1 |
1
핀홀 구멍(16)이 형성된 핀홀(17)과;
상기 핀홀(17)의 핀홀 구멍(16)에 z-축으로 진행하는 광을 집속하는 렌즈(14)와;
상기 핀홀(17)의 위치를 주파수로 변조시키는 피에조 세라믹(18)과;
상기 렌즈(14)에 의해 상기 핀홀(17)을 통과한 광원 빔을 평행 시준하는 렌즈(19)와;
상기 평행 시준하는 렌즈(19)에서 광을 검출하는 고속 광 검출기(20)와;
상기 고속 광 검출기(20)의 신호를 전달받아 상기 핀홀(17)을 투과하는 광의 세기의 거리 z에 대한 1차 미분 함수의 검출을 위하여 위상 민감 검출을 수행하는 록인 증폭기(22);
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 공초점 현미경
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2 |
2
청구항 1에 있어서,
상기 공초점 현미경은,
상기 검출기(20)와 상기 록인 검출기(22) 사이에 연결되어 고속 저노이즈의 전류-전압 변환을 수행하는 고속 저노이즈 전류-전압 변환 전치 증폭기(21)와;
주파수와 기준전압을 가진 사인파를 발생시키는 사인파 발생기(24)와;
상기 사인파 발생기(24)에서 발생된 신호의 위상을 조절하여 상기 록인 증폭기(22)로 전달하는 위상 조절기(23)와;
상기 사인파 발생기(24)와 연결되고 교류 통과용 전기용량을 갖는 컨덴서(25)와;
상기 컨덴서(25)를 통과한 신호를 고전압 증폭시켜 상기 피에조 세라믹(18)으로 전달하는 고전압 증폭기(26);
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 공초점 현미경
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3 |
3
청구항 1에 있어서,
상기 공초점 현미경은,
레이저 또는 백색광 광원(1)과 연결되는 시준 렌즈(2)와;
상기 시준 렌즈(2)와 연결되어 환형 광원 빔을 만드는 아펙스 렌즈(3)와;
상기 아펙스 렌즈(3)와 연결되어 빔분할을 수행하는 빔분할기(4)와;
상기 빔분할기(4)와 연결된 사분의일 파장판(5)과;
상기 사분의일 파장판(5)을 통과하여 선형 또는 원형으로 편광되어 샘플에서 입사된 광원빔과 샘플에서 반사된 광원빔을 샘플로 조사하기 위해 광원빔의 방향을 z-축에 수직한 x-y축 양방향으로 조절하여 대물렌즈(9)로 전달되도록 광원빔의 방향을 조정하는 빔 방향 조정 거울(7);
을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 공초점 현미경
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4 |
4
청구항 1에 있어서,
상기 공초점 현미경은,
상기 록인 증폭기(22)의 결과를 전달받고, 부궤환을 위한 서보 증폭기(27)와;
상기 서보 증폭기(27)의 출력을 고전압 증폭시키는 고전압 증폭기(28)와;
상기 고전압 증폭기(28)에서 고전압 증폭된 신호를 전달받고 대물렌즈(9)의 이동을 조절하는 피에조 세라믹(8);
을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 공초점 현미경
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5 |
5
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 공초점 현미경은,
상기 록인 증폭기(22)의 결과를 전달받아 저역통과 적분을 수행하는 저역통과 적분기(29)와;
상기 저역통과 적분기(29)의 출력을 입력받아 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시키고 컴퓨터와의 인터페이스를 수행하는 디지털 신호 변환기 및 컴퓨터 인터페이스(30)와;
상기 디지털 신호 변환기 및 컴퓨터 인터페이스(30)의 신호를 전달받아 x-y 스캔 신호에 따른 3차원 영상 신호처리를 수행하는 3차원 영상 신호처리용 프로그램 및 컴퓨터(31);
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 공초점 현미경
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6 |
6
광 주파수 를 갖고 편광이 수직인 주파수 안정화 2모드 헬륨-네온 레이저 광원(32)의 광을 전달받아 환형 광원 빔을 만드는 원형 빔 어퍼춰(37)와;
핀홀 구멍(55)이 형성된 핀홀(56)과;
상기 원형 어퍼춰(37)를 통과한 광을 전달받고, 상기 핀홀(56)의 핀홀 구멍(55)에 z-축으로 진행하는 광을 집속하는 렌즈(53)와;
