Remote Metrology in einem digital holographischen Labor. Institut für Technische Optik Universität Stuttgart

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1 Remote Metrology in einem digital holographischen Labor Institut für Technische Optik Universität Stuttgart 1

2 Inhalt Motivation Ziele des Projekts Experiment-Aufbau Was wurde erreicht? Was haben wir gelernt? Zukunftsperspektiven (Neue Anträge, Kooperationen ) 2

3 Motivation Hologramme beinhalten die gesamten optischen Informationen des untersuchten Objekts Digital aufgezeichnete und rekonstruierbare Hologramme ermöglichen ortsunabhängige Untersuchungen Optische Rekonstruktion digitaler Hologramme mittels SLM oder Aufnahme zweier nominell gleicher Objekt (Master und Kopie) ermöglichen vergleichende Metrologie Ziel: Remote Metrology 3

4 ITO Ziele in BWeLab Projektanfang Juli 2009 Ursprüngliche Zielsetzung: Holographie, Remote Controlling 3D Repositories ESCIDOC OPUS WONDERLAND? 4

5 Remote controlling Internet browser applets Dezember 2009 Picture from D-Telekom Picture from D-Telekom Internet browser applets camera Laser 3D representation Holographic arrangement Uni-Stuttgart PC LABVIEW Controls -laser -camera -roboter Roboter -insert samples in the set-up -apply loading (pressure, temp-change).. 5

6 Ziel Definition ITO, Anfang 2010 Definition von Experimenten : Digital holographisches Mikroskop Ferngesteuert positionierbarer Objektträger 3 mechanische Freiheitsgrade: Zylinder- Koordinaten Hochauflösende Digital-Kamera 6

7 Ziel Definition ITO, Anfang 2010 Warum digital holographisches Mikroskop? Organische Proben sind oft transparent Transparente Objekte modulieren die Phase, aber kaum die Intensität des Lichtfelds Holographische Aufnahmeverfahren registrieren die Phase Mit Hilfe von Phase-Unwrapping 3D Rekonstruktion des mikroskopischen Objekts 7

8 Ziel Definition ITO, Anfang 2010 Analyse der Daten: Rekonstruktion der Hologramme (Phase und Intensität) Herausfiltern der Speckles Korrektur der Wellenfront-Krümmung durch das Objektiv Vergleichende Holographie über Messung der Phasen-Differenz zwischen zwei Hologrammen 3D Rekonstruktion des Objektes Speicherung aller Rekonstruktionsrelevanter Metadaten 8

9 Einbettung in die BW-eLabs Architektur Client Browser BW-eLabs GUI Central BW-eLabs Registry Institute BW-eLabs Webserver OPUS VNC Applet Booking DB Wonderland Server Shibboleth escidoc BW-eLabsExecutor esync Daemon Wonderland Client SSH-Tunnel Firewall Rig DH-Lab 9

10 DH Lab - Aufbau camera reference beam 20x/0.85 microscopic objective 3D Positioner illumination

11 Datenfluß 11

12 DH Lab - GUI Hologram Topological Reconstruction Phase Reconstruction Positioning Intensity Reconstruction

13 Was wurde erreicht Experimentalaufbaus für die Untersuchung in mikroskopischen Bereich Motorisierung des Aufbaus Fernsteuerung des Aufbaus Speicherung und Wiederherstellung eines gegebenen Systemzustands einschließlich Metadaten Abspeichern eines Datensatzes in escidoc 13

14 Was haben wir gelernt Ferngesteuert dig. Hol. Aufbau ist vorhanden Erlaubt die holographische Technik zu verbreiten Kooperation mit internationale Partnern Definition fachspezifischer Metadaten UI Design, speziell für Fernsteuerung komplexer Aufbauten Absicherung des Aufbaus gegen versehentliche Schäden 14

15 Erweiterungensmöglichkeiten Verbesserung (Optimierung) des Sicherheitskonzepts innerhalb des Remote-Labor Schnellere und direktere Steuerung und Datenübertragung Kooperation mit Hardware Herstellern Verbesserung der Benutzbarkeit des User- Interfaces, etwa automatische optische und numerische Fokussierung, beschleunigte Rekonstruktion Optimierung von Archivierung, Publikation und Nachnutzung von Forschungsdaten 15

16 Zukunftsperspektiven (Neue Anträge, Kooperationen ) Ein Antrag mit Universität Shenzhen wurde vorbereitet Thema: Remote Laboratory for Optical Micro Metrology 16

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