Drukowanie 3D i smartfon Stwórz niedrogi, kompaktowy interferometr

Smartfony spełniają wiele funkcji, w tym funkcje instrumentów naukowych. Przy odrobinie majsterkowania i pomocy przy drukowaniu 3D twórcy zamienili smartfony na takie rzeczy jak mikroskopy, a także w artykule zatytułowanym "Projektowanie kompaktowego interferometrycznego druku 3D i wymaganego zastosowania telefonu do małych pomiarów kątowych", para naukowców udokumentowała, w jaki sposób Drukowanie 3D i smartfona w celu utworzenia interferometru, instrumentu naukowego, który dokonuje precyzyjnych pomiarów poprzez interferencję dwóch wiązek światła.

"Zasada działania proponowanego interferometru opiera się na tworzeniu okrągłych prążków interferencyjnych dzięki odbiciu monochromatycznej wiązki światła od górnej i wewnętrznej dolnej powierzchni mikroskopijnego szkiełka "- wyjaśniają naukowcy. "Różnicę optyczną (OPD) pomiędzy tymi dwiema wiązkami zakłócającymi można zmieniać zmieniając kąt nachylenia szkiełka w stosunku do padającej wiązki światła. Centralna, jasna frędzla stopniowo zmienia się w ciemne obrzeże ze zmianą w OPD, a kolejno następuje zmiana w kolejności prążków z obrotami kątowymi. Do zarejestrowania interferogramu została użyta kamera smartfona, a następnie jest przetwarzana przez specjalnie zaprojektowaną aplikację do automatycznego obliczania zmiany w kolejności prążków, przesunięcia piksela interferogramu od początkowej pozycji i zmiany intensywności centralnego obrzeża do obliczyć kąt obrotu szkiełka. "

Elementy opto-mechaniczne systemu zostały opracowane przy użyciu oprogramowania ZW3D CAD, a następnie wydrukowane w 3D na drukarce Raise N2 Plus 3D. Elementy optyczne, takie jak soczewki i otworkowa, zostały zamontowane na drukowanych komponentach 3D. Sam telefon jest wyposażony w 13-megapikselowy czujnik CMOS o wysokiej rozdzielczości. Opracowano aplikację Android do przetwarzania obrzeży na pokładzie i automatycznej oceny obrotu kątowego szkiełka.

"Użyteczność zaprojektowanego narzędzia optycznego została zademonstrowana do monitorowania małych zmian kątowych z wysoką precyzją i niezawodnością - podsumowują naukowcy. "Smartfon został zwizualizowany jako platforma do zautomatyzowanej kompleksowej analizy prążków i interferometrycznego przetwarzania danych, która jest punktem krytycznym w każdej aplikacji do wykrywania interferometrii. Wymagane części opto-mechaniczne do niniejszej pracy zostały uzyskane z technologii druku 3D, co zmniejsza całkowity koszt produkcjiprojektowanego interferometru. W przyszłości zostanie wykazana przydatność proponowanego urządzenia do bardziej złożonych zastosowań opartych na interferometrii, takich jak określanie grubości cienkich warstw i współczynnika załamania światła z wymaganymi optymalizacjami parametrów urządzenia. "

Druk 3D został wykorzystywane do tworzenia wszelkiego rodzaju niedrogich urządzeń laboratoryjnych, w tym reaktorów, systemów testowania leków i wielu innych. Celem pracy badaczy było zademonstrowanie, że złożony interferometr może zostać stworzony przy użyciu dostępnych, niedrogich środków - smartfona i elementów drukowanych w 3D. Nie tylko urządzenie jest tanie, ale także przyjazne dla użytkownika i kompaktowe, dzięki czemu jest wystarczająco przenośne, aby zabrać go ze sobą w dowolne miejsce na polu. Są to zalety druku 3D - możliwość zastosowania złożonych narzędzi i zredukowania ich do zaledwie kilku komponentów, drastycznie zmniejszając koszty i rozmiar

Autorami artykułu są I. Hussain i P. Nath.