hai cấu hình (xem tệp trợ giúp để biết thêm chi tiết).
Xem Luật chơi casino 4 để biết các cài đặt phân tích. Cài đặt MulticonFiguration được hiển thị với một hộp màu đỏ và mũi tên.
Luật chơi casino 4. Cài đặt Huygens PSF. Bằng cách kiểm tra tất cả các cấu Luật chơi casino từ thanh menu, chúng ta có thể có được tổng kết hợp của các PSF riêng lẻ.
Chúng tôi tập trung Luật chơi casino tích độ Luật chơi casino giải trên trường trên trục, nhưng Luật chơi casino tích tương tự có thể được thực hiện cho mọi phần của trường.
Kết quả phân tích Huygens PSF được thể hiện trong Luật chơi casino 5.
Luật chơi casino 5. Kết quả của mặt cắt ngang Huygens PSF và PSF chồng chéo với sự phân tách trường Y mặt phẳng đối tượng là 1,8 UM (tiêu chí Rayleigh) trong nhiều cấu Luật chơi casino. Các nguồn hai điểm hầu như không thể phân biệt bằng mắt trong thiết kế kính hiển vi này.
Như bạn có thể thấy, hai điểm trường chồng chéo nghiêm trọng trong mặt phẳng Luật chơi casino và các PSF tương ứng của chúng gần như không thể phân biệt được. Có hai lý do cho kết quả này.
Từ tiêu chí Rayleigh, chúng ta có thể tăng khoảng cách phân tách của các trường và đánh giá lại kết quả. Chúng tôi đã làm điều này trong Luật chơi casino 6, với sự phân tách 2,3 um trong mặt phẳng đối tượng.
Hình 6. Kết quả của mặt cắt ngang Huygens PSF và PSF chồng chéo với sự phân tách trường Y mặt phẳng đối tượng là 2,3 UM trong nhiều cấu hình. Bằng cách tăng khoảng cách phân tách giữa các điểm trường, PSF bắt đầu tách trong mặt phẳng Luật chơi casino và bạn có thể quan sát hai đỉnh riêng biệt.
Với sự Luật chơi casino tách trường lớn hơn, các PSF kết quả trở nên có thể Luật chơi casino biệt được. Sự Luật chơi casino tách cực đại trong mặt cắt Huygens PSF là gần 10 UM, phù hợp với độ phóng đại của hệ thống (4X). Tuy nhiên, tiêu chí này có thể được thực hiện khách quan hơn nếu chúng ta xác định cách Luật chơi casino tách các đỉnh về mặt xử lý hậu kỳ, nằm ngoài phạm vi của hướng dẫn này.)
Cuối cùng, chúng tôi có thể giải thích cho kích thước pixel vật lý của máy dò của chúng tôi để có được Luật chơi casino như nhìn từ kính hiển vi. Các PSF có chiều rộng đầy đủ ở mức tối đa nửa tối đa khoảng 12 UM và máy dò giả thuyết của chúng tôi có kích thước pixel vật lý là 6,5 um. (Kích thước pixel vật lý) được đặt thành 6,5 um.
Luật chơi casino 7. PSF chồng chéo khi chiếm kích thước pixel vật lý của máy dò. Quá ít pixel tạo ra sự chồng chéo PSF và làm giảm độ phân giải của kính hiển vi.
Như bạn có thể thấy, kích thước pixel vật lý không đầy đủ làm giảm độ phân giải của kính hiển vi. Mặc dù hai đỉnh có thể phân biệt được trong Luật chơi casino 6, nhưng giờ đây chúng lại chồng chéo trong Luật chơi casino 7.
Luật chơi casino 8. PSF chồng chéo khi tính toán kích thước pixel vật lý của máy dò. Việc tách 3,25 UM cho phép tách các trường đóng một lần nữa.
Bằng cách tính toán kích thước pixel của máy dò, cần có sự Luật chơi casino tách lớn hơn để tránh răng cưa PSF và đảm bảo nó được biểu thị bằng ít nhất 2 pixel. Việc Luật chơi casino tách trường là 3,25 UM khá khác với tiêu chí 1,8 UM Rayleigh và điều này cho thấy định nghĩa của độ Luật chơi casino giải có thể mơ hồ như thế nào.
Phương pháp được trình bày trong phần này được coi là tổng hợp của hai PSF gần đó và cho thấy làm thế nào những điều này có thể được phân biệt với nhau. Mặc dù phương pháp này phù hợp với các hệ thống Luật chơi casino mạch lạc, nhưng nó thường bảo thủ hơn đối với các hệ thống Luật chơi casino không mạch lạc.
Trong phần tiếp theo, chúng tôi chỉ ra cách sử dụng tính năng mô phỏng Luật chơi casino của Opticstudio để điều tra độ phân giải thiết kế kính hiển vi theo giả định chiếu sáng không liên tục bằng cách tổng hợp các PSFS từ các điểm trường nằm gần.
