z » ¤ Å k Ä w A 0V ê sy ¢ 7 _T $ [ « ¾X ì È ôQ ß O Ë ù p § ü X ¢ ä

(1)

S

z » ¤ Å k Ä w A 0V ê sy ¢ 7 _T $ [ « ¾X ì È ôQ ß O Ë ù p § ü X ¢ ä

ì

È Ó Þ 6 KT ' [ ¤ù m É þ u § » Û M ø n Ú

Ù

v û Bg Y @ · ö ¶ B³ Ö£ Ó · »6 0 x · »+ ä ÷ 7 B

^∗

;@ / < Æ § Ó ü t o < Æõ , ; 402-749 (2009¸ 2 Z 4 27{ 9 ~ Ã Î6 £ §)

/ B

N í& h & ³p â É r l > r _ F g < Æ & ³p â õ ² ú o , r « Ñ ³ ð ` ¦ raster ~ ½ Ód Ü ¼ Ð Å Ò r v " f y i ! s q

_ F g & ñ Ð\ ¦ ( É Ó' © _ B j ¸o \ $ © ô Ç Ê ê s \ ¦ r ¸½ + Ër & © ` ¦ ë ß [ þ t # Q? / H õ & ñ ` ¦ 2 ;

. s Qô Ç õ & ñ ` ¦ DAQ (data acquisition) 7 £ ¤, X <s ' Ã º| 9 s 9 / B N í& h & ³p â r Û ¼% 7 _ B Ä º

×

æ כ ¹ô Ç כ ¹ è l Õ ü t Ð" f, / B N í& h & ³p â ½ ¨ & ³` ¦ 0 A # @ /Ó ü tE $ Ý ¼1 p x _ 9 Ã º F g < Æ> ü < r « ÑÛ ¼_ s t , F g

Ø ¦ l 1 p x _ Å Ò © u ü < 8Ô ¦ # Q 9 Ã º& h Ü ¼ Ð כ ¹½ ¨÷ & H l Õ ü t s . Ä ºo H Z > ¸ Ð ] j ) a r Ð B H à

Ô\ ¦ Q \ O s ¸ / B N í& h & ³p â ` ¦ ½ ¨$ í ½ + É Ã º e ¸2 ¤ $ © 6 x DAQ Ð× ¼ü < f ] X $ í ô Ç á Ô ÐÕ ªÏ þ ë ß Ü ¼

Ð DAQ e ¦Ï ? @; §` ¦ > hµ 1 Ï % i Ü ¼ 9, ½ ¨» ¡ ¤ ) a / B N í& h & ³p â É r Z } É r F g < ÆK © ¸\ ¦ ? /% 3 .

PACS numbers: 07.05.H, 87.64.T

Keywords: /BNí&h&³pâ, ¦K©¸, r«ÑÅÒd, DAQ rÛ¼%7

I. " e Â ] Ø

Y

Us $ / B N í& h & ³p â É r F g Ø ¦ l · ú ¡\ 2 ;f . Ë` ¦ Y Us $

í& h õ ° ú É r 0 Au \ ¿ º# Q r « Ñ © _ ¸f í& h \ " fë ß q 2

© ) a F g ñ\ ¦ Ø ¦ ¸2 ¤ ¦î ß ô Ç F g < Æ & ³p â s [1,2].

s

" é ¶ o \ _ # / B N í& h & ³p â É r U ·s ~ ½ Ó ¾ Ó_ F g < ÆK

© ¸\ ¦ ] j/ B N < ÊÜ ¼ Ð+ , 3 " é ¶ s p f ç s 0 p x ¦ " î

¦ y ¸(sensitivity) Z } É r % ò © ` ¦ % 3 ` ¦ Ã º e . Õ ª Q /

B

N í& h & ³p â É r ^ field of view s p t \ ¦ ô Ç \ B j

< Ê É r } © } \ È Ò% ò H F g < Æ & ³p â õ ² ú o Y Us $

í& h ` ¦ r « Ñ\ @ / # Å Ò (scan)r v " f i ! s q é ß 0 A Ð F

g& ñ Ð\ ¦ l 2 ¤ ô ÇÊ ê s \ ¦ ( É Ó' Ð ¸½ + Ë # F g s p t \ ¦

%

3 Ü ¼Ù ¼ Ð / B N í& h & ³p â \ H s p t % o \ ' aº ) a l Õ ü t s

9 Ã º& h Ü ¼ Ð 9 כ ¹ . s p t % o \ ' aº ) a l Õ ü t Ð +

H X <s ' \ ¦ Ã º| 9 l 0 Aô Ç DAQ(data acquisition)ü <

%

3 # Q X <s ' \ ¦ B j ¸o \ & ñ § > = # s p t Ð ¨ 8 r v

H s p t % o l Õ ü t s e . Õ ªo ¦ X <s ' \ ¦ % 3 l 0 AK

"

