고속 측정 및 칼라 이미징을 위한 다중 광탐침 공초점 현미경에 관한 연구

Abstract

공초점 주사 현미경은 고분해능 3차원 이미지를 얻는데 널리 사용되고 있다. 공초점 주사 현미경에서 핀홀에 의해 만들어진 광탐침은 고분해능 3차원 측정을 구현하기 위해 필요하다. 하지만 공초점 주사 현미경은 한 점 정보만을 얻을 수 있기 때문에 광탐침을 움직이기 위한 스캐닝 방법이 필요하다. 광탐침이 시편을 스캐닝함에 따라 광탐침이 가르키고 있는 점 정보들을 모아져 이미지로 복원된다. 따라서 공초점 주사 현미경의 이미지 획득 속도는 스캐닝 방법의 속도에 의해 제한된다. 본 논문에서는 빔 스캐닝 방법을 기본으로 하고 스캐닝부의 한계를 극복하기 위해 다중 광탐침 공초점 현미경을 제안하고자 한다. 본 기술에서 다중 광탐침은 공초점 주사 현미경에서 사용되는 광탐침의 증가를 의미한다. 예를 들어 세 개의 광탐침을 사용할 경우 전체 이미지를 획득하기 위해서 필요한 영역을 일정하게 세 등분한다. 시편이 세 개의 광탐침에 의해 동시에 스캐닝됨에 따라 세 초점 위치에서의 점 정보들이 한 번에 획득된다. 따라서 다중 광탐침 공초점 현미경의 스캐닝 속도는 일반 공초점 현미경에 비해 세 배 빨라진다. 다중 광탐침은 세 개의 레이저 광원으로부터 만들어지고 시편에 세 개의 초점을 만든다. 빔 스캐닝 방법에서 광선의 각도는 시편상의 초점 위치를 의미한다. 세 광선의 각도를 조절함에 따라 세 개의 광탐침이 할당된 시편 영역을 스캐닝한다. 다른 용도로서 세 개의 다른 파장 광원으로부터 만들어진 다중 광탐침이 동일한 영역을 개별적으로 스캐닝할 수 있다. 이는 특정 파장에 따라 광학적 특성이 다른 시편의 경우 본래의 색이 포함된 이미지를 얻는데 도움이 된다. 다중 광탐침 공초점 현미경은 이미지 획득 속도, 칼라 이미징 그리고 기존의 공초점 현미경의 장점을 유지한다는 측면에서 유용하다고 결론지을 수 있다.