2. 레이저 스캐닝 현미경의 해상력

2-1. CTF(대비 전송 함수)

일반적인 광학 현미경의 면 해상력은 일반적으로 레일리 해상력으로 정의됩니다. 광학 시스템이 평면인 경우라도 무한에 가까운 작은 지점을 광학 시스템으로 비추면 회절에 의해 이미지가 퍼집니다. 이러한 현상은 PSF(점상 강도 분포 함수)이라고 불리며 광학 시스템에서 사용하는 파장과 NA(개구수)에 의해 계산됩니다. 중앙에서 강도가 처음 0이 되는 위치(첫 다크 링)의 반경은 0.61 × λ / NA으로 계산됩니다. 레일리의 정의에 따르면, 2개의 인접한 점의 해상력은 1개 PSF의 중심이 다른 점의 첫 다크 링의 위치 상태로 정의됩니다. 반사 컨포칼 레이저 스캐닝 현미경은 코히런트 결상이라 불리는 결상을 가지고 있으며, 이것의 결상 원리는 일반 현미경과 다릅니다. 이로 인해 레일리 해상력의 정의는 레이저 스캐닝 현미경과 일반 광학 현미경의 직접 성능 비교에 사용될 수 없습니다. 그래서 CTF(대비 전송 함수)가 평가에 사용됩니다. CTF 공간 주파수를 기준으로 이미지 대비를 평가합니다. 그러나 MTF(변조 전송 함수)와 달리 CTF는 동일한 폭을 가지나 반사율 1(100%)과 반사율 0(0%)를 가지는 사각파 0과 1에 의해 진행되는 대비의 전파를 평가합니다. 그림 5는 여러 피치를 가진 모노크롬 패턴에서 얻은 이미지 셰이딩의 시뮬레이션 예시입니다. 피치가 작아짐에 따라 대비의 선명함이 낮아지는 것을 확인할 수 있습니다. 레이저 스캐닝 현미경은 일반 광학 현미경 대비 차단 주파수가 크게 향상되지 않음(디테일이 이 문서에의 수준보다 높음)에도 불구하고 모든 공간 주파수에서 선명한 대비를 얻습니다. 이는 같은 대비를 얻기 위해 사용되는 공간 주파수가 더 높음을 의미하며, 이를 통해 더 높은 공간 해상력으로 관찰하는 것이 가능합니다. 그리고 일반 광학 현미경과 마찬가지로 단파장을 가진 레이저와 높은 NA를 가진 대물 렌즈를 사용하는 것으로 레이저 스캐닝 현미경의 해상력을 향상시킬 수 있습니다. 원리에 더해 제품의 완전성 또한 매우 중요한 요소입니다. 광학 시스템의 구면 수차, 스캐닝 기구의 떨림, 핀홀을 통과하는 빛은 전기 신호로 감지됩니다. 이에 따라 전기 S/N을 포함한 이러한 요소들이 올바른 상태를 유지할 경우, 더 높은 해상력을 가진 관찰이 가능해집니다.

그림 5: 대비 비교

• 1. 레이저 스캐닝 현미경의 기본 원리
• 2. 레이저 스캐닝 현미경의 해상력
• 3. 레이저 스캐닝 현미경의 계측 정확성
• 4. 레이저 스캐닝 현미경 소프트웨어
• 5. Olympus 산업용 레이저 스캐닝 현미경의 기본 기능
• 6. 애플리케이션 예시

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