THORLABS Cerna CM501 User Manual
  1. Manuals
  2. Brands
  3. THORLABS Manuals
  4. Microscope
  5. Cerna CM501
  6. User manual
THORLABS Cerna CM501 User Manual

THORLABS Cerna CM501 User Manual

Birefringence imaging microscopes
Hide thumbs
Table of Contents

Advertisement

Quick Links

Download this manual
 
  
 
CM501 and CM502 
Cerna® Birefringence Imaging 
Microscopes  
 
User Guide 
 
 
 
 
 
 
 

Advertisement

Table of Contents
loading

Related Manuals for THORLABS Cerna CM501

Summary of Contents for THORLABS Cerna CM501

  • Page 1            CM501 and CM502  Cerna® Birefringence Imaging  Microscopes     User Guide           ...

  • Page 2: Table Of Contents

    Cerna®‐Based, Birefringence Imaging Microscope    Table of Contents  Chapter 1 Safety ........................... 1     Chapter 2 Getting Started  ...................... 2         2.4.1 Sample Stage and Sample Holder........................ 9     2.6.1 General Setup  .............................. 14     2.6.2 System Installation ............................ 15 Chapter 3 System Operation  ....................... 25         3.4.1 Main Menu  ................................ 30    ...
  • Page 3     Chapter 11 Thorlabs Worldwide Contacts  .................. 65          ...

  • Page 5: Chapter 1 Safety

    Cerna® Birefringence Imaging Microscope  Chapter 1: Safety  Chapter 1 Safety    Warning: Risk of Electrical Shock   High voltage inside. To avoid electrical shock, before powering up, make sure that the ground pin  of the power cord is correctly connected to the ground connector in the power socket. Improper  grounding can cause electric shock resulting in severe injury or even death. Do not operate  without the cover installed.       Caution   Except for the main fuse, which is accessible from the outside of the housing, CM501/CM502 has  no user‐serviceable parts. Service should only be performed by trained service personnel.       Caution   This unit must not be operated in explosive environments.       Caution   Transportation and delivery may cause the CM501/CM502 to be warm or cool upon receipt.  Please wait for the whole device to reach room temperature before attempting to operate.       Caution   Do not operate in wet/damp conditions. Do not obstruct the air ventilation slots in the housing.     Note: This equipment has been tested and found to comply with the limits for a Class B digital device, pursuant to  part 15 of the FCC Rules. These limits are designed to provide reasonable protection against harmful interference  in a residential installation. This equipment generates, uses and can radiate radio frequency energy and, if not  installed and used in accordance with the instructions, may cause harmful interference to radio communications.  However, there is no guarantee that interference will not occur in a particular installation. If this equipment does  cause harmful interference to radio or television reception, which can be determined by turning the equipment  off and on, the user is encouraged to try to correct the interference by one or more of the following measures: ...

