형광 공초점 주사 현미경의 설계와 반사 광학계를 이용한 측정 성능 향상에 관한 연구Design of fluorescence confocal scanning microscope and improvement of detection performance using reflecting optical system
공초점 주사 현미경은 광학적 절편 효과 때문에 깊이 분별력이 뛰어나 생의학 분야, 반도체와 LCD 검사등의 분야에서 많이 응용되고 있다. 본 논문에서는 생체 시료 관측이 가능한 형광 공초점 주사현미경의 빔 편향 광학계를 설계하고, 측정 성능을 향상시키는 반사 광학계를 제안하고 설계한다.
빔 편향 광학계는 4개의 렌즈로 이루어져 있으며 각각의 렌즈를 선정하고, 렌즈간의 배치를 결정하기 위해 기하광학에 기반한 유한 광선 추적법을 이용하였다. 유한 광선 추적법을 이용하여 최종면에서 빔이 맞는 위치와 각도를 알아내고 이를 이용하여 측정 성능에 영향을 주는 목적 함수를 선정하고 이것이 최소가 되는 설계변수를 선정하였다. 반사 광학계의 설계에 있어서도 유한 광선 추적법을 이용한여 목적 함수가 최소값을 가지는 설계변수를 선정하였다.
제안되는 반사 광학계는 분해능에는 영향을 주지 않으며 강도만을 향상시킨다는 것을 점 확산 함수의 개녑을 이용하여 알 수 있었다.
실험에서는 반사형 공초점 주사 현미경을 이용한 광축 방향 응답 특성과 표준 시편 실험, 형광 공초점 주사 현미경을 이용한 표준 시편 관찰실험을 수행하였으며, 제안되는 반사 광학계는 이론치와 비슷한 강도 향상 효과를 가졌다.
- Advisors
- 권대갑researcher; Gweon, Dae-Gabresearcher
- Description
- 한국과학기술원 : 기계공학전공,
- Publisher
- 한국과학기술원
- Issue Date
- 2002
- Identifier
- 173920/325007 / 020003005
- Language
- kor
- Description
학위논문(석사) - 한국과학기술원 : 기계공학전공, 2002.2, [ vii, 128 p. ]
- Keywords
광학계 설계; 반사 광학계; 측정 성능 향상; 공초점 주사 현미경; 파동광학적 분석; Wave optics analysis; Optical system design; Reflection optical system; Improvement of detection performance; Confocal scanning microscopy
- Appears in Collection
- ME-Theses_Master(석사논문)
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