공초점 현미경을 사용해야 하는 이유는 무엇입니까?
1. 광학현미경은 우리의 위대한 선배들의 노력과 개선을 통해 완성되었습니다. 실제로 일반 현미경은 아름다운 현미경 이미지를 쉽고 빠르게 제공할 수 있습니다. 그러나 거의 완벽한 현미경의 세계에 혁명을 일으킨 사건은 "레이저 스캐닝 공초점 현미경"의 발명이었습니다. 이 새로운 유형의 현미경은 초점이 집중된 표면에서만 이미지 정보를 추출하는 광학 시스템이 특징이며, 획득된 정보를 이미지 메모리에 복원하면서 초점을 변경함으로써 선명한 이미지를 얻을 수 있습니다. 전체 3-차원 정보. 이를 통해 기존의 현미경으로는 확인할 수 없는 표면의 형상에 대한 정보를 쉽게 얻을 수 있습니다. 또한, 기존 광학현미경, 특히 고배율에서는 "해상도 증가"와 "초점심도 심화"가 상충되는 조건이지만, 공초점 현미경에서는 이 문제를 해결합니다.
2. 공초점 광학계의 장점
레이저 공초점 현미경의 개략도
공초점 광학 시스템은 샘플의 점 조명이며, 반사된 빛도 점 수용체를 사용하여 수신됩니다. 시료를 초점에 놓으면 반사광의 거의 대부분이 감광체에 도달하고, 시료의 초점이 맞지 않으면 반사광이 감광체에 도달하지 못합니다. 즉, 공초점 광학계에서는 초점에 일치하는 이미지만 출력되고, 얼룩이나 불필요한 산란광은 차단됩니다.
3. 레이저를 사용하는 이유는 무엇입니까?
공초점 광학 시스템에서 샘플은 한 지점에서 조명되고 반사된 빛은 지점 센서에 의해 수신됩니다. 그러므로 점광원이 필요하다. 레이저는 점광원에 가깝습니다. 대부분의 경우 공초점 현미경의 광원은 레이저 광원입니다. 또한 레이저의 단색성, 방향성 및 우수한 빔 형태는 레이저가 널리 채택되는 중요한 이유입니다.
4. 고속 스캐닝을 기반으로 실시간 관찰이 가능합니다.
레이저 스캐닝의 경우 수평 방향에는 음향 광 편향 장치(Acoustic Optical Deflector, AO prime)가 사용되고 수직 방향에는 서보 전자 제어 빔 스캐닝 미러(Servo Galvano-mirror)가 사용됩니다. AO Deflector에는 기계적 진동이 없으므로 고속 스캐닝이 가능하며, 모니터 화면을 통한 실시간 관찰이 가능합니다. 본 카메라의 빠른 속도는 초점 속도와 위치 검색 속도에 직접적인 영향을 미치는 매우 중요한 항목입니다.
5. 초점 위치와 밝기의 관계
공초점 광학 시스템에서 밝기가 매우 클 때 샘플은 초점 위치에 올바르게 배치되며, 샘플 앞뒤의 밝기는 급격히 감소합니다(그림 4 실선). 초점면의 이러한 민감한 선택성은 공초점 현미경의 높이 방향과 초점 확장 깊이의 이면에 있는 원리입니다. 대조적으로, 일반적인 광학현미경은 초점 위치 전후의 밝기에 큰 변화를 보이지 않습니다(그림 4의 점선).
6. 고대비, 고해상도
기존의 광학 현미경에서는 초점이 맞지 않는 부분에서 반사된 빛이 현미경의 초점 이미징 부분과 간섭하고 중첩되어 이미지 대비가 감소합니다. 이에 비해 공초점 광학계에서는 초점 외부와 대물렌즈 내부의 산란광이 거의 완전히 제거되어 대비가 매우 높은 이미지를 얻을 수 있습니다. 또한, 빛이 대물렌즈를 두 번 통과하여 점상을 선명하게 하기 때문에 현미경의 분해능이 향상됩니다.
7. 광학 위치 파악 기능
공초점 광학 시스템에서는 반사광이 초점 이외의 지점에서 미세 조리개에 의해 차단됩니다. 그 결과, 3차원 시료를 관찰할 때 마치 초점을 맞춰 시료를 잘라낸 듯한 이미지가 형성된다(Fig. 5). 이 효과를 광학적 국소화라고 하며 공초점 광학 시스템의 특징 중 하나입니다.
