Genelleştirilmiş Morse dalgacığı kullanılarak mikrometre ölçeğinde yüzey profili belirlenmesi

Abstract

Bu çalışmada, optik ölçüm yöntemi olan kantitatif faz görüntüleme tekniği ile mikrometre mertebesinde, nanometre hassasiyetinde ölçüm yapabilen bir deney kurulumundan elde edilen verilerin analizi için Genelleştirilmiş Morse Dalgacığı (GMD) ile bir boyutlu Sürekli Dalgacık Dönüşümü (1D SDD) algoritması faz hesaplamak için geliştirilmiştir. Analizi yapılacak olan örneğin görüntülerini elde etmek için inverted mikroskop, Mach–Zehnder benzeri bir interferometre ve kameradan oluşan Beyaz Işık Kırınım Faz Mikroskopisi (BKFM) adı verilen sistem, TÜBİTAK (Proje no: 115F168) desteğiyle Tekirdağ Namık Kemal Üniversitesi Fizik Bölümü Laboratuvarına kurulmuştur. BKFM sistemi ile kırmızı kan hücresinin interferogram görüntüsü elde edilmiştir. İnterferogram görüntüden GMD ile yüzey profilleri belirlenmiştir. GMD ile elde edilen sonuçlar, Morlet, Paul dalgacıkları kullanılarak elde edilen sonuçlarla ve taramalı elektron mikroskopu ile elde edilen görüntülerle karşılaştırılmıştır. Ek olarak GMD SDD algoritması ince filmlerin optik analizlerine uyarlanmıştır. Bu doğrultuda yalıtkan (dieletrik) filmlerin yansıma spektrumundan kırılma indisi GMD ile belirlenmiştir. Yansıma spektrumu, Morlet, Paul dalgacıkları kullanılarak da analiz edilmiştir ve edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır. Soğurucu filmlerin geçirgenlik spektrumundan kırılma indisi ve sönüm katsayısı GMD kullanılarak belirlenmiştir. Soğurucu film Morlet, Paul dalgacıkları ve ayrıca zarf metodu ile analiz edilmiştir. Elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır.

In this study, from the quantitative phase imaging, which is an optical measurement technique, with nanometer precision (micrometer range) images has been obtained and for the phase calculation an algorithm by using one dimensional continuous wavelet transform (1D CWT) with Generalized Morse Wavelet (GMW) has been improved. In this study, in order to obtain images of the sample to be analyzed, the White Light Diffraction Phase Microscopy (WDPM) consisting of an inverted microscope, a Mach–Zehnder-like interferometer and camera, has been setup with the support of TÜBİTAK (project number:115F168) into laboratory of department of physics in the Tekirdağ Namık Kemal University. The interferogram image of the red blood cell was obtained with the WDPM. Surface profiles of the red blood cell was determined by GMW from the interferogram. The results obtained with the GMW were compared with the results obtained by using Morlet, Paul wavelets and with the images obtained with the scanning electron microscope.In addition, the GMW CWT algorithm is adapted for optical analysis of thin films. In this application, the refractive index of the dielectric films was determined from the reflection spectrum by using GMW. The reflection spectrum was also analyzed by using Morlet, Paul wavelets and the results were compared. The refractive index and extinction coefficient of absorbing film were determined from the transmittance spectrum by using GMW. The absorbing film was analyzed by using Morlet and Paul wavelets and also the envelope method. The obtained results were compared.