🇷🇺 Оптика. Фотоника. Отечественные приборы. Россия

«Активная Фотоника» разработала непрерывный аппаратный автофокус
 
Работающая в режиме реального времени система отслеживает малейшие смещения образца по отраженному сигналу и производит корректирующие воздействия, компенсируя тем самым механические вибрации и тепловой дрейф. Прибор подключается через стандартный оптический порт и часами может поддерживать заданные настройки. Его можно использовать для автоматизации настройки оптики в исследовательских и промышленных комплексах. В частности, решение можно применять в системах автоматической инспекции микросхем, полупроводниковых пластин и печатных плат.
 
В основе работы прибора лежит метод частичного затенения зрачка объектива (pupil obscuration method), обеспечивающий непрерывное отслеживание положения отражающей поверхности.

Инфракрасный светодиодный луч проходит через специальную маску, которая перекрывает ровно половину входного зрачка микрообъектива. Из-за этой искусственной асимметрии пучка любая расфокусировка образца (сдвиг по оси Z) приводит к выраженному латеральному (боковому) смещению отраженного светового пятна. Высокочувствительный позиционно-чувствительный детектор (PSD) мгновенно регистрирует это поперечное движение, преобразуя его в аналоговый сигнал ошибки фокуса. 
 
Малошумящая электроника замкнутого контура обрабатывает сигнал с датчика и непрерывно передает корректирующие команды на пьезоэлектрический или моторизованный Z-привод. Это позволяет выстроить замкнутый контур управления, где корректировка положения происходит за доли миллисекунд с нанометровой точностью. Система осуществляет жесткое удержание фокальной плоскости часами и даже днями. Прибор надежно фиксируется на границах раздела сред (например, покровное стекло/вода или воздух/кремний) и позволяет оператору программно задавать необходимое смещение (offset), чтобы идеально удерживать фокус на объектах, находящихся на заданной глубине внутри образца.   
 
В устройствах микроскопии этот автофокус обеспечивает надежную фиксацию на границах сред, что позволяет детально визуализировать субмикронные структуры без риска случайного расфокусирования. Для инспекционных и зондовых машин алгоритм сквозного контроля удерживает идеальную плоскость фокуса при высокоскоростном XY-сканировании наклонных образцов, - утверждает компания.
 
Применение решения может кратно ускорить автоматическую проверку микросхем, полупроводниковых пластин и печатных плат. В системах рамановской микроспектрометрии аппаратный метод стабилизации незаменим при длительном лазерном накоплении сигнала. Точность удержания фокуса составляет менее половины глубины резкости объектива, что исключает искажение спектральных данных.   
 
Программное обеспечение собственной разработки компании «Активная Фотоника» включает в себя удобный интерфейс для быстрой автокалибровки под разные типы поверхностей. Пользователи могут гибко настраивать параметры под конкретные оптические схемы, отзеркаливающие металлы или полупрозрачные биологические подложки. Интеллектуальный алгоритм фильтрации шумов исключает ложные срабатывания системы при прохождении зон с неоднородным рельефом или царапинами, что гарантирует непрерывную фиксацию фокальной плоскости даже на сильно текстурированных поверхностях и композитных материалах. 

Модульная конструкция автофокуса позволяет адаптировать его под нестандартные конфигурации оптических каналов заказчика. Устройство может поставляться как в виде готового автономного блока, так и в формате OEM-модуля для глубокой интеграции внутрь разрабатываемых роботизированных комплексов.
 
((по материалам компании «Активная Фотоника», фотографии предоставлены редакции @RUSmicro компанией «Активная Фотоника»))