基于單片機的激光共聚焦掃描系統的研究
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2 掃描系統
激光共聚焦掃描一個(gè)很重要的部分便是掃描控制技術(shù)，本系統采用的是光學(xué)掃描成像技術(shù)。
本激光高速掃描系統中采用單片機作為系統控制的核心，用以實(shí)現對掃描系統的控制。通過(guò)單片機控制振鏡的偏轉實(shí)現光學(xué)掃描，因此只有實(shí)現振鏡良好控制才能實(shí)現激光高速掃描。
2．1 單片機控制系統
該激光掃描控制系統采用單片機AT89S51處理器為核心，如圖2所示，整個(gè)系統包括快速振鏡驅動(dòng)及時(shí)鐘部分、慢速振鏡部分、電平轉換部分、D／A轉換、信號探測及處理部分、數據采集部分。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/171288.htm
系統通過(guò)電平轉換模塊將快速振鏡掃描時(shí)鐘板輸出的像素使能信號(RS232電平)轉換成單片機能接收的TTL電平接入單片機的外部中斷和外部計數端口，單片機對像素使能信號加以計數，通過(guò)外部中斷服務(wù)程序將像素使能信號的計數值讀出，并通過(guò)D／A轉換部分將其轉換成模擬信號，用來(lái)驅動(dòng)慢速振鏡的偏轉。同時(shí)，電平轉換模塊將快速振鏡掃描時(shí)鐘板輸出的像素時(shí)鐘信號(RS422電平)也轉換成TTL電平接入A／D數據采集卡的觸發(fā)端，觸發(fā)采集卡進(jìn)行信號的采集。PC機則通過(guò)串口控制單片機對掃描分辨率和幅度進(jìn)行調節。
2．2 快速振鏡模塊
激光共聚焦掃描顯微鏡的光學(xué)掃描方式存在非線(xiàn)性畸變，當振鏡作等角掃描時(shí)，其像素點(diǎn)的間距存在差異，為了消除非線(xiàn)性畸變，可選用CRS系列振鏡。CRS系列掃描振鏡帶有像素同步脈沖，其作用是線(xiàn)性化整個(gè)掃描區域的采樣點(diǎn)位移，因此能夠很好的解決掃描區域的非線(xiàn)性問(wèn)題。
(1) CRS振鏡
本系統Y方向振鏡選擇CRS 8k振鏡。CRS 8k振鏡是一種高頻共振掃描器件，其共振額定頻率是7910Hz，最大掃描角度26°。
(2)振鏡驅動(dòng)板電路
CRS驅動(dòng)板的設計特別考慮了掃描系統工作時(shí)相位特性和品質(zhì)岡素Q存在的微小變化，驅動(dòng)板包含了一個(gè)自身振蕩回路，用以保持掃描系統存工作中可以達到機械共振。
(3)像素時(shí)鐘板
像素時(shí)鐘是用來(lái)線(xiàn)性化整個(gè)掃描場(chǎng)。CRS振鏡存在一個(gè)正弦角位移，頻率等于該掃描振鏡工作時(shí)的共振頻率，這個(gè)正弦角位移就相當于振鏡工作時(shí)的一個(gè)噪聲，必須加以去除。使用恒速像素，邊沿象素就會(huì )擴散，中部會(huì )壓縮。而像素時(shí)鐘提供了速度更正，像素時(shí)鐘以不斷變化的速度，配合掃描儀的角速度變化來(lái)達到共振頻率。最小掃描失真的實(shí)現與線(xiàn)性化像素時(shí)鐘可以實(shí)現位像素等距掃捕場(chǎng)。而此時(shí)像素時(shí)鐘，便用來(lái)糾正小型掃描共振頻率變異和扭曲。
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