  • Page 6: Chapter 2 Getting Started

    Cerna® Birefringence Imaging Microscope  Chapter 2: Getting Started  Chapter 2 Getting Started  Introduction  Thorlabs’  CM501/CM502  Cerna®  based  Birefringence  Imaging  Microscope  is  particularly  well‐suited  for  characterizing stress‐induced birefringence, in addition to measuring the retardance and azimuths of flat, planar  samples,  such  as  crystals  and  liquid  crystal  devices,  visualize  biological  cells,  like  a  cotton  fiber  or  human  hair  follicle. These data are useful in academic research, medical diagnostics, industrial manufacturing, and product  quality assurance applications.  Thorlabs’ CM501/CM502 Birefringence Imaging Microscope is based on Thorlabs’s flexible Cerna® microscope and  includes a scientific‐grade camera and an objective with 10x magnification. System control is provided by a user‐ friendly Graphical User Interface (GUI). A standard laptop or PC that includes two USB ports (USB 2.0 and 3.0) is ...
  • Page 7 Cerna® Birefringence Imaging Microscope  Chapter 2: Getting Started  Parts List – Accessories  ® The Cerna ‐Based Birefringence Imaging Microscope is carefully packaged in a Pelican 1690 case. The complete  system consists of a main unit and the following standard accessories.  Note  All  the  CM50x  Birefringence  Imaging  microscopes  are  supplied  with  one  USB  3.0  cable.  These  cables  are  constructed to provide reliable data throughput at a length of 3 m. Do not replace this cable with a 3 m cable from  a different vendor. The use of a shorter cable (1 m or 2 m) might be acceptable but is not guaranteed. Never use  any cable that is longer than 3 m on a USB 3.0 system.    Item # CM501   12 VDC Power Supply, Item # DS12   Power Cord (Region‐Specific)   USB Drive with Software and Manual   High Speed USB 2.0 Type‐A to Type‐B Cable, 2 m   Super Speed USB 3.0 A to Micro B Cable, 3 m   Control Cable, 2 m ...
  • Page 8 Cerna® Birefringence Imaging Microscope  Chapter 2: Getting Started  Item # CM502   12 VDC Power Supply, Item # DS12   Power Cord (Region‐Specific)   USB Drive with Software and Manual   High Speed USB 2.0 Type‐A to Type‐B Cable, 2 m   Super Speed USB 3.0 A to Micro B Cable, 3 m   Control Cable, 2 m   Birefringent NBS 1963A Resolution Target, Item # R2L2S1B   Protective Tapes   10x Objective, Item # N10X‐PF   Camera Assembly   LED Assembly   9‐Piece Hex Key Set, Metric, Item # CCHK/M   Three‐Channel Controller and Knob Box (Item # MCM3001) which includes:  o Knob Box  o Controller Box  o Joystick Controller Cable  o Power Supply   o Power Cord (Region‐Specific)   o USB Cable (A to B)  o Two 1/4"‐20 Cap Screws, 1/2" Long ...
  • Page 9 Cerna® Birefringence Imaging Microscope  Chapter 2: Getting Started  First Foam Layer  Protective Tape    Figure 2 First Layer of CM501 Packaging   Step 2: Take out the accessories and put them on the optical table. Then remove the second foam layer  carefully. Note that main unit should remain in the Pelican case while this is done.    LED Assembly  Camera Assembly  USB 3.0 Cable  USB Drive  USB 2.0 Cable  Hex Key Set  Control Cable  Power Cord  Holding Point  10x Objective  (Right Hand)  R2L2S1B Resolution  Target CM501  Main Unit  DS12 Power  Adapter Holding Point  (Left Hand)    Figure 3 Second Layer of CM501 Packaging    Rev. A, July 27, 2022    Page 5 ...
  • Page 10 Cerna® Birefringence Imaging Microscope  Chapter 2: Getting Started    LED Assembly  10x Objective Three‐Channel Controller    Camera Assembly  USB 3.0 Cable  Control Cable  Three‐Channel  USB 2.0 Cables  Knob USB Drive  Hex Key Set  R2L2S1B  Power Cords  Resolution Target Holding Point  (Left Hand)  Three‐Channel  Controller  Power Adapter Holding Point  (Right Hand)  DS12 Power  CM502  Adapter  Main Unit    Figure 4 Second Layer of CM502 Packaging   Step 3: Use both hands to transfer the main unit, as shown in Figure 5, to the optical table. Then use at  least four screws to secure the main unit to the optical table.  Note  Lifting the unit while grasping it at points other than those shown in Figure 5 is not recommended, as this may  cause damage to the main unit as well as human injury. If there is difficulty transporting the unit with two hands  to its final location, the unit may first placed upright on an intermediate surface that is stable and flat. The unit  may  then  be  transported  to  its  final  location  using  one  hand  grasping  the  main  body  rail  and  the  other  hand  supporting the base. ...
  • Page 11 Cerna® Birefringence Imaging Microscope  Chapter 2: Getting Started  Holding Point  Holding Point (Right Hand)  (Left Hand)   Figure 5 Recommended Operation to Transfer the CM501/CM502 Main Unit from One Place to Another  After  unpacking  the  system,  store  the  packaging  cartons  and  the  Pelican  case.  If  the  Birefringence  Imaging  Microscope needs to be serviced or returned, it must be transported within the Pelican case.  Identification and Function of System Components  Camera Assembly Camera Port Connectors  Objective Holder  Manual Objective Arm  Objective Microscope Body  Control Box LED Assembly  Illumination Module  Iris Diaphragm   Figure 6 Identification of CM501 Imaging Microscope ...
  • Page 12 Cerna® Birefringence Imaging Microscope  Chapter 2: Getting Started  Camera Assembly Camera Port Connectors  Motorized Objective Arm  Objective Holder Objective Microscope Body  Control Box  LED Assembly  Illumination Module  Three‐Channel Controller  Iris Diaphragm Three‐Channel Knob   Figure 7 Identification of CM502 Imaging Microscope  The tables below list the standard components of CM501 and CM502 Imaging Microscopes:  Component  CM501  CM502  625 nm, 700 mW (Min) Mounted LED, Item # M625L4  Collimating Lenses, Item # LA1134‐A, ACL12708U‐A  LED Assembly  Ø1" Laser Line Filter, CWL = 632.8 ± 0.2 nm, Item # FL632.8‐1  Cage Assembly Rod, 1" Long, Item # ER1  SM1‐Threaded 30 mm Cage Plate, Item # CP33/M  Illumination Module  Transmitted Light Illumination / DIC Imaging Module, Item # WFA1000  Microscope Body  Cerna Microscope Body with Epi‐Illumination Arm, 500 mm Rail, Item # CEA1500  USB 3.0  USB 2.0  Connectors  Control  LED Connector  Power Adapter Connector  Control Box  Liquid Crystal Optical Components Integrated  1X Camera Tube with C‐Mount, Item # WFA4100 ...