Đối với phương pháp này, chúng ta có thể giữ thiết kế kính hiển vi ban đầu với năm điểm trường. Chúng ta có thể chuyển đổi chúng thành chiều cao đối tượng (Luật chơi casino 2).Bài viết về kiến thức.)
Bước đầu tiên để thiết lập mô phỏng Luật chơi casino là cung cấp cho nó một tệp Luật chơi casino đầu vào. Vì mô phỏng Luật chơi casino về cơ bản thực hiện tích chập PSF của kính hiển vi với Luật chơi casino đầu vào này, chúng tôi muốn có một đồng bằng kronecker trong Luật chơi casino đầu vào để mô hình hóa các trường phân tách chặt chẽ.
Chúng tôi chọn đại diện cho khoảng bốn lần diện tích của Huygens PSF được trình bày trong Luật chơi casino 5-8 (400 x 400 um2), tạo ra một dải bảo vệ nội tại. Khu vực này được chia tỷ lệ tương ứng với kích thước trường là 100 x 100 um2. Chúng tôi cũng đã chọn kích thước Luật chơi casino là 1.600 x 1.600 pixel;2, dưới tiêu chí Rayleigh là 1,8 um. Chúng tôi tạo ra sáu pixel trắng trong Luật chơi casino tương ứng với ba trường hợp của hai trường gần đó.(29), 2.3(37)và 3.25(52)um, tương ứng.
Hình 9. Luật chơi casino đầu vào phóng to hiển thị sáu pixel trắng tương ứng với ba cặp trường. Sự phân tách dọc là 6,25 (100) UM (pixel) và tránh sự chồng chéo giữa các cặp trường.
Cài đặt bitmap nguồn của mô phỏng Luật chơi casino được hiển thị trong Hình 10.
Hình 10. Cài đặt mô phỏng Luật chơi casino cho bitmap nguồn. Chiều cao trường là 100 um (0,1 mm trong các đơn vị ống kính) và Luật chơi casino đầu vào được tập trung vào trường trên trục.
Chiều cao trường là 100 um. Chúng tôi cũng tập trung Luật chơi casino tích vào trường trên trục cho phương pháp này, nhưng Luật chơi casino tích tương tự cũng có thể được tiến hành ở các vị trí trường khác nhau.
Cài đặt lưới PSF được hiển thị trong Luật chơi casino 11.
Hình 11. Trái: Cài đặt lưới tích chập trong tính năng mô phỏng Luật chơi casino. Nó sử dụng một trục PSF duy nhất do trường bị hạn chế nơi phân tích được tiến hành.
Chúng tôi sử dụng các cài đặt lấy mẫu tương tự như phương pháp Huygens PSF và một trục PSF duy nhất trên trục. Chúng tôi đang làm như vậy vì chiều cao trường được đặt thành 100 um.
Hình 12. Kết quả mô phỏng Luật chơi casino với cài đặt phát hiện và hiển thị mặc định (tất cả số không). Hàng đầu tiên mô tả cấu hình cường độ trên đường trung tâm đi qua cả PSF và hàng thứ hai là đầu ra mô phỏng Luật chơi casino cho (a) 3.25, (b) 2.3 và (c) 1.8 um phân tách giữa các trường.
Từ Hình 12 (c), chúng ta có thể quan sát rằng sự phân tách 1,8 um, tiêu chí Rayleigh, làm cho hai PSF có thể phân biệt được. Có một sự nhúng nhỏ về cường độ khoảng 15%, ví dụ như chúng ta có thể sử dụng để xử lý Luật chơi casino với một ngưỡng.
Khi so sánh với phương pháp Huygens PSF, sử dụng tổng kết hợp PSF trên các cấu Luật chơi casino, kết quả tốt hơn về khả năng giải quyết của PSF. Tuy nhiên, chúng tôi chưa xem xét kích thước vật lý của máy dò.
Luật chơi casino 13. Trình phát hiện và cài đặt hiển thị khi xem xét kích thước vật lý của máy dò kính hiển vi.
Kết quả của việc tính toán các thuộc tính vật lý của máy dò được hiển thị trong Luật chơi casino 14.
Hình 14. Kết quả mô phỏng Luật chơi casino chiếm kích thước vật lý của máy dò kính hiển vi. Ngay cả việc tách 3,25 um trong mặt phẳng đối tượng cũng không tách các PSF.
Sự phân tách giữa các trường có vị trí chặt chẽ không còn có thể và bạn có thể quan sát việc sử dụng định lý lấy mẫu Nyquist-Shannon nghiêm ngặt để xác định độ phân giải giới hạn pixel là không đủ. Sự phân tách dọc giữa các cặp trường là 6,25 um trong mặt phẳng đối tượng (Luật chơi casino 9) và tạo ra sự tách biệt rõ ràng giữa các cặp đó.
Hình 15. Kết quả mô phỏng Luật chơi casino cho một cặp điểm được phân tách bằng 5.125 UM trong mặt phẳng đối tượng. Hai pixel sáng hơn dường như có thể phân biệt về mặt chất lượng.
Để biết thêm các bài viết như thế này, hãy truy cập của chúng tôiKiến thức.