비디오 - 속도 검색 공촛점 현미경과 Microendoscopy

이 동영상은 표준 기성 구성 요소를 사용하여 비디오 속도 스캐닝 컨포칼 현미경을 구성하는 방법을 보여줍니다. 스캐닝 컨포칼 현미경은 두 스캐닝 미러의 조정된 움직임에 의존하여 래스터 평면을 가로질러 빔을 변환하고, 첫 번째 미러의 빛은 첫 번째 릴레이 렌즈 세트를 가로질러 수평으로 스캔되며, 이는 두 번째 스캐닝 미러의 정지 지점으로 다시 초점을 맞춥니다. 그런 다음 동일한 스캐닝 동작이 스캔 및 튜브 렌즈를 통해 변환되어 이제 확장된 광선을 대물 렌즈의 후면 조리개에 배치합니다.

첫 번째 미러에 비해 움직임이 느린 두 번째 미러는 Y축을 동시에 스캔하여 그림에 표시된 평면 위와 아래의 스캔 동작을 허용하고 샘플 표면에 직사각형 래스터를 생성합니다. 시중에서 판매되는 현미경을 구입하는 것보다 이 프로토콜의 주요 장점은 저렴한 비용과 이미징 프로젝트의 특정 요구 사항에 맞게 기기를 맞춤화할 수 있다는 것입니다. 레이저로 작업할 때는 눈 부상을 방지하기 위해 적절한 안전 조치를 취하는 것이 중요합니다.

가능하면 적절한 레이저 보안경을 착용하십시오. 빔을 적극적으로 정렬하거나 작업하지 않는 관찰자 및/또는 연구원은 항상 안경을 착용해야 합니다. 반짝이고 반사되는 모든 시계 또는 장신구를 제거하십시오.

가장 중요한 것은 빔 블록이나 장착된 명함을 사용하여 경로를 종료하여 항상 빔을 따라가고 제어해야 합니다. 이는 빔의 경로를 예측하기 어려울 수 있으므로 미러를 라이닝하는 동안 특히 중요합니다. 또한 광선 경로와 눈이 수평을 이루지 않도록 하십시오.

현미경을 조립하기 전에 빔의 평면을 통과해야 하는 경우 레이저를 끄십시오. 광학 브레드 보드 및 90도 브래킷, 모든 미러, 렌즈 및 이색성을 포함하여 구성에 필요한 모든 장비와 함께 적절한 클램프 및 장착 하드웨어, 스캐닝 미러 및 광 검출기를 모두 사용할 수 있는지 확인하십시오. 또한 스캐닝 동작을 테스트하고 정렬하는 동안 미러를 조작하기 위해 함수 생성기를 편리하게 사용하는 것도 유용합니다.

또한 안정성을 위해 브레드보드를 볼트로 고정하는 것이 좋습니다. 피그테일 파이버 에이터를 광학 마운트에 배치하고 이 어셈블리를 광학 브레드보드의 중간에 배치하여 현미경 구성을 시작합니다. 이것은 여기에 표시된 것처럼 파란색 빔의 원점에 해당합니다.

광원을 켭니다. 조정 나사를 사용하여 빔이 수평 및 수직으로 직선으로 이동하도록 대략적으로 조정합니다. 파이버 콜레이터 앞에 아이리스를 놓습니다.

다음으로 빔이 중앙을 통과하도록 조리개의 높이를 조정합니다. 그런 다음 빔 경로를 따라 조리개를 에이터에서 멀리 이동합니다. 빔의 정렬을 확인합니다.

필요한 경우 두 개의 조정 나사를 사용하여 조리개의 빔 위치를 변경합니다. 장착된 diic mirror를 레이저 빔이 미러 중앙에 위치하도록 빔 경로에 배치합니다. 미러 홀더를 회전하여 빔을 약 90도로 반사하여 빔의 높이가 변경되지 않도록 합니다.

Clamp 마운트의 나사를 조여 거울을 테이블에 고정합니다. 다음으로 장착된 공진 갈반 미터법 거울을 레이저 빔 경로에 배치합니다. 레이저 빔이 미러 표면의 정확한 수평 중심에 위치하도록 주의하십시오.

미러 마운트를 회전하여 레이저 빔을 90도 각도로 반사합니다. 그런 다음 동일한 레이저 빔 수직 높이를 유지하기 위해 미러의 반사를 대략적으로 조정합니다. 다음으로 2개의 붓꽃을 가져다가 공명하는 걸의 바로 앞에 놓습니다.