  • Page 13: Sample Stage And Sample Holder

    10X Nikon Plan Fluorite Imaging Objective, Item # N10X‐PF  Objective Holder  Nosepiece for 2 Objectives, Item #s CSN1202 and CSA1200    Standard systems use an integrated 633 nm LED as the light source. If a light source with a custom wavelength  was selected, then it will instead be integrated into the delivered system.  All  of  the  CM501/CM502’s  optical  components  are  designed  and  tuned  for  either  633 nm  or  for  the  custom  operational wavelength specified at the time of purchase. The configuration and positions of the optics within the  system are carefully aligned in the factory. There are no user serviceable components.  An integrated Thorlabs’ CS505MU Monochrome CMOS camera is used to capture the sample image. The camera’s  sensor has 2448 x 2048 (H x V) pixels. The default imaging microscope configuration provides an objective with  10x magnification and a camera tube lens with 1x magnification. This results in a spatial resolution and field of  view of the system of 1.055 μm and 0.84 x 0.71 mm.  2.4.1 Sample Stage and Sample Holder  The standard CM501/CM502 system is a pre‐installed microscope system. It is compatible with Thorlabs' sample  holders (available separately, see the following for more information) which support slide holders, petri dishes,  ® recording  chambers,  micromanipulators,  and  other  samples  that  will  be  inserted  into  a  Cerna  ...
  • Page 14 Cerna® Birefringence Imaging Microscope  Chapter 2: Getting Started   Manual Kit – Option 1    Figure 8 Rigid Stand Slide Holder and manual XY Translation Stage with CM501  This manual kit consists of an MP200‐MLSH rigid stand, an MLS203P2 Petri Dish/Slide holder, an XRN25P‐K1 XY  translation stage and an MPA1 Adapter. It offers X and Y horizontal axis translation up to 25 mm and maintains a  slim profile that consumes a minimal amount of space in and around the optical path.  Item Number  Qty.  Description  MP200‐MLSH  1  Large Insert Holder, Adjustment Height: 248.1 ‐ 410.1 mm  MLS203P2 1  Petri Dish/Slide Holder for Inverted Microscopes  XR25P  1  25 mm Travel Linear Translation Stage, Side‐Mounted Micrometer  25 mm Travel Linear Translation Stage, End-Mounted Micrometer XR25C  1        Page 10     CTN017763‐D02 ...
  • Page 15 Slide Holder and an CSS2001 manual Olympus XY stage. It provides 80 mm (3.1") of translation along the X axis  and  54 mm  (2.1")  of  translation  along  the  Y  axis  without  obstruction. A  Vernier  scale  with  100  μm  resolution  alongside each axis provides high precision sample positioning.   Item Number  Qty.  Description  CSA1051  1  Olympus Stage Adapter Arm for Cerna Microscope CSS2000  1  Manual Olympus XY Stage Slide Holder CSS2001  1  Manual Olympus XY Stage for Upright Microscope  Other customized sample holder adapters are available. Please contact Thorlabs’ Tech Support prior to purchase.   Motorized Sample Stage   The motorized kit consists of an 2D XY motorized translation stage (Item # PLS‐XY) and an MP100‐RCH2 rigid stand.  The MCM3001 3‐Axis Controller is used to adjust the stage’s position. The stage is compatible with loads up to  42 lbs and mounts to the bottom of the rigid stand, which maintains the stand's compact footprint.   Rev. A, July 27, 2022    Page 11 ...
  • Page 16 Cerna® Birefringence Imaging Microscope  Chapter 2: Getting Started    Figure 10 Rigid Stand and motorized XY Stage with CM501  Item Number  Qty.  Description  MP200‐MLSH  1  Large Insert Holder, Adjustment Height: 248.1 ‐ 410.1 mm  PLS‐XY  1  2D Motorized Translation Stage for Rigid Stands  MCM3001   1  Three‐Channel Controller and Knob Box for 1" Cerna Travel Stages  Note  *The standard CM502 contains an MCM3001 three‐channel controller with two free ports available. Therefore, it  is not necessary to purchase this additional MCM3001 controller if the motorized sample stage solution is chosen.      Page 12     CTN017763‐D02 ...
  • Page 17 Cerna® Birefringence Imaging Microscope  Chapter 2: Getting Started  System Information and Connections  An XY‐Coordinate is engraved on the top surface of control box for the indication of Azimuth (Fast‐Axis orientation)  measurement.     Figure 11 XY‐Coordinate for Azimuth measurement  The control connector is located on the rear side of the control box.    Figure 12 The back of control box    The system connections, serial number and the manufacturing number are located on the rear side of the main  unit:  Rev. A, July 27, 2022    Page 13 ...

  • Page 18: General Setup

    Power Switch  Setting Up the CM501/CM502  2.6.1 General Setup  For optimal image acquisition, we strongly advise that the following standard practices are met:    Acquire  images  with  the  system  mounted  on  actively  isolated  platforms  or  vibration‐damping  tables.  Failure to utilize appropriate mounting platforms results in poor quality images. Thorlabs offers a wide  array of optical tables and mounting platforms providing the required stability.    Avoid placing other instruments or machines that vibrate in close proximity to this imaging microscope.  Such items include refrigeration units, cell culture incubators, hoods, etc.    Minimize air drafts, as these can result in movement of the imaging microscope and affect sample focus.  Drafts  can  also  lead  to  particulate  contamination  that  can  damage  your  hardware  and/or  introduce ...

  • Page 19: System Installation

    Cerna® Birefringence Imaging Microscope  Chapter 2: Getting Started  2.6.2 System Installation    Caution  Initial component assembly required. Should assistance be required, arrangements can be made  for  a  service  appointment  to  install  the  system.  Please  contact  Thorlabs  (techsupport@thorlabs.com  or  imagingtechsupport@thorlabs.com)  to  obtain  a  quotation  for  installation services     Steps for installing the system, which is done before running the system software, are described in the following:   Step 1: Mount the main unit onto the optical table as shown below. Secure the main unit to the mounting  platform using at least four screws, i.e., at least one screw at each corner.  Counterbore for  M6 CAP Screw Counterbore for  ¼”‐20 CAP Screw   Figure 14 Counterbores for main unit securing ...
  • Page 20 Cerna® Birefringence Imaging Microscope  Chapter 2: Getting Started    Figure 15 Mount the main unit onto the optical table   Step 2: Mount the LED Assembly onto the illumination module of main unit.    Figure 16 Mount the LED assembly onto the illumination module  Page 16     CTN017763‐D02 ...
  • Page 21 Cerna® Birefringence Imaging Microscope  Chapter 2: Getting Started  Note  Remove the Green Tapes on LED Assembly and Illumination Module before Installation!  To mount the LED assembly onto the illumination module, use a 2.5 mm hex key or ball driver to remove the  locking screw of the dust cover on the illumination module.    Figure 17 Loose the locking screws of dust cover (2 sets)  Attach  the  LED  assembly  on  the  illumination  module  with  four  cage  rods.  Secure  the  locking  screws  between  illumination module, cage rods and cage plate by using a 1.3 mm hex key or ball driver.  Rev. A, July 27, 2022    Page 17 ...
  • Page 22 Cerna® Birefringence Imaging Microscope  Chapter 2: Getting Started    Figure 18 Secure the locking screws between illumination module and cage rods (4 sets)    Figure 19 Secure the locking screws between Cage Plate and cage rods (4 sets)  Page 18     CTN017763‐D02 ...
  • Page 23 Cerna® Birefringence Imaging Microscope  Chapter 2: Getting Started   Step 3: Install the objective on the objective holder.  Remove the Green Tape on objective holder and install the objective on the objective holder.  Green Tape   Figure 20 Remove the green tape before objective installation    Figure 21 Objective installed   Step 4: Loosen the locking screw with a 2 mm hex key or ball driver and remove the dust cover on Camera  Port.   Rev. A, July 27, 2022    Page 19 ...
  • Page 24 Cerna® Birefringence Imaging Microscope  Chapter 2: Getting Started  Dust Cover on  Camera Port Locking Screw   Figure 22 Remove the dust cover on camera port  Note  When repacking is needed, put the dust cover back by aligning the dot parallel in front of the front side of main  unit.  Alignment Marker of Dust Cover     Figure 23 Remove the dust cover on camera port   Step 5: Loosen the locking screw with a 1.5 mm hex key or ball driver and remove the dust cover of camera  assembly.   Page 20     CTN017763‐D02 ...
  • Page 25 Cerna® Birefringence Imaging Microscope  Chapter 2: Getting Started  Dust Cover on  Camera Assembly Locking Screw   Figure 24 Camera Assembly   Step 6: Put the camera assembly on the camera port and secure the camera assembly with the locking  screw.    Figure 25 Put the camera assembly on the camera port   Rev. A, July 27, 2022    Page 21 ...
  • Page 26 Cerna® Birefringence Imaging Microscope  Chapter 2: Getting Started    Figure 26 CM501 Final Arrangement   Step 7: Place a proper sample holder and stage underneath the objective.    Figure 27 Sample holder placed underneath the objective  Page 22     CTN017763‐D02 ...
  • Page 27 Cerna® Birefringence Imaging Microscope  Chapter 2: Getting Started  Note  Three options of sample stage are recommended in Chapter 2.4.1. Rigid Stand and other parts can be customized  prior system installation.   Step 8: Connect the CM501/CM502 system cables:  CM501   Connect the Control cable between main unit and control box.   Connect the USB 2.0 cable between the main unit and laptop or PC.   Connect the USB 3.0 cable between camera and laptop or PC.   Connect the LED cable between main unit and LED assembly.   Connect the 12 VDC power supply to the main unit.   Connect the power cord to the power supply and connect the other end to a wall plug.  CM502   Connect the Control cable between main unit and control box.   Connect the USB 2.0 cable between the main unit and laptop or PC.   Connect the USB 3.0 cable between camera and laptop or PC.   Connect the LED cable between main unit and LED assembly.   Connect the 12 VDC power supply to the main unit.   Connect the power cord to the power supply and connect the other end to a wall plug.   Connect the Controller cable between Three‐Channel controller box with knob box.   Connect the cable between motorized objective arm and Three‐Channel controller box.   Connect the power supply to Three‐Channel controller box.   Connect the power cord to the Three‐Channel power supply and connect the other end to a wall plug. ...
  • Page 28 Cerna® Birefringence Imaging Microscope  Chapter 2: Getting Started    Figure 29 Connected Cables of CM501/CM502    Page 24     CTN017763‐D02 ...