f H i ! s q é ß 0 A Ð í& h 0 Au \ ¦ â # s p t \ ¦ % 3 # Q

l M :ë H \ ¸ 0 Au ] j# Q © u ì r _ l Õ ü t ¸ 9 כ

¹ . s Qô Ç l Õ ü t[ þ t s 4 ¤ ½ + Ë& h Ü ¼ Ð ½ + Ë÷ &# Q ë ß / B N

í& h & ³p â ` ¦ ] j ½ + É Ã º e .

/ B

N í& h & ³p â É r Å Ò ~ ½ Ód \ ß ¼> [ j t Ð Ð

ü

t Ã º e . Stage ¹ ¡ §f s ¦ Y Us $ F g É r ¦& ñ ÷ &# Q e H

∗E-mail: [email protected]

stage scanning [2,3] ~ ½ Ód õ stage ¦& ñ ÷ &# Q e ¦ Y Us

$

F g s ¹ ¡ §f # Å Ò H beam scanning [4,5] ~ ½ Ód , Õ ªo

¦ stageü < beams ¦& ñ ÷ & ¦ ¦5 Å q Ü ¼ Ð r H disk\ ¦ :

x K Y Us $ F g` ¦ scanning H spinning disk [6, 7] ~ ½ Ód s

e .

s

× æ \ " f stage ¹ ¡ §f s ¦ Y Us $ F g É r ¦& ñ ÷ &# Q e H stage scanning( r « Ñ Å Ò d ) ~ ½ Ód _ : £ ¤f ç É r © @ /& h Ü ¼ Ð

| 9

| ¾ Ós H r « Ñ stage ¹ ¡ §f s l M :ë H \ beam scanning

~

½ Ód Ð © ` ¦ % 3 H X < r ç ß s 8 ¸A o H é ß & h s e Ü

¼ , @ /Ó ü tE $ Ý ¼\ ¦ s 6 x K ' a ¹ 1 Ï÷ & H & h s É r & ³p â

\

q K V , ¦, Ã º _ H" é ¶ s | ¨ c Ã º e H @ /Ó ü tE $ Ý ¼ü < F g

"

é

¶ x 9 F g Ø ¦ l s _ F g < Æ> _ Ã º\ ¦ þ j è Ð × ¦{ 9 Ã º e

# Q" f r « Ñ\ { 9 ÷ & H Y Us $ F g spot _ =/ B G 0 p x$ í ` ¦

"

é

¶ ;& h Ü ¼ Ð ] j Ù ¼ Ð F g < Æ K © ¸ 8 A# Q H © & h s

e .

r

« Ñ Å Ò d ~ ½ Ód _ / B N í& h & ³p â É r Õ ª > h¥ Æ õ z ´ +

«

>& h & h 6 x s è f ' a& h s l M :ë H \ ½ ¨ _ 6 x ¸

\

´ ú > f ] X / B N í& h & ³p â ` ¦ ] j H כ s 0 p x .

Õ

ª Q / B N í& h & ³p â É r i ! s q é ß 0 A Ð X <s ' \ ¦ % o

#

( É Ó' Ð F g % ò © ` ¦ ë ß [ þ t # Q? /l M :ë H \ X <s ' Ã º

| 9

(data acquisition, DAQ) e ¦Ï ? @; §, 7 £ ¤ DAQ × ¼J ?# Q x 9

èá Ôà ÔJ ?# Q 9 Ã º& h Ü ¼ Ð כ ¹½ ¨ ) a . / B N í& h & ³p â _ r

« Ñ Å Ò \ 6 x ÷ & H @ /Â Òì r _ © 6 x 2» ¡ ¤ Û ¼H - H, ½ ¨ { 9

½ + É M : ° ú s ] j/ B N ÷ & H èá Ôà ÔJ ?# Q x 9 ( É Ó' ' `

s

Û ¼\ ¦ s 6 x # ç ß é ß ô Ç 2 " é ¶ Å Ò x 9 Û ¼H -_ ¹ ¡ §f

-44-

(2)

