Назначение
Комплекс поляризационной сканирующей микроскопии (далее по тексту - комплекс) предназначен для измерения угла вращения плоскости поляризации монохроматического излучения при его прохождении через оптически-активные вещества и структуры на расстояниях, соответствующих областям ближнего (много меньше половины длины волны) и дальнего (больше длины волны) полей.
Описание
Принцип действия комплекса заключается в компенсации поворота плоскости поляризации путем ручной установки поляризационной призмы в угловое положение, соответствующее минимуму сигнала на фотоэлектронном умножителе (ФЭУ). Излучение от источника (лазер с длиной волны 532 нм) проходит фазовую пластину толщиной в половину длины волны, систему зеркал и попадает на образец, после прохождения, через который собирается коллектором субволновых размеров. Коллектором служит зонд ближнепольного микроскопа апертурного типа. Локально собранное апертурным зондом электроманитное поле оптической частоты с помощью оптического световода, являющегося продолжением апертурного зонда, направляется в систему вывода излучения. Система вывода излучения на основе микрообъектива служит для формирования параллельного светового пучки. После формирования параллельного светового пучка последний проходит через поляризационную призму и попадает на ФЭУ, сигнал c которого поступает в электронный контроллер комплекса, где и регистрируется.
Комплекс конструктивно выполнен в виде стационарного прибора, состоящего из установленных на оптическом столе оптико-механической измерительной головки, лазера, ФЭУ, поляризационной оптики и оптико-механических вспомогательных узлов. Электронный контроллер располагается отдельно и соединяется с оптико-механической измерительной головкой и ФЭУ соединительными кабелями.
Управление прибором осуществляется с помощью специализированного программного обеспечения, установленного на персональный компьютер, который связан с электронным контроллером специальным кабелем, подключаемым к плате сопряжения, устанавливаемой в слот PCI персонального компьютера.
а
Рисунок 1 - Общий вид комплекса поляризационной сканирующей микроскопии (а) и электронного контроллера комплекса (б).
б
Рисунок 2 - Место нанесения маркировки комплекса поляризационной сканирующей микроскопии (1) и место пломбирования (2).
Программное обеспечение (ПО)
Программное обеспечение предназначено для управления и контроля за всеми параметрами комплекса, кроме угла поворота анализатора. Программное обеспечение автономное. Оно состоит из управляющей программы Nova.exe и служебных файлов, располагающихся в системной папке C:\Program Files (x86)\NT-MDT\Nova\. Программное обеспечение может работать под управлением операционных систем Windows 95/98/Me/2000/XP.
Идентификационные данные программного обеспечения представлены в таблице 1.
Таблица 1
| Наименование ПО | Идентификационное наименование ПО | Номер версии (идентификационный номер) ПО | Цифровой идентификатор ПО (контрольная сумма исполняемого кода) | Алгоритм вычисления цифрового идентификатора ПО |
| Nova | Nova | 1.0.26 RC1 | 2F0D5493 (расчет по исполняемому файлу Nova.exe) | CRC32 |
Обмен данными между измерительными блоками и персональным компьютером осуществляется через интерфейс PCI платы сопряжения. Плата сопряжения устанавливается в персональный компьютер и соединяется с электронным контроллером специальным кабелем.
Искажение данных при передаче через интерфейс связи исключается параметрами протокола:
- при передаче используется протокол квитирования, обеспечивающий надежность обмена данными за счет обязательного получения инициатором передачи информации об отработке транзакции целевым устройством;
- надежность (достоверность) обеспечивается применением контроля паритета за счет защиты битом паритета линий передачи адреса/данных и линий передачи команд и в фазе передачи адреса, и в фазе передачи данных; при этом количество единичных бит этих линий, включая линию паритета, должно быть четным; действительное значение бита паритета появляется на шине с задержкой в один такт относительно линий передачи адреса/данных и линий команд; при обнаружении ошибки целевым устройством со сдвигом еще на один такт вырабатывается сигнал ошибки; в подсчете паритета при передаче данных учитываются все байты, включая и недействительные;
- целостность данных в отдельных пакетах дополнительно проверяется с помощью контрольной суммы, вычисляемой по алгоритму CRC32.