  • Page 29: Chapter 3 System Operation

    Cerna® Birefringence Imaging Microscope  Chapter 3: System Operation  Chapter 3 System Operation  Starting the System    Warning: Risk of Electrical Shock  High voltage inside. To avoid electrical shock, before powering up, make sure that the ground pin  of the power cord is correctly connected to the ground connector in the power socket. Improper  grounding  can  cause  electric  shock  resulting  in  severe  injury  or  even  death.  Do  not  operate  without the cover installed.       Caution   This unit must not be operated in explosive environments.       Caution   Transportation and delivery may cause the CM501/CM502 to be warm or cool upon receipt.  Please wait for the whole device to reach room temperature before attempting to operate.       Caution   Do not operate in wet/damp conditions. Do not obstruct the air ventilation slots in the housing.
  • Page 30 Cerna® Birefringence Imaging Microscope  Chapter 3: System Operation   One Available Super‐Speed USB 3.0 Port   CPU: Intel Core i3 or Above   RAM: 2 GB or More      Page 26     CTN017763‐D02 ...
  • Page 31 Cerna® Birefringence Imaging Microscope  Chapter 3: System Operation  Installing the Software  The CM501/CM502 software can be downloaded from the Thorlabs website or from the bundled USB drive.  Note  Do not connect the CM501/CM502 to the laptop or PC prior to software installation. Administrator privilege is  required to complete software installation.   Note  Completing the installation of the CM501/CM502 software requires that either Thorlabs’ ThorCam™ Software or  the ThorCam Driver also be installed on the computer. If ThorCam is not installed, then the installation procedure  will  automatically  install  the  CM501/CM502  GUI  as  well  as  the  ThorCam  driver.  If  ThorCam  has  already  been  installed on the computer, then the new software will skip the installation of the ThorCam driver. If the installed  ThorCam version supports the USB 3.0 Camera, then the CM501/CM502 software can run properly. If the installed  ThorCam version does not support the USB 3.0 Camera, then an error will occur when running the CM501/CM502  software.  If  this  occurs,  it  is  necessary  to  first  uninstall  the  old  ThorCam  driver.  Then  either  repeat  the ...
  • Page 32 Cerna® Birefringence Imaging Microscope  Chapter 3: System Operation     Choose the install location and click “Install” to continue.     Click “Finish” to close the Installation.  Page 28     CTN017763‐D02 ...
  • Page 33 Cerna® Birefringence Imaging Microscope  Chapter 3: System Operation     If the window shown in the following image appears, click “Install” to finish the Camera Driver installation.    Software GUI  The CM501/CM502 Software GUI is divided into 6 functional areas:   Main Menu   Image Preview Window   Camera Control   Light Source Control   Measurement Control   Measurement Data View Tabs   Status Bar      Rev. A, July 27, 2022    Page 29 ...