e

1 p x É r ~ 1 > ( É Ó' Ð ] j# Q½ + É Ã º e . Õ ª Q z ´] j Ð /

B

N í& h & ³p â _ DAQ H s Ð s ` 4 ¤ ¸ ú . Á º% Á Ð

¸ Û ¼H -_ ¹ ¡ §f e õ y i ! s q _ F g & ñ Ð & ñ S X

> 1 l x l o(synchronized)÷ &# Q l M :ë H s . : £ ¤ y

é ß F g > Ã º 0 p x ô Ç APD(avalanche photodiode) PMT(photon multiplier tube) ° ú É r n t _ O F g Ø ¦ l \ ¦

6 x # B i ! s q É r 5 Å q ¸_ ` O Û ¼ > hÃ º\ ¦ [ j# Q

H â Ä º H l Õ ü t& h Ü ¼ Ð # Q 9î r õ & ñ s . Õ ªA " f © 6 x /

B

N í& h & ³p â É r \ O ^ \ " f ^ ] j ô Ç DSP(digital sig- nal process) Ð× ¼\ ¦ l ì ø ÍÜ ¼ Ð ô Ç controller\ ¦ ë ß [ þ t # Q" f s

1 l x l o ë H ] j\ ¦ K 9 DAQ ì ø Í_ \ O Á º\ ¦ Ã º'

Ð2 ¤ ¦ e . Õ ª Q 6 x { 9 © \ " f s Qô Ç con- troller\ ¦ ^ ] j H כ É r l Õ ü t s q 6 x \ " f B Ä º Â

Ò{ Û ¼ Qî r { 9 s l M :ë H \ ^ z ´+ « >z ´ Ã ºï r \ " f / B N í

&

h

& ³p â ` ¦ ] j H כ É r Õ ªë ß p u # Q§ > ¦ ^ ¦ Ã º e .

Ä

ºo H © @ /& h Ü ¼ Ð ç ß é ß > ¦K © ¸ / B N í& h & ³p â

`

¦ ½ ¨ & ³ H ~ ½ ÓZ O ` ¦ è> h ¦ ô Ç . Ä ºo è> h ¦

H / B N í& h & ³p â _ ] j ~ ½ ÓZ O É r / B N í& h & ³p â ` ¦ ] j

#

Q l 0 AK Ð ] j # H controller \ O s ] j

s 0 p x # , Õ ª & h 6 x 0 p x$ í s Z } ¦ ½ + É Ã º e .

II. ÷ m Ç] M ö X ê sR V R Ë

1. Hardware

1) & ³p â

Figure 1 É r Ä ºo ] j ô Ç / B N í& h & ³p â _ s .

&

³p â 3 l u ^ H Nikon TE2000U\ ¦ 6 x % i . & ³p â 3 l u

^

\ ¦ ] jü @ô Ç / B N í& h & ³p â É r ß ¼> [ jÂ Òì r Ü ¼ Ð Ð ü t Ã º e

. ' Í P : Ð r « Ñ\ ¦ ¹ ¡ §f s > K Å Ò H Û ¼H -(XY- scanner) Â Òì r õ , Y Us $ \ ¦ ¨ î ' F g Ü ¼ Ð ë ß [ þ t # Q & ³p â \ { 9

r v H { 9 § 4 Â Ò(Fig. 1(a)), Õ ªo ¦ { 9 ) a y n C É r r

«

Ñ\ " f í ß ê ø Í÷ & H X < s y n C` ¦ | 9 F g ½ + É Ã º e H | 9 F g Â Ò(Fig.

1(b)) e .