그런 다음 공진 여자 거울에 반사된 레이저 빔을 기준으로 사용하여 이전과 같이 수직 높이를 설정합니다. 이제 광학 브레드보드의 나사 구멍을 eye clamp에 대한 가이드로 사용하여 두 개의 홍채를 직선으로 아래로 내립니다. 경로의 첫 번째 미러를 조정하는데, 이는 첫 번째 아이리스의 중앙에 빔을 배치하기 위한 이색

그런 다음 경로에서 두 번째 미러를 조정합니다. 두 번째 홍채에 빔을 중앙에 배치하는 공명 걸. 빔이 양쪽 홍채를 통해 정렬될 때까지 이 두 미러를 반복적으로 조정합니다.

공진 gal 거울에서 반사된 레이저 빔이 대략적인 거울 중심에서 여전히 반사되도록 합니다. 빔이 편차가 있는 경우 파이버 콜레이터 마운트를 조정하고 열린 두 아이리스의 중앙에 빔을 배치하여 조정을 반복합니다. 다음 단계는 첫 번째 고정 망원 중심 평면을 이미지화할 두 개의 릴레이 렌즈를 두 번째 고정 망원 중심 평면에 배치하는 것입니다.

이 특정 현미경의 경우, 첫 번째 릴레이에서 선택한 렌즈는 동일한 초점 거리 F를 가지므로 여기서 두 미러 사이의 거리는 단순히 4F입니다.이 설정에서 F는 90mm와 같으므로 4개의 F 위치는 스캐닝 미러에서 360mm 떨어져 있습니다. 렌즈가 빔 경로의 중앙에 정확하게 위치하도록 하려면 첫 번째 렌즈를 빔 경로에 놓고 빔 경로의 다음 iris에 있는 레이저 빔 스폿을 확인합니다. 렌즈를 따라 빔의 수직 중심이 조리개 중심에 오도록 렌즈 높이를 조정합니다.

그런 다음 수평 빔 위치를 조정하여 빔을 조리개의 중앙에 배치합니다. 두 번째 렌즈에 대해 이 과정을 반복합니다. 다음으로, 스캐닝 미러를 설정하고 현미경을 회전시켜 수직으로 조정해야 하는 부품을 간단하게 배치하고 정렬할 수 있습니다.

두 번째 망원 중심 평면의 정확한 위치를 찾으려면 공진 gal O를 스캐닝 장치에 연결하고 켭니다. 명함을 사용하여 두 개의 렌즈를 통해 스캐닝 빔의 경로를 따릅니다. 두 번째 텔레 중심 평면은 상주 gal O로부터 약 4F 위치에 위치하며 스캐닝 빔이 정지해 있는 것처럼 보이는 위치로 식별될 수 있습니다.

이 위치 아래의 브레드보드를 연필로 표시합니다. 텔레 중심 평면이 식별되면 스캐닝 미러 입력을 0볼트로 설정하고 미러 제어 하드웨어의 전원을 켜서 미러가 중립 위치에 고정되도록 합니다. 그런 다음 표준 스캐닝 갈릴 미러를 망원 비행기의 정확한 위치에 배치합니다.

망원면의 빔이 스캐닝 미러의 정확한 중심에 닿도록 미러 위치를 조정하고 미러 마운트를 조입니다. 이제 갤런 미러를 잡고 있는 잠금 나사를 풀고 회전하고 빔이 수직으로 전파되는지 확인합니다. 이제 레이저 및 스캐닝 전자 장치를 끕니다.

광섬유를 분리하고 스캐닝 미러를 분리합니다. 그런 다음 90도 브레드 보드 장착 브래킷을 사용합니다. 두 번째 브레드보드를 첫 번째 브레드보드에 고정합니다.

마지막으로, 새 브레드보드가 평평하게 놓이도록 전체 현미경을 조심스럽게 회전하고 클램프를 사용하여 현미경을 제자리에 고정합니다. 여기에 gal o와 레이저를 다시 연결하고 gal O를 0볼트로 되돌리는 것을 잊지 마십시오. 이전의 수직 설정의 나머지 부분은 플랫 브레드 보드에서 쉽게 수행 할 수 있습니다.

다음으로, 공식적으로 scan lens 및 tube lens라고 하는 두 번째 relay lens 세트를 설정합니다. 올바른 렌즈 조합을 선택하는 데 매우 중요한 정보는 함께 제공되는 서면 프로토콜을 참조하십시오. 먼저 렌즈를 설정합니다.

먼저 빔을 대물 렌즈로 조종하는 데 필요한 미러를 배치합니다. 첫 번째 큰 2인치 미러를 브레드보드의 가장자리 가까이에 놓고 미러 마운트를 회전하여 레이저 빔을 대략 약 90도 반사합니다. 동일한 수직 빔 높이를 유지하기 위해 미러의 반사를 조정합니다.