  • Page 34: Main Menu

      Camera  Control  Measurement  Light Source  Data View  Control  Tabs Measurement  Control  Status Bar   Figure 30 Front Panel of GUI  3.4.1 Main Menu  Controls for all user operations are included in the main menu, which consist of 3 sections:   Device Information   Link to Thorlabs   Operation Buttons    Link to Thorlabs Device Information         Operation Buttons  Figure 31 Main Menu Area of GUI  Device Information  Display the Device Model, Serial Number, Operating Wavelength, Hardware Version and Firmware Version  Link to Thorlabs  Open the Thorlabs home page by clicking the Thorlabs logo.  Operation Buttons  Seven buttons provide the functions summarized in the table and described following the table:   ...
  • Page 35 Cerna® Birefringence Imaging Microscope  Chapter 3: System Operation  Icon  Operation  Icon  Operation  Connect  Disconnect      Save Profile  Load Profile      Options  Update      Technical Support  Help      Connect/Disconnect  Enable or disable the connection between the CM501/CM502 and the laptop or PC. When the software recognizes  the CM501/CM502 hardware, the connect button will be enabled. If the connect button is grayed out, check that  the CM501/CM502’s power switch is turned on and the USB cables are properly connected to the computer. If  this is in order, please check for solutions in Chapter 8.    Note  If more than one CS505MU is connected to your computer, be sure to confirm the camera serial number matches  that of the camera integrated into the CM501/CM502.   Save Profile  Save the user defined settings in XML format.  Load Profile  Load the user defined settings in XML format.  Options  The camera settings and other values can be set using controls accessed via the options tab.   Exposure Time Range (ms)  Define the range of Camera Exposure Times that the front panel Exposure control provides.  Rev. A, July 27, 2022 ...
  • Page 36 Cerna® Birefringence Imaging Microscope  Chapter 3: System Operation   Over Exposure Highlight Threshold  Defines the threshold of pixel saturation, default is set to 85% of 4095.   Pixels exceeding this threshold value will be color‐coded as RED, as discussed in Section 5.4.4, if the Over  Exposure Detection option in the Light Source Control panel has been checked.   LC (Liquid Crystal) Temperature (˚C)  Displays the actual temperature of the Liquid Crystal components.   Auto Adjustment Range  This range is used to specify the source Current (mA) settings for the LED source and the input Polarization  States, in order to provide the desired intensity level.      Theme  Set the Software Theme to Dark or Light.   Language  Set the software language to Chinese Simplified or English (United States).    Page 32     CTN017763‐D02 ...
  • Page 37 Cerna® Birefringence Imaging Microscope  Chapter 3: System Operation  Update  Update the CM501/CM502 software to the most recent version.    Support  Microsoft Outlook is launched (if installed), and a new email with the address set to   is  techsupport@thorlabs.com opened.  Help  Displays the detailed information about the CM501/CM502 software. Please have these details available when  contacting the Thorlabs’ Tech Support.    Rev. A, July 27, 2022    Page 33 ...

  • Page 38: Image Preview Window

    Cerna® Birefringence Imaging Microscope  Chapter 3: System Operation  3.4.2 Image Preview Window  The image preview window is the main window for the camera image preview. By default, when the 10x objective  is integrated into the system, a clear field of view of 0.84 mm x 0.71 mm is provided.    Figure 32 Image Preview Window of GUI  The toolbar on the right side can be used to customize several image settings, which are listed in the table and  described in the following    Icon  Description  Icon  Description  ROI* of Rectangle  ROI of Circular      Resume to Full image  Rotation in Anti‐Clockwise      Rotation in Clockwise  Flip in Horizontal      Flip in Vertical  ROI indication      Line Profile          Page 34     CTN017763‐D02 ...

  • Page 39: Camera Control

    Cerna® Birefringence Imaging Microscope  Chapter 3: System Operation  Note  *The Region of Interest (ROI) can be selected by dragging a rectangular or circular region in the image preview  window. With ROI selected, the camera reads out only the ROI area and it can increase frame rate, which can  increase measurement speed.  Line Profile  Select the Line Profile tool to draw a line across the image that indicating a linear path of interest. The intensity  values measured by the pixels along the line are displayed in a separate window.     Figure 33 Line Profile Tool of GUI  3.4.3 Camera Control   The camera control settings enable the desired exposure time, gain, and black level values to be selected.    Figure 34 Camera Dynamic Setting Area of GUI  Exposure Time  Set the exposure time appropriate for all frames to be acquired. The unit here is milliseconds.   The setting range can be changed in the Option Tab. The default range is defined from 0.021 ms to 7330 ms with  ~0.007 ms increments.  Rev. A, July 27, 2022    Page 35 ...

  • Page 40: Light Source Control

    Cerna® Birefringence Imaging Microscope  Chapter 3: System Operation  Gain  The  relative  gain  applied  to  the  analog  signal  from  the  image  sensor.  The  increment  here  is  0.1  dB  per  step  (typical).  Black Level  The average image signal from the camera in the absence of light. Increments of 1.0 ADU (Analog to Digital Unit)  are used.  Save Image As  Save the preview image in PNG or TIFF format.  Reset  Reset the camera parameters to default values.  3.4.4 Light Source Control    Figure 35 Light Source Control Area of GUI  Current (mA)  Sets the current supplied to the LED to a value between the minimum and maximum.  Auto  Adjusts the LED brightness (intensity level) automatically. Since the level chosen by the software depends on the  current sample under test, place the sample in the sample stage and orient to the desired position before using ...

  • Page 41: Status Bar

    Cerna® Birefringence Imaging Microscope  Chapter 3: System Operation    Figure 36 Over‐exposed Pixels in Image Preview Window  Polarization State  Set the Polarization States of input light on the sample. There are six states available in total.   Note  The Polarization States are defined from the perspective of the observer looking into the beam, towards the light  source.  No.  Polarization State of Input Light  1  Right‐Handed Circular (Default)  2  Left‐Handed Circular  3  Linear 0°  4  Linear 45°  5  Linear 90°  6  Linear ‐45°    3.4.5 Status Bar  The status bar displays information about the system status including:        Figure 37 Examples of Status Bar of GUI   Image Preview Information  o Image Dimension  o Image Intensity  Rev. A, July 27, 2022   ...