Û

¼H - Â Òì r É r PI(Physik Instrumente) _ 733.2CL ]

j¾ ¡ §` ¦ 6 x % i . Û ¼H - : £ ¤$ í ` ¦ Ð X-100 µm, Y- 100 µm Ð ¹ ¡ §f e s 0 p x ô Ç 2» ¡ ¤ Û ¼H -s 9, ? /Â Ò\ X, Y 0 Au G ' p" f(capacitor sensor) e # Q Û ¼H -_ 0 Au \ ¦ controller \ " f ¸m ' ½ + É Ã º e . : r ½ ¨\ " f 6 x ô Ç Û

¼H -_ ½ ¨1 l x# 3 0 A H 100 µm Ð+ stage scanning ~ ½ Ód _

© & h × æ _ ' a ¹ 1 Ï & h s V , H & h ` ¦ Ø æì r y

Ö

¸6 x t 3 l w % i Ü ¼ , 8 V , É r % ò % i _ ' a ¹ 1 Ïs 9 כ ¹ô Ç â Ä

º, É r F g < Æ> H Õ ª@ / Ð ¿ º ¦ Û ¼H -ë ß @ / & h ½ ¨1 l x Û ¼

(a) (b)

Fig. 1. Sample scanning confocal microscope.

_

s t Ð §^ # 6 x ½ + É Ã º e ¸2 ¤ ½ ¨$ í % i . > h½ ¨ Ã

º(numerical aperture, NA) Z } É r @ /Ó ü tE $ Ý ¼_ 6 x` ¦ 0

AK " f H r « Ñü < E $ Ý ¼ s _ o 0 > ô Ç . s

Qô Ç & h ` ¦ y î ß # × æd Â Ò q # Qe H + þ AI (flexure)_ Û

¼H -\ ¦ 6 x % i .

Y

Us $ F g É r 70% s © _ & e ¦a A ´ òÖ ¦` ¦ ° ú ¸2 ¤ core _ ß

¼l 3 µm single mode F g$ 3 Ä »\ Y Us $ F g` ¦ | 9 5 Å q r

( . | 9 5 Å q ) a Y Us $ F g É r q ½ ¨ E $ Ý ¼\ _ K ¨ î ' F g Ü

¼ Ð ë ß [ þ t # Q4 R Fig. 1(a)_ o¶ ú ³ ð Â Òì r \ { 9 > ) a

. s Â Òì r s | 9 F g Â Ò\ 5 Å q ô Ç .

¨ î

' F g Ü ¼ Ð { 9 ) a y n C É r & ³p â ? /Â Ò_ beam split- ter ü < @ /Ó ü tE $ Ý ¼\ ¦ 5 g r « Ñ\ { 9 > ) a . { 9 ) a y n

C É r r « Ñ\ í ß ê ø Í ¢ ¸ H µ 1 Ï F g ) a y n CÜ ¼ Ð 7 # Q" f @ /Ó ü t E $

Ý ¼ü < beam splitter\ ¦ 5 g Fig. 1(b)_ detector ¢ ¸

H CCD(charge-coupled device) \ | 9 F g ) a . & ³p â î ß

\

H detector ~ ½ Ó ¾ Óõ CCD ~ ½ Ó ¾ ÓÜ ¼ Ð F g â Ð\ ¦ â 0

p

x > K Å Ò H íà Ô e # Q" f s כ ` ¦ s 6 x # Ä ºo H CCD ü < detector\ ¦ × þ & h Ü ¼ Ð 6 x % i . íà Ô ? /Â Ò\

H focusing E $ Ý ¼ e # Q & ³p â 3 l u ^ \ " f 37 mm b

#

Q / B M \ focusings ÷ & ¸2 ¤ ½ ¨$ í ÷ &# Q e . Fig. 1(b)\

"

f Ð1 p w s detectorü < CCD H ¸¿ º ° ú É r í& h o _ 0 A u

\ © Ã Ì % i . Detector Â Òì r É r F g & ñ Ð\ ¦ Ã º| 9 H Â

Òì r Ü ¼ Ð, 2 ;f . Ë(pinhole) õ F g & ñ Ð\ ¦ ì r$ 3 ½ + É Ã º e H © q

9 כ ¹ . : r & ³p â É r 2 ;f . Ë` ¦ 6 x t · ú § ¦ ï# Q ß

¼l H 100 µm multi mode F g$ 3 Ä »\ ¦ 6 x # / B N í

&

h ´ òõ \ ¦ % 3 ¦ F g$ 3 Ä »\ ¦ 6 x < ÊÜ ¼ Ð+ detector[ þ t` ¦ Ä

»\ v > §^ ½ + É Ã º e ¸2 ¤ Ä » $ í e > [ O > ÷ &% 3 .