그런 다음 다른 2인치 미러를 브레드보드의 반대쪽 가장자리에 배치하여 빔을 90도 각도로 향하게 하고 조정 나사를 사용하여 제자리에 고정합니다. 다음으로 두 개의 아이리스를 설정하고 이전과 같이 두 개의 미러를 조정하여 빔의 중심을 맞춥니다. 그런 다음 빔 경로에서 gal의 초점 거리에 스캔 렌즈를 놓고 수평 및 수직 위치를 조정합니다.

두 미러 사이의 첫 번째 아이리스에 레이저 스폿을 중앙에 놓습니다. 큰 2인치 튜브 렌즈를 스캔 렌즈에서 적절한 거리에 조심스럽게 놓고 수평 및 수직 위치를 조정하여 빔이 첫 번째 조리개의 중앙에 오도록 합니다. 이 설정에서 튜브 렌즈는 모든 구성 요소가 제자리에 있는 상태에서 75mm 플러스 300mm의 거리에 배치됩니다.

gal O를 표준 전기 함수 발생기 또는 제어 회로의 출력에 연결하고 피크 대 피크 전압을 1-3볼트로 설정합니다. 그런 다음 명함을 사용하여 두 개의 거울을 스캔하기 시작합니다. 튜브 렌즈에서 300mm 떨어진 고정면에서 레이저 빔을 찾습니다.

대물 렌즈를 빔 경로에 놓고 대물 렌즈 후면 조리개를 가능한 한 고정 평면에 가깝게 배치해야 합니다. 샘플 스테이지를 설정하여 이동 가능한 Z축 마운트가 해당 범위를 가로질러 이동할 때 대물 렌즈 마운트에 부딪히지 않도록 합니다. 컨포칼, 핀홀 및 검출기를 설정하려면 먼저 모든 전원 공급 장치와 광섬유를 분리하십시오.

현미경 어셈블리를 회전하여 다시 브레드보드에 놓이도록 하고 공진 스캐닝 미러를 잡습니다. 광섬유를 시준기와 표준 스캐닝 미러, 전원, 공급 및 제어 케이블에 다시 연결한 후 스테이지에서 이전과 같이 표준 스캐닝 걸을 구동하는 제어 전압에 0볼트를 놓고 두 개의 커버 슬립 사이에 밝은 염료 샌드위치 샘플을 놓습니다. 그런 다음 레이저 소스를 켜고 염료에 초점을 맞춥니다.

레이저 출력을 조정하여 명함을 사용하여 형광을 최대한 밝게 만듭니다. 스캐닝 시스템을 통해 대물 렌즈를 통해 샘플에서 이색성 거울로 형광 방출을 추적하여 레이저 빔을 반사하고 형광 방출을 투과합니다. 이색성 거울의 반대편에서 이 형광 신호를 찾으십시오.

이제 실내 조명을 어둡게 합니다. 이색성 거울 뒤에 거울을 놓아 90도 각도로 방출을 반사합니다. 그런 다음 거울이 있는 홍채를 사용하여 형광 빔을 브레드보드와 가능한 한 직선적이고 평행하게 향하게 합니다.

다음으로, 컨포칼 핀홀 유닛은 Thor Labs의 공간 필터 케이지 마운트 어셈블리를 사용하여 설정됩니다. 이 다이어그램은 설정을 간략하게 설명합니다. 스캐닝 미러는 고정된 목표가 있는 망원적인 정지된 평면에 있습니다.

고정 평면 사이의 후면 조리개 평면 렌즈 쌍은 스캔된 빔을 전달하기 위해 작용합니다. 첫 번째 렌즈 쌍은 일대일 망원경을 형성하는 동일한 초점 렌즈를 가지고 있습니다. 공식적으로 scan lens와 tube lens로 알려진 두 번째 쌍의 렌즈는 초점 거리가 같을 필요가 없으며 대물렌즈 후면 조리개가 과도하게 채워지도록 하는 빔 확장 망원경 역할을 하는 경우가 많습니다.

샘플에서 방출된 빛은 스캐닝 시스템을 통해 다시 이동하여 이색성 미러를 통과합니다. 단초점 렌즈 또는 대물 렌즈는 공초점 핀홀을 통해 방출광을 집중시킨 다음 렌즈에 의해 대조됩니다. 최종 렌즈는 컨포칼 필터링 방출을 광 증배관에 집중시킵니다.

공간 필터 장치를 방출 빔 경로와 일직선으로 배치하고 첫 번째 초점 렌즈 마운트가 방출 빔의 중앙에 있도록 주의하십시오. 이 경우 핀홀 크기가 100미크론인 공간 필터 장치가 선택되었습니다. 다음으로, 장치에 짧은 초점 거리 렌즈를 장착하고 핀홀 표면에서 명확한 초점이 관찰될 때까지 Z 변환 마운트를 밉니다.