  • Page 42: Measurement Control

    Cerna® Birefringence Imaging Microscope  Chapter 3: System Operation   Measurement Information  o Azimuth  o Retardance   System Status Information  o Initialize  o Warm Up  o Ready  o Error   Light Source Over Exposure Detection Status  3.4.6 Measurement Control  The CM501/CM502 contains three measurement modes with different measurement ranges.    Figure 38 Measurement Control Area of GUI  Measurement Mode  The measurement rate depends on the camera exposure time. An exposure time of 230 ms (typical) is set as the  default, which allows a measurement to be finished within 20 s in standard mode and 4 min in low noise mode.   Standard Mode  Higher measurement rate with a lower signal‐to‐noise ratio compared with Low Noise Mode.   Low Noise Mode  Lower measurement rate with a higher signal‐to‐noise ratio compared with Standard Mode.   Raw Sample Mode  The camera collects a set of images corresponding to the six Input Polarization States, i.e.  Right‐Handed  Circular, Left‐Handed Circular, Linear 0°, Linear 45°, Linear 90° and Linear ‐45°.  Measurement Range  ...
  • Page 43 Cerna® Birefringence Imaging Microscope  Chapter 3: System Operation  The  Low  Retardance  Range  will  improve  the  measurement  accuracy  of  retardance  to  ±1  nm  in  the  retardance measurement range from 0 nm to 100 nm, as well as the measurement accuracy of azimuths  to ±1° over the entire azimuth measurement range.  Background  A background measurement  must  be  collected  before making a measurement with Low  Retardance  Range  specified.  Click  the  background  button  to  start  the  background  collection  and  follow  the  instructions  to  complete the acquisition of the background. ...

  • Page 44: Measurement Data Views

    Cerna® Birefringence Imaging Microscope  Chapter 3: System Operation  3.4.7 Measurement Data Views  The measurement data views toolbar, on the left side of the window (Measurement Data View Tabs), provides  three different options for viewing measurement results. The data is presented in a layout determined by the  measurement mode:   Layout 1  Standard Measurement Mode, Low Noise Measurement Mode   Layout 2  Raw Sample Measurement Mode   1D View ‐ Layout 1  Displays the measurement results of Standard and Low Noise measurement modes in 1D view. The 1D  tab consists of two parts:    Measurement Data Display  Display Mode Selection   Figure 41 1D Data View of Measured Sample, Liquid Crystal Polymer Waveplate, Standard Mode  Measurement Data Display  The curves displayed in the two graphs are horizontal or vertical cross sections of the azimuth and retardance  measurement data. The Display Mode Selection controls, which are described in the following, specify the cross  section shown in the graphs.  Display Mode Selection  The Display Mode area includes colormaps of the complete set of azimuth and retardance measurement data,  and these graphs are overlaid by a black bar. The controls beneath the colormaps are used to specify the position  and orientation of the black bar, which selects the azimuth angle and retardance data plotted in the Measurement  Data Display graphs. The radio button controls select between horizontal and vertical orientations of the bar. The  bar can also be dragged to the desired position in each graph.   When the “Synchronize Positions” Box is selected, the positions of the bars in both graphs are constrained to have  the same XY coordinates. Both bars move in tandem when one is adjusted.  Page 40     CTN017763‐D02 ...
  • Page 45 Cerna® Birefringence Imaging Microscope  Chapter 3: System Operation  Click the Save Data As button to save the data in comma separated value (CSV) or Binary (.bin) format.   1D View ‐ Layout 2  Displays the measurement results of Raw Sample measurement mode in 1D view. The 1D tab consists of  two parts:     Intensity Data Display  Display Mode Selection    Figure 42 1D Data View of Measured Sample, Liquid Crystal Polymer Waveplate, Raw Sample Mode  Intensity Data Display  The displayed trace is the horizontal or vertical cross section one measurement data sets in the collected raw  sample measurement data. The Display Mode Selection controls, which are described in the following, select the  particular measurement set, as well as the cross section of that set that is shown in the graph.  Display Mode Selection  The Display Mode area includes a colormap of one of the raw sample measurement data sets, and this colormap  is  overlaid  by  a  black  bar.  There  are  six  data  sets  in  the  raw  sample  measurement  data,  and  each  data  set  corresponds to a different input polarization state. The Polarization States selection box specifies the data set ...
  • Page 46 Cerna® Birefringence Imaging Microscope  Chapter 3: System Operation  o Data Analysis    Display Mode Selection Measurement Data Display      Data Analysis   Figure 43 2D Data View of Measured Sample, Liquid Crystal Polymer Waveplate, Standard Mode  Measurement Data Display  The measurement data is shown as a colormap, with the data range indicated by the vertical bar on the right. The  maximum and minimum values of the color bar can be user defined or set as Auto Range.   Display Setting   Displays the measurement results of Azimuth and Retardance in 2D view with three display modes. Units of nm,  waves, and degree are selectable regarding the measured retardance.   Azimuth indicator is shown while the Retardance with Azimuth Vector and Azimuth modes are selected.    Retardance with Azimuth Vector  The  colormap  shows  the  measured  sample’s  retardance  and  the  overlaid  vector  graph  with  arrows  indicates the sample’s fast axis orientation (azimuth), see Figure 43.   Retardance Mode  The colormap shows only the measured sample’s retardance.   Page 42 ...
  • Page 47 Cerna® Birefringence Imaging Microscope  Chapter 3: System Operation    Figure 44 2D Data Display Mode of Retardance   Azimuth Mode  The colormap shows only the measured sample’s azimuth. Values indicated by the color bar have units of  degrees.    Figure 45 2D Data Display Mode of Azimuth      Rev. A, July 27, 2022    Page 43 ...
  • Page 48 Cerna® Birefringence Imaging Microscope  Chapter 3: System Operation  Data Analysis  A simple data analysis section shows the maximum, minimum, mean and standard deviation (SD) values, which  are based on the selected display mode.  Right‐Click or click the “Save Data As” button to save the data or the image of the “Measurement Data Display”  area. The data can be saved into CSV or Binary (.bin) file format. The image can be saved in PNG (8 bit) or TIFF (16  bit) file format.   2D View – Layout 2  2D view tab for Raw Sample measurement mode contains three sections:   o Measurement Data Display  o Display Setting  o Data Analysis      Measurement Data Display Display Mode Selection       Data Analysis Figure 46 2D Data View of Measured Sample, Liquid Crystal Polymer Waveplate, Raw Sample Mode  Measurement Data Display  The measurement data is shown as a colormap, with the data range indicated by the vertical bar on the right. The  maximum and minimum values of the color bar can be user defined or set as Auto Range.   Display Setting  Displays the collected image intensity with selected input polarization state in 2D view with Color or Gray Scale  display modes.   Data Analysis  Page 44     CTN017763‐D02 ...
  • Page 49 Cerna® Birefringence Imaging Microscope  Chapter 3: System Operation  Provides the maximum, minimum, mean and standard deviation (SD) values, which are based on the selected  display mode.  Right‐Click or click the “Save Data As” button to save the data or the image of the “Measurement Data Display”  area. The data can be saved into CSV or Binary (.bin) file format. The image can be saved in PNG (8 bit) or TIFF (16  bit) file format.   3D View – Layout 1  This layout is used to displays the measurement results of Standard and Low Noise measurement modes  as a 3D graph. Controls on the left are used to toggle between Retardance and Azimuth data, as well as  select the desired units. The 3D graph can be dragged with the mouse for different viewing orientations.    Figure 47 3D Data Display of measured Sample, Liquid Crystal Polymer Waveplate, Standard Mode   3D View – Layout 2  This layout is used to display data acquired using Raw Sample Mode. Controls on the left are used to toggle  between data sets corresponding to the different input polarization states. The 3D graph can be dragged  with the mouse for different viewing orientations.3D.  Rev. A, July 27, 2022    Page 45 ...
  • Page 50 Cerna® Birefringence Imaging Microscope  Chapter 3: System Operation    Figure 48 3D Data Display of measured Sample, Liquid Crystal Polymer Waveplate, Raw Sample Mode  Page 46     CTN017763‐D02 ...