상기 핀홀(56)의 위치를 주파수로 변조시키는 피에조 세라믹(57)과;
상기 렌즈(53)에 의해 상기 핀홀(56)을 통과한 광원 빔을 평행 시준하는 렌즈(58)와;
상기 평행 시준하는 렌즈(58)에서 광을 검출하는 고속 광 검출기(59)와;
상기 고속 광 검출기(59)의 신호를 전달받아 상기 핀홀(56)을 투과하는 광의 세기의 1차 미분 함수 검출을 위하여 위상 민감 검출을 수행하는 록인 증폭기(61);
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 공초점 현미경
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7 |
7
청구항 6에 있어서,
상기 공초점 현미경은,
상기 검출기(59)와 상기 록인 검출기(61) 사이에 연결되어 고속 저노이즈의 전류-전압 변환을 수행하는 고속 저노이즈 전류-전압 변환 전치 증폭기(60)와;
주파수와 기준전압을 가진 사인파를 발생시키는 사인파 발생기(63)와;
상기 사인파 발생기(63)에서 발생된 신호의 위상을 조절하여 상기 록인 증폭기(61)로 전달하는 위상 조절기(62)와;
상기 사인파 발생기(63)와 연결되고 교류 통과용 전기용량을 갖는 컨덴서(64)와;
상기 컨덴서(64)를 통과한 신호를 고전압 증폭시켜 상기 피에조 세라믹(57)으로 전달하는 고전압 증폭기(65);
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 공초점 현미경
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8 |
8
청구항 6에 있어서,
상기 공초점 현미경은,
광 주파수 를 갖고 편광이 수직인 주파수 안정화 2모드 헬륨-네온 레이저 광원(32)과 연결되는 시준 렌즈(33)와;
상기 시준 렌즈(33)와 연결되고 집광 렌즈(35)와 연결되어 빔 분할을 수행하여 상기 원형 빔 어퍼춰(37)로 전달하는 빔 분할기(34)와;
상기 원형 빔 어퍼춰(37)와 연결되어 편광 빔분할을 수행하는 편광 빔분할기(38)와;
상기 편광 빔분할기(38)와 연결된 사분의일 파장판(39)과;
상기 편광 빔분할기(38)와 연결된 전반사 거울(40)과;
상기 빔 분할기(34)에서 상기 집광 렌즈(35)로 전달된 빔에서 기준 맥놀이 주파수를 측정하는 기준 맥놀이 주파수 측정 고속 광검출기(36)와;
상기 편광 빔분할기(38)와 연결되어 빔을 분할하는 빔 분할기(51)와 상기 빔 분할기(51)의 광을 집속렌즈(50)에 의해 집속시켜 도플러 편이가 특정값으로 된 맥놀이 주파수를 측정하는 맥놀이 주파수 측정 고속 광검출기(49)와;
상기 기준 맥놀이 주파수 측정 고속 광검출기(36)에서 측정된 기준 맥놀이 주파수를 전달받고 상기 맥놀이 주파수 측정 고속 광검출기(35)에서 측정값을 전달받아 헤테로다인 변위 및 속도를 측정하는 모듈(48)과;
상기 편광 빔분할기(38)의 광을 전달받고, 선형 또는 원형으로 편광되어 샘플에서 입사된 광원빔과 샘플에서 반사된 광원빔을 샘플로 조사하기 위해 광원빔의 방향을 z-축에 수직한 x-y축 양방향으로 조절하여 대물렌즈(44)로 전달되도록 광원빔의 방향을 조정하는 빔 방향 조정 거울(42);
을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 공초점 현미경
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9 |
9
청구항 6에 있어서,
상기 공초점 현미경은,
상기 록인 증폭기(61)의 결과를 전달받고, 부궤환을 위한 서보 증폭기(67)와;
상기 서보 증폭기(67)의 출력을 고전압 증폭시키는 고전압 증폭기(66)와;
상기 고전압 증폭기(66)에서 고전압 증폭된 신호를 전달받고 대물렌즈(44)의 이동을 조절하는 피에조 세라믹(43);
을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 공초점 현미경
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10 |
10
청구항 6 내지 청구항 9 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 공초점 현미경은,
상기 록인 증폭기(61)의 결과를 전달받아 저역통과 적분을 수행하는 저역통과 적분기(68)와;
상기 저역통과 적분기(68)의 출력을 입력받아 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시키고 컴퓨터와의 인터페이스를 수행하는 디지털 신호 변환기 및 컴퓨터 인터페이스(69)와;