2) Electronics

Û

¼H - H ¦ · ú Ü ¼ Ð ½ ¨1 l x ) a . : r © q \ 6 x ) a Û ¼ H

-_ â Ä º –20 V ∼ 120 V_ · ú Ü ¼ Ð · ú è ½ ¨1 l x

(3)

Fig. 2. (a) Data acquisition board (BNC-2111) (b) Scan- ner controller.

)

a . Û ¼H - ½ ¨1 l x \ ' a ô Ç ¸ H © q H PI _ controller\ ¦

6 x % i . PI controller H ¿ º t ] j# Q~ ½ Ód (high volt- age control)` ¦ t " é ¶ H X <, ^ DSP(digital signal pro- cess) \ " f scan wave\ ¦ ë ß [ þ t # Q high voltage Ð ¨ 8 H

~

½ Ód õ ü @Â Ò analog ñ\ ¦ { 9 § 4 ~ Ã Î " f high voltage Ð

¨ 8 H ~ ½ Ód s e . : r © q \ " f H ^ DSP\ ¦ 6 x

# Û ¼H -\ ¦ ½ ¨1 l x H ~ ½ Ód ` ¦ s 6 x % i . · ú è Û

¼H - H · ú è _ : £ ¤$ í © hysteresis, creep 1 p x s e

#

Q 0 Au Ð& ñ à Ô\ ¦` ¦ s 6 x K ë ß 8 £ ¤& ñ © q Ð+ 6 x s

0 p x . PI controller H 0 Aü < ° ú É r & ³ © ` ¦ Ð& ñ K Å

Ò H # Q ¸× ¼\ ¦ ] j/ B N ¦ e H X <, XY 0 Au \ ¦ Ð& ñ

H ‘servo mode’ e ¦, Û ¼H - 5 Å q ¸\ ¦ ¸] X ½ + É Ã º e H

‘velocity control mode’ e Ü ¼ 9 Õ ªo ¦, scanner drift\ ¦

Ð © K Å Ò H ‘drift compensation mode’ e . : r © q

\

" f H [ j t ~ ½ Ód ¸¿ º 6 x # Û ¼H -\ ¦ ½ ¨1 l x % i

.

PI controller ^ _ scan wave\ ¦ 6 x l 0 AK " f H (

É Ó' ü < : x s 9 כ ¹ . ( É Ó' ü <_ : x ~ ½ ÓZ O \ e

#

Q" f H RS232C ü < GPIB ¿ º t ~ ½ Ód ` ¦ t " é ¶ H X <, : r

© q \ " f H RS232C\ ¦ : x # serial : x ` ¦ % i . Fig.

2(b) H PI controller _ s .

/ B

N í& h & ³p â É r r « Ñ\ ¦ Û ¼ ± p # & h é ß 0 A Ð X <s ' \ ¦

%

3 ¦, % 3 # Q X <s ' \ ¦ ( É Ó' \ ¦ s 6 x # è H Ü ¼ Ð Ðl /

'î r Y U6 \ Ð ë ß × ¼ H õ & ñ ` ¦ : x K s p t \ ¦ Ò q t$ í ô Ç . s X O

1 p w / B N í& h & ³p â É r ( É Ó' \ ¦ s 6 x ô Ç % o õ & ñ ` ¦ u

l M :ë H \ $ Z > ¸_ © q \ ¦ s 6 x # X <s ' \ ¦ Ã º

| 9

# ô Ç . Õ ª Ql 0 AK " f H y & h \ " f_ y n C\ @ / ô

Ç & ñ Ð\ ¦ X <s ' Ã º| 9 s 6 x s ô Ç l & h ñ Ð ¨ 8 K

Å Ò# Q ô Ç . ( : r 7 Hë H \ " f H s Qô Ç Â Òì r` ¦ photon detector Â Òì r s ´ ú x .) Ä ºo H z ´+ « > ¨ 8 â õ r « Ñ _

: £ ¤$ í \ PMT, APD, PD_ 3t \ ¦ × þ & h Ü ¼

Ð photon detector Ð 6 x % i . Photon detector\ ¦ : x K

% 3 # Q F g & ñ Ð H ( É Ó' ì r$ 3 0 p x ô Ç n t _ O ñ

Ð ¨ 8 ÷ &# Q H X <, s Qô Ç õ & ñ ` ¦ Ã º' l 0 AK " f

H ± ú ÐÕ ª X <s ' \ ¦ n t _ O X <s ' Ð Ë ¨# Q ( É Ó'

\

$ © K Å Ò H X <s ' Ã º| 9 õ & ñ ` ¦ 5 g ô Ç .