  • Page 51: Chapter 4 Applications

    CM50x microscope and LCC7201B imaging system, are sensitive to retardance and azimuth changes as small as  ±1  nm  and  ±1°  (Low  Retardance  Range).  The  CM501  and  CM502  can  provide  higher  spatial  resolution.    The example measurement results shown below for a Thorlabs' Liquid Crystal Polymer Zero‐Order Half‐Wave Plate  (Item  # WPH10E‐830)  indicate  retardance  and  azimuth  changes  due  to  laser‐induced  damage  threshold  (LIDT)  testing.    Figure 49 2D Azimuth View of Measured Sample, Liquid Crystal Polymer Waveplate   ...
  • Page 52 Cerna® Birefringence Imaging Microscope  Chapter 4: Applications    Figure 50 2D Retardance View of Measured Sample, Liquid Crystal Polymer Waveplate  Birefringence in Biological Tissue  The Cerna Birefringence Imaging Microscope is a powerful tool to reveal submicroscopic organization in biological  materials. It offers rapid measurements to study and understand the biological structures, such as striated muscle,  nerve  myelin,  mitotic  spindle,  dermal  collagen,  and  stress  fibers  without  staining  or  labeling.  Some  example  measurement results are shown below.                            Page 48     CTN017763‐D02 ...
  • Page 53 Cerna® Birefringence Imaging Microscope  Chapter 4: Applications  Berry Hair Whole Mount (w.m.) (Complete Organism)    Figure 51 2D Azimuth View of Measured Sample, Berry Hair Whole Mount (w.m.)    Figure 52 2D Retardance View of Measured Sample, Berry Hair Whole Mount (w.m.)  Rev. A, July 27, 2022    Page 49 ...
  • Page 54 Cerna® Birefringence Imaging Microscope  Chapter 4: Applications  Dandelion Fuzz Whole Mount (w.m.) (Complete Organism)    Figure 53 2D Azimuth View of Measured Sample, Dandelion Fuzz Whole Mount (w.m.)    Figure 54 2D Retardance View of Measured Sample, Dandelion Fuzz Whole Mount (w.m.)  Page 50     CTN017763‐D02 ...
  • Page 55 Cerna® Birefringence Imaging Microscope  Chapter 4: Applications  Leaf of Nerium Indicum T.S.    Figure 55 2D Azimuth View of Measured Sample, Leaf of Nerium Indicum T.S.    Figure 56 2D Retardance View of Measured Sample, Leaf of Nerium Indicum T.S.    Rev. A, July 27, 2022    Page 51 ...
  • Page 56 Cerna® Birefringence Imaging Microscope  Chapter 4: Applications  Tomato Flesh Whole Mount (w.m.) (Complete Organism)    Figure 57 2D Azimuth View of Measured Sample, Tomato Flesh Whole Mount (w.m.)    Figure 58 2D Retardance View of Measured Sample, Tomato Flesh Whole Mount (w.m.)  Page 52     CTN017763‐D02 ...
  • Page 57 Cerna® Birefringence Imaging Microscope  Chapter 4: Applications  Human Hair (w.m.) (Complete Organism)    Figure 59 2D Azimuth View of Measured Sample, Human Hair (w.m.)    Figure 60 2D Retardance View of Measured Sample, Human Hair (w.m.)  Rev. A, July 27, 2022    Page 53 ...

  • Page 58: Chapter 5 Maintenance

    Cerna® Birefringence Imaging Microscope  Chapter 5: Maintenance  Chapter 5 Maintenance  Basic Care  Handle the complete system with care during transportation and unpacking. Banging or dropping the system can  damage the unit or lower the system performance. If the system is mishandled during the shipment, the optical  components  inside may become  misaligned, which  would lead  to a decrease in accuracy  of the  measurement  performance.  If  this  occurs,  the  complete  system  will  need  to  be  sent  back  for  realignment  and  recalibration.  Please contact Thorlabs’ Tech Support for more information.   Do not store or operate in a damp, closed environment.   Do not store or operate on surfaces that are susceptible to vibrations.   Do not expose to direct sunlight.   Do not use the solvents on or near the equipment. ...