전체 장치가 형광등에 의해 설정된 직선을 따라 향하고 있는지 확인하십시오. Clamp 장치를 브레드보드에 연결합니다. 이제 평행 이동 스테이지의 조정 손잡이를 사용하여 두 축을 조정하여 핀홀 마운트 표면에서 2D 검색을 수행하여 핀홀을 통한 형광 신호가 최대화되는 지점을 찾습니다.

그런 다음 케이지 마운트에 코팅 렌즈를 놓고 명함을 사용하여 핀홀 뒤를 따라 컨포칼 유닛을 통과하는 형광 이온을 찾아 방출된 형광이 가능한 한 정렬될 때까지 포스트를 따라 코팅 렌즈를 밉니다. 사진 승수 튜브 어셈블리를 설정합니다. 형광 방출 빔 경로에 50mm 초점 거리 렌즈를 놓고 초점을 찾습니다.

브레드보드에 이 위치를 표시합니다. 이제 레이저를 완전히 끄고 창이 표시된 초점에 최대한 가깝게 위치하도록 사진 승수 튜브를 배치합니다. 그런 다음 조정 가능한 렌즈 튜브를 사용하여 어셈블리를 초점 렌즈에 연결합니다.

핀홀을 따라 노출된 모든 빔 경로를 어두운 테이프로 감고 레이저를 켜서 출력을 매우 낮게 유지합니다. 광전자 증배관을 켜서 볼륨을 주의 깊게 읽습니다.tage 오실로스코프에서. 레이저 강도가 증가함에 따라 판독값과 같은 스파이크 및/또는 DC 오프셋이 오실로스코프 화면에서 볼 수 있을 때까지 전압을 높입니다.

신호 손실을 관찰하기 위해 레이저 전원을 끄거나 빔 경로를 차단하여 이 신호가 실제로 형광에서 발생하는지 확인합니다. 마지막으로, 오실로스코프의 최대 신호를 위해 핀홀을 반복적으로 정렬합니다. 먼저 초점 렌즈 Z 위치를 조작한 다음 YZ 변환 단계를 조정하면 비디오 속도 현미경 하드웨어가 완성됩니다.

먼저 사진 승수 튜브를 끕니다. 이제 거울, 맞춤형 제어 보드 및 컴퓨터를 함께 제공되는 서면 프로토콜에 다이어그램으로 연결하십시오. 이 시스템은 컨포칼 스캐닝 마이크로 내시경 검사를 수행하는 데 맞게 조정할 수 있습니다.

스테이지를 섬유 홀딩 스테이지로 교체하는 것으로, 첨부된 텍스트나 자세한 내용을 봐 주세요. 완성된 정립 컨포칼 주사 현미경과 마이크로 내시경이 다음과 같이 나타나야 합니다. 레이저와 방출 빔은 눈을 안내하기 위해 그려졌습니다.

마이크로 내시경 작업 중에 파이버 마운트는 실험을 위해 이미지 파이버를 제자리에 고정합니다. 이 광섬유 마운트는 사용을 위해 XY 스테이지로 쉽게 교체할 수 있습니다. 여기에 표시된 정립 현미경 플랫폼은 들어오는 신호에서 이미지를 생성하기 위해 비디오 속도 프레임 그래버 카드를 사용하여 흰색 명함에 인쇄된 소문자 M을 촬영한 대표적인 테스트 이미지입니다. 표백.

백서에는 UV 및 청색광에 쉽게 여기되는 Fluor force가 포함되어 있어 어두운 배경 뒤에 밝은 배경이 생깁니다. 이 형광 방출을 수집하기 위해 515나노미터를 중심으로 한 Letter M과 방출 필터가 선택되었습니다. 이미지의 경미한 왜곡은 특히 이미지 프레임의 측면 가장자리 근처에서 관찰될 수 있습니다.

이러한 왜곡은 8 kilohertz gvo 미러의 정현파 스캐닝 패턴으로 인해 발생하며, 이에 대해서는 관련 문서에서 자세히 설명합니다. 이 동영상은 명함을 스캔하여 얻은 샘플 비디오 속도 데이터를 보여줍니다. 이 동영상을 시청한 후에는 이제 비디오 속도 컨포칼 스캐닝 현미경을 구축하고 정렬하는 방법을 잘 이해하게 되었을 것입니다.

레이저 광선으로 작업하는 것은 매우 위험할 수 있으며 이 절차를 수행하는 동안 항상 모든 반사 장신구를 제거하고 빔 라인으로 눈높이로 작업하는 것을 피하는 것과 같은 예방 조치를 취해야 한다는 것을 잊지 마십시오.