Метрологически значимая часть ПО скрыта от пользователя и доступна только при сервисном обслуживании. Метрологически значимая часть ПО размещается в энергонезависимой памяти персонального компьютера, запись которой осуществляется в процессе производства. Доступ к метрологически значимой части ПО исключён посредством ограничения прав учетной записи пользователя.
Защита программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «С» по МИ 3286-2010.
Технические характеристики
Метрологические и технические характеристики комплекса поляризационной сканирующей микроскопии представлены в таблице 2
Таблица 2
| Наименование характеристики прибора | Значение |
| Рабочая длина волны, нм | 532 |
| Диапазон показаний угла вращения плоскости поляризации при длине волны 532 нм, градусы | ± 90 |
| Наименование характеристики прибора | Значение |
| Диапазон измерений угла вращения плоскости поляризации, приведенного к длине волны 546,1 нм, градусы | ± 40 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности для углов вращения плоскости поляризации, приведенных к длине волны 546,1 нм, в диапазоне от - 40° до + 40°, %, не более | 15 |
| Электропитание от сети переменного тока - напряжение питания, В - частота, Гц | 180 - 240 50 / 60 |
| Потребляемая мощность, В-А, не более | 500 |
| Г абаритные размеры, мм, не более | 1500 х1450 х1050 |
| Масса, кг, не более | 150 |
| Время измерения направление плоскости поляризации переменного электромагнитного поля оптической частоты, мин, не более | 30 |
| Срок службы, лет, не менее | 5 |
| Условия эксплуатации - температура окружающей среды, °С - относительная влажность воздуха, %, не более - атмосферное давление, кПа | 10 - 40 80 (при 20° С) от 84 до 106 |
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится на титульный лист Руководства по эксплуатации печатным методом и на корпус прибора методом наклеивания.
Комплектность
Комплектность комплекса поляризационной сканирующей микроскопии представле-
ны в таблице 3
Таблица 3
| Наименование | Кол-во, шт. |
| Стол оптический | 1 |
| Контроллер электронный | 1 |
| Оптико-механическая измерительная головка с видеосистемой | 1 |
| Комплект соединительных кабелей | 1 |
| Лазер | 1 |
| Блок питания лазера | 1 |
| Фотоэлектронный умножитель | 1 |
| Комплект поляризационной оптики | 1 |
| Комплект оптических деталей | 1 |
| Система вывода излучения из одномодового оптического волокна с микрообъективом | 1 |
| Прецизионный скалыватель оптических волокон | 1 |
| Стриппер для удаления буферного слоя оптического волокна диаметром 125 микрон | 1 |
| Телевизионный монитор | 1 |
| Блок питания телевизионного монитора | 1 |
| Видеокабель S-Video | 2 |
| Силовой кабель переменного тока | 1 |
| Персональный компьютер с монитором, клавиатурой и мышью | 1 |
| Плата сопряжения контроллер-компьютер | 1 |
| Компакт-диск с программным обеспечением | 1 |
| Руководство пользователя программным обеспечением | 1 |
| Руководство по эксплуатации | 1 |
| Методика поверки МП 51.Д4-11 | 1 |
| Руководство по эксплуатации электронного контроллера и оптико-механической измерительной головки | 1 |
| Комплект упаковочных материалов | 1 |
Поверка
осуществляется по документу «Комплекс поляризационной сканирующей микроскопии. Методика поверки МП 51.Д4-11» утвержденному ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИОФИ» 14 октября 2011 г.
Основные средства поверки:
1 Меры угла вращения плоскости поляризации (пластинки поляриметрические № 04679, 02879, 873018, 873078, 873082, входящие в состав Государственного первичного эталона единицы угла вращения плоскости поляризации ГЭТ 50-2008.
Сведения о методах измерений
«Комплекс поляризационной сканирующей микроскопии. Руководство по эксплуатации». Разделы 2 «Подготовка изделия к использованию» и 3 «Использование изделия»
Нормативные документы
Техническая документация Государственного учебно-научного учреждения Физический факультет Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова «Комплекс поляризационной сканирующей микроскопии»
Рекомендации к применению
Осуществлении деятельности при поверке мер угла вращения плоскости поляризации монохроматического излучения.