  • Page 59: Chapter 6 Specifications

    Cerna® Birefringence Imaging Microscope  Chapter 6: Specifications  Chapter 6 Specifications  General Specifications  Light Source Wavelength   632.8 nm ± 1 nm   Microscope  Cerna® Series Microscope  Measurement Range  Retardance  Standard Retardance Range: 0 nm to 316 nm  Low Retardance Range: 0 nm to 100 nm  Azimuth  ±90°  Measurement Accuracy  Retardance  Standard Retardance Range: ±10 nm  Low Retardance Range: ±1 nm  Azimuth  Standard Retardance Range: ±3°  Low Retardance Range: ±1°  Measurement Rate  <20 sec (Based on Default Camera Settings)  Field of View   0.84 mm x 0.71 mm  Spatial Resolution   1.055 μm  Interface  USB 2.0 & USB 3.0  Imager Resolution  2448 x 2048 (H x V) Pixels  Dimensions  469.6 mm (D) x 354.1 mm (W) x 836.3 mm (H)  CM501  21.9 kg (48.3 lbs)  Weight ...
  • Page 60 Cerna® Birefringence Imaging Microscope  Chapter 6: Specifications  Parfocal Length   60 mm   Compatible Tube Lens Focal Length   200 mm   Coverslip Correction   0.17 mm   Barrel Diameter   30.0 mm   Length   48.7 mm   Threading   M25 x 0.75     Camera Port Specifications  Item #  WFA4100  Magnification   1X   Dovetail   Male D1N   Tube Lens Focal Length   200 mm   Page 56     CTN017763‐D02 ...

  • Page 61: Chapter 7 Mechanical Drawing

    Cerna® Birefringence Imaging Microscope  Chapter 7: Mechanical Drawing  Chapter 7 Mechanical Drawing      Figure 61 CM501 Microscope Dimensions  Rev. A, July 27, 2022    Page 57 ...
  • Page 62 Cerna® Birefringence Imaging Microscope  Chapter 7: Mechanical Drawing    Figure 62 CM501 Microscope Parts  Page 58     CTN017763‐D02 ...
  • Page 63 Cerna® Birefringence Imaging Microscope  Chapter 7: Mechanical Drawing    Figure 63 CM502 Microscope Dimensions  Rev. A, July 27, 2022    Page 59 ...
  • Page 64 Cerna® Birefringence Imaging Microscope  Chapter 7: Mechanical Drawing    Figure 64 CM502 Microscope Parts    Page 60     CTN017763‐D02 ...

  • Page 65: Chapter 8 Trouble Shooting

    Power switch is off  Switch on the power  Power cord is broken  Change power cord  Status Indicator in software Does  Ambient Temperature is  Reduce the fluctuation of  Not Show Ready   fluctuating strongly  ambient temperature   GUI Does Not Start  No USB 2.0 cable is connected to  Connect the USB 2.0 cable  the device  No USB 3.0 cable is connected to  Connect the USB 3.0 cable  the device    USB cable is broken  Change USB cable  System Does Not Perform  Software halted  Restart Laptop or PC  Measurement  Poor connection of USB cable  Check USB connection  No Image  Adjust LED current or camera  Light source intensity is too low  settings  Adjust the iris diaphragm on  Aperture of iris diaphragm on  the illumination module to  illumination module is too small  maximum aperture    If problem cannot be identified, please contact Thorlabs’ Tech Support.  Rev. A, July 27, 2022    Page 61 ...

  • Page 66: Chapter 9 Ce/Fcc Certification

    Cerna® Birefringence Imaging Microscope  Chapter 9: CE/FCC Certification  Chapter 9 CE/FCC Certification        Page 62     CTN017763‐D02 ...
  • Page 67 Cerna® Birefringence Imaging Microscope  Chapter 9: CE/FCC Certification    Rev. A, July 27, 2022    Page 63 ...

  • Page 68: Chapter 10 Warranty And Rma Information

    Cerna® Birefringence Imaging Microscope  Chapter 10: Warranty and RMA Information  Chapter 10 Warranty and RMA Information  Thorlabs  verifies  our  compliance  with  the  WEEE  (Waste  Electrical  and  Electronic  Equipment)  directive of the European Community and the corresponding national laws. Accordingly, all end  users in the EC may return “end of life” Annex I category electrical and electronic equipment sold  after August 13, 2005 to Thorlabs, without incurring disposal charges. Eligible units are marked  with the crossed out “wheelie bin” logo (see right), were sold to and are currently owned by a  company or institute within the EC and are not dissembled or contaminated. Contact Thorlabs for  Annex I  more information. Waste treatment is your own responsibility. “End of life” units must be returned  to Thorlabs or handed to a company specializing in waste recovery. Do not dispose of the unit in a litter bin or at  a  public  waste  disposal  site.  It  is  the  user’s  responsibility  to  delete  all  private  data  stored  on  the  device ...
  • Page 69 Cerna® Birefringence Imaging Microscope  Chapter 11: Thorlabs Worldwide Contacts  Chapter 11 Thorlabs Worldwide Contacts  For technical support or sales inquiries, please visit us at   for our most up‐to‐date  www.thorlabs.com/contact contact information.             USA, Canada, and South America   UK and Ireland     Thorlabs, Inc.   Thorlabs Ltd.    sales@thorlabs.com   sales.uk@thorlabs.com     techsupport@thorlabs.com   techsupport.uk@thorlabs.com         Europe   Scandinavia   Thorlabs GmbH   Thorlabs Sweden AB     europe@thorlabs.com   scandinavia@thorlabs.com       France   Brazil   Thorlabs SAS   Thorlabs Vendas de Fotônicos Ltda.   sales.fr@thorlabs.com  ...
  • Page 70                                                           www.thorlabs.com           ...

This manual is also suitable for:

Cerna cm502

Table of Contents