상기 디지털 신호 변환기 및 컴퓨터 인터페이스(69)의 신호를 전달받아 x-y 스캔 신호에 따른 3차원 영상 신호처리를 수행하는 3차원 영상 신호처리용 프로그램 및 컴퓨터(70);
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 공초점 현미경
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11 |
11
초연속 스펙트럼을 갖는 반도체 레이저(71)를 광원으로 사용하는 투과형 회절격자(77)와;
상기 투과형 회절격자(77)에서 회절된 광이 대물렌즈(87)를 통과한 빔을 전달받는 선형 핀홀(89)과;
상기 선형 핀홀(89)의 위치를 주파수로 변조시키는 피에조 세라믹(90)과;
상기 선형 핀홀(89)을 통과한 광원 빔을 집속하는 집속렌즈(91)와;
상기 집속렌즈(91)에 의해 집속된 광원이 스펙트럼에 따라 선형 집속되도록 하는 선스캔 영상 카메라(93)와;
상기 선스캔 영상 카메라(93)의 신호를 전달받아 상기 선형 핀홀(89)의 광의 세기의 1차 미분 함수 검출을 위하여 위상 민감 검출을 수행하는 록인 증폭기(94);
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 공초점 현미경
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12 |
12
청구항 11에 있어서,
상기 공초점 현미경은,
상기 선스캔 영상 카메라(93)와 신호를 전달받고 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시키는 디지털 신호 변환기 및 컴퓨터 인터페이스(102)와;
주파수와 기준전압을 가진 사인파를 발생시키는 사인파 발생기(96)와;
상기 사인파 발생기(96)에서 발생된 신호의 위상을 조절하여 상기 록인 증폭기(94)로 전달하는 위상 조절기(95)와;
상기 사인파 발생기(96)와 연결되고 교류 통과용 전기용량을 갖는 컨덴서(97)와;
상기 컨덴서(97)를 통과한 신호를 고전압 증폭시켜 상기 피에조 세라믹(90)으로 전달하는 고전압 증폭기(98);
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 공초점 현미경
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13 |
13
청구항 11에 있어서,
상기 공초점 현미경은,
레이저광원 또는 온도조절기 또는 전류조절기(71)와 연결되는 광섬유 및 광섬유 홀더(72)와;
상기 광섬유 및 광섬유 홀더(72)와 연결되는 시준 렌즈(73)와;
상기 시준 렌즈(73)와 연결되어 광대역 편광 빔분할을 수행하는 광대역 편광 빔분할기(74)와;
상기 광대역 편광 빔분할기(74)와 연결된 광대역 사분의일 파장판(75)과;
상기 광대역 사분의일 파장판(75)과 연결된 투과형 회절격자(77)와;
상기 투과형 회절격자(77)와 연결된 대물렌즈(78)와;
상기 대물렌즈(78)를 통과한 레이저 빔(79)을 선형으로 집속하여 전압조절에 의해 x-y 평면에서 나노미터분해를 수행하는 x-y 나노 및 선형스테이지(80)와;
상기 광대역 편광 빔분할기(74)와 연결된 스펙트럼 휠터(83)와;
상기 스펙트럼 휠터(83)를 조절하는 스펙트럼 휠터 조절기(84)와;
상기 스펙트럼 휠터(83)의 빔을 상기 투과형 회절격자(86)로 전달하는 반사거울(85);
을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 공초점 현미경
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14 |
14
청구항 11 내지 청구항 13 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 공초점 현미경은,
상기 선스캔 영상 카메라(93)의 신호를 전달받아 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시키고 컴퓨터 인터페이스를 수행하는 디지털 신호 변환기 및 컴퓨터 인터페이스(69)와;
상기 디지털 신호 변환기 및 컴퓨터 인터페이스(69)와 연결되어 부궤환을 위한 비례 적분을 수행하는 비례 적분 서보 컨트롤러(100)와;
상기 비례 적분 서보 컨트롤러(100)의 신호를 증폭시키는 고전압 증폭기(99)와;
상기 고전압 증폭기(99)의 신호를 전달받고, 상기 대물렌즈(87)를 제어하는 전압조절 피에조 세라믹(88);
을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 공초점 현미경
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