基于單片機(jī)的激光共聚焦掃描系統(tǒng)的研究

系統(tǒng)通過電平轉(zhuǎn)換模塊將快速振鏡掃描時(shí)鐘板輸出的像素使能信號(hào)(RS232電平)轉(zhuǎn)換成單片機(jī)能接收的TTL電平接入單片機(jī)的外部中斷和外部計(jì)數(shù)端口，單片機(jī)對(duì)像素使能信號(hào)加以計(jì)數(shù)，通過外部中斷服務(wù)程序?qū)⑾袼厥鼓苄盘?hào)的計(jì)數(shù)值讀出，并通過D／A轉(zhuǎn)換部分將其轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，用來驅(qū)動(dòng)慢速振鏡的偏轉(zhuǎn)。同時(shí)，電平轉(zhuǎn)換模塊將快速振鏡掃描時(shí)鐘板輸出的像素時(shí)鐘信號(hào)(RS422電平)也轉(zhuǎn)換成TTL電平接入A／D數(shù)據(jù)采集卡的觸發(fā)端，觸發(fā)采集卡進(jìn)行信號(hào)的采集。PC機(jī)則通過串口控制單片機(jī)對(duì)掃描分辨率和幅度進(jìn)行調(diào)節(jié)。
2．2 快速振鏡模塊
激光共聚焦掃描顯微鏡的光學(xué)掃描方式存在非線性畸變，當(dāng)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，其作用是線性化整個(gè)掃描區(qū)域的采樣點(diǎn)位移，因此能夠很好的解決掃描區(qū)域的非線性問題。
(1) CRS振鏡
本系統(tǒng)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(qū)動(dòng)板電路
CRS驅(qū)動(dòng)板的設(shè)計(jì)特別考慮了掃描系統(tǒng)工作時(shí)相位特性和品質(zhì)岡素Q存在的微小變化，驅(qū)動(dòng)板包含了一個(gè)自身振蕩回路，用以保持掃描系統(tǒng)存工作中可以達(dá)到機(jī)械共振。
(3)像素時(shí)鐘板
像素時(shí)鐘是用來線性化整個(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(dāng)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(kuò)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達(dá)到共振頻率。最小掃描失真的實(shí)現(xiàn)與線性化像素時(shí)鐘可以實(shí)現(xiàn)位像素等距掃捕場(chǎng)。而此時(shí)像素時(shí)鐘，便用來糾正小型掃描共振頻率變異和扭曲。