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レーザ顕微鏡原理 |
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高速X-Yスキャナ光学系
について |
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カラー3Dレーザ顕微鏡の
受光素子について |
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レーザ顕微鏡原理/高速X-Yスキャナ光学系について/
カラー3Dレーザ顕微鏡の受光素子について |
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レーザ顕微鏡原理（レーザ共焦点原理） |
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| レーザ共焦点光学系とは結像する位置（受光素子の前）にピンホールを置くことで、対物レンズの合焦位置以外からの光を排除できる光学系をいいます。この光学系をセンサに応用すると、合焦位置での受光量が極端に大きくなるため、合焦位置の変位量（高さ情報）のセンシングが可能になります。（レーザフォーカス方式の測定原理参照）また、これを顕微鏡に応用すると、光学顕微鏡に比べフレアのないコントラストの良い画像が得られます。超深度形状測定顕微鏡は、この光学系に高速X-Yスキャナを組み合わせることで、高解像度の合焦画像と観察している対象物の高さ（形状や粗さ）を得ることができます。 |
合焦時 |
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| 通常の光学系、レーザ共焦点光学系ともに、全ての反射光が受光素子に入ります。 |
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ピンボケ時 |
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| 通常の光学系では、全ての反射光が受光素子にはいるのに対し、レーザ共焦点光学系では一部の光しか入光しない。 |
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高速X-Yスキャナ光学系 |
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超深度形状測定顕微鏡のスキャナは、レゾナント（共振型）スキャナ、ガルバノスキャナから構成されています。
高速スキャンを求められる横方向への走査にはレゾナントスキャナを、位置決め精度を求められる縦方向の走査にはガルバノスキャナを用いています。 |
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カラー3Dレーザ顕微鏡の受光素子 |
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カラー3Dレーザ顕微鏡の受光素子には光電子増倍管（PMT：フォトマルチプライヤ）を採用しています。PMTは、光センサの中でも極めて高感度、高速応答な光検出器です。構造としては、光を電子に変換する陰極（光電面）、集中電極、電子増倍部、電子を集める陰極を真空の容器に収めたもので、光が光電面に入射すると、光電面から真空中に光電子が放出されて増倍されていきます。増倍された電子は、出力信号として陽極に収集されます。
電子増倍部での二次電子放出効果による増倍のため、光電子増倍管は、紫外光、可視光、近赤外光の測定に使われる受光素子の中では際立った感度と低ノイズ性を有しています。また、高速時間応答特性などの特徴があります。 |
| レーザ顕微鏡の受光素子に採用することにより、高感度かつダイナミックレンズが広いため、従来のCCD（電荷結合素子）型レーザ顕微鏡に対して以下のような特徴を得ています。 |
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表面反射率の低い材質の対象物でも測定できる。 |
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傾斜角度の大きな部分でも測定できる。 |
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高速スキャンに対応できる。（測定時間が短い） |
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濃淡のはっきりした最適なコントラストの映像で観察できる。 |
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