공초점 현미경이 왜 필요한가요?
1. 우리의 위대한 선배들의 노력과 개선을 거쳐 광학현미경은 완벽한 수준에 도달했습니다. 사실 일반 현미경은 우리에게 아름다운 현미경 이미지를 간단하고 빠르게 제공할 수 있습니다. 그러나 이 거의 완벽에 가까운 현미경 세계에 혁명적인 혁신을 가져온 사건이 일어났는데, 그것이 바로 "레이저 스캐닝 공초점 현미경"의 발명이었습니다. 이 새로운 유형의 현미경의 특징은 초점이 집중된 표면에서만 이미지 정보를 추출하는 광학 시스템을 채택했다는 것입니다. 획득된 정보를 이미지 메모리에 복원하면서 초점을 변경함으로써 완전한 3차원 정보 지능을 갖춘 생생한 이미지를 얻을 수 있습니다. 이 방법을 통해 기존 현미경으로는 확인할 수 없는 표면 형상에 대한 정보를 쉽게 얻을 수 있다. 또한, 일반적인 광학현미경의 경우, 특히 고배율에서는 "해상도 향상"과 "초점 심도 심화"는 모순되는 조건입니다. 그러나 공초점 현미경에서는 이 문제가 쉽게 해결됩니다.
2. 공초점 광학계의 장점
레이저 공초점 현미경의 개략도
공초점 광학 시스템은 점으로 샘플을 조명하는 데 사용되며, 반사된 빛도 점 센서로 수신됩니다. 샘플이 초점에 놓이면 거의 모든 반사광이 감광 장치에 도달할 수 있습니다. 샘플이 초점에서 벗어나면 반사된 빛이 감광 장치에 도달할 수 없습니다. 즉, 공초점 광학계에서는 초점에 일치하는 이미지만 출력되고, 광점과 불필요한 산란광은 차단됩니다.
왜 레이저를 사용하나요?
공초점 광학 시스템에서는 샘플이 조명되고 반사된 빛도 포인트 센서에 의해 수신됩니다. 따라서 점광원이 필요하게 됩니다. 레이저는 매우 점광원입니다. 대부분의 경우 공초점 현미경의 광원은 레이저 광원입니다. 또한 레이저의 단색성, 방향성 및 우수한 빔 형태도 널리 채택되는 중요한 이유입니다.
4. 고속 스캐닝을 통한 실시간 관찰이 가능해졌습니다.
레이저 스캐닝은 수평 방향으로 Acoustic Optical Deflector(AO 프라임)를 사용하고 수직 방향으로 Servo Galvano 미러를 사용합니다. 오디오 광 바이어스 유닛은 기계적인 진동이 없기 때문에 고속 스캐닝이 가능하며, 모니터링 화면에서 실시간 관찰이 가능합니다. 이러한 유형의 카메라의 고속 특성은 초점 조정 속도와 위치 검색 속도에 직접적인 영향을 미치는 매우 중요한 항목입니다.
5. 초점 위치와 밝기의 관계
공초점 광학 시스템에서는 샘플이 초점 위치에 올바르게 배치되면 밝기가 높아지며, 전후에는 밝기가 급격히 감소합니다(그림 4의 실선). 이 초점면의 민감한 선택성은 공초점 현미경에서 높이 방향 결정과 초점 깊이 확장의 기본 원리입니다. 이에 비해 일반적인 광학현미경은 초점 위치 전후에 큰 밝기 변화를 보이지 않습니다(그림 4의 점선).
6. 고대비 및 해상도
일반적으로 광학현미경에서는 초점을 벗어나는 반사광이 발생하게 됩니다.