: r © q \ " f H X <s ' Ã º| 9 õ & ñ \ NI(National In- struments) PCI-6281 Ð× ¼ü < BNC-2111 © q \ ¦ s 6 x

%

i . PC-6281 © q H 16 G V , ` ¦ × þ ½ + É Ã º e H 18-bit analog input G V , (625kS/s)õ 32-bit 80MHz î r ' 2> h

\

¦ 6 x ½ + É Ã º e Ü ¼ 9, 16-bit analog out G V , 2> h\ ¦ ] j /

B

N ô Ç . Õ ª ü @\ Ã º_ DIO(digital input output)\ ¦ ]

j/ B N # ü @Â Ò n t _ O © q ü < 1 l x # 6 x ½ + É Ã º e

. Fig. 2(a) H BNC-2111 © q _ s . s © q ü

< ( É Ó' ü <_ 5 Å x ~ ½ Ód É r PCI bus\ ¦ s 6 x # X <s '

\ ¦ DMA(dynamic memory access) 5 Å x H ~ ½ Ód Ü ¼

Ð, CPUü < Á º ' a > X <s ' \ ¦ 5 Å x l M :ë H \ ¦5 Å q Ò r e

¦a As 0 p x . Analog input_ â Ä º 16G V , t { 9

§ 4 ` ¦ ~ Ã Î` ¦ Ã º e Ü ¼ _ ADC(Analog Digital Con- verter) ë ß ` ¦ 6 x # { 9 § 4 ~ Ã Îl M :ë H \ ô Ç G V , \ " f H þ j

@

/ 625kS/s t Ò re ¦a As 0 p x . × æ G V , ` ¦ × þ ½ + É r

\ H 1/n Ð Ò re ¦a A r ç ß s × ¦ # Q[ þ t t ë ß , Ä ºo _ © q H ô

Ç G V , ë ß ` ¦ 6 x # á Ô ÐÕ ªA b ç % i l M :ë H \ Ò re ¦a A r

ç ß s ë H ] j ÷ &t · ú § ¤ .

PC-6281 © q H 18-bit ADC _ ì r K 0 p x` ¦ 6 x l M : ë

H \ , " f 18-bit_ ì r K 0 p x s ü < & ñ © s . t ë

ß r Ð_ : £ ¤$ í © { 9 § 4 · ú _ ß ¼l \ ì r K 0 p x s

² ú | 9 Ã º e . \ V\ ¦ [ þ t # Q ±10 V _ · ú ` ¦ 18-bit ADC \ { 9 § 4 Ù þ ¡ Ã ºz s ß ¼ Ð ^ ¦ à Ô_ ì r K 0 p x s ü

< ô Ç . t ë ß ? /Â Ò 7 £ x; ¤ r Ð_ : £ ¤$ í © , ± ú É r ¸s Ý ¼ ü

< Z } É r 7 £ x; ¤Ò ¦` ¦ t l H j Ë µ[ þ t . Õ ªA " f { 9 § 4 · ú _

;

¤` ¦ # ì r K 0 p x` ¦ Z } s H ~ ½ ÓZ O ` ¦ NI © q \ " f 6

x % i . \ V\ ¦ [ þ t ±100 mV Ð PC-6281 © q \ ¦ [ O & ñ

# { 9 § 4 r v 7 £ x; ¤Ò ¦ É r ±10 V Ð 100C × ¦ # Q[ þ t # Q ADC \ { 9 § 4 s ) a . 7 £ ¤, õ & h Ü ¼ Ð H { 9 § 4 · ú _ ; ¤ s

× ¦ # Q[ þ t t ë ß Õ ª @ / Z } É r ì r K 0 p x` ¦ % 3 ` ¦ Ã º e . s ü

< ° ú É r ~ ½ ÓZ O ` ¦ ñ\ ´ ú Æ Ò# Q & h ] X y 6 x # " f 8 £ ¤& ñ X

<s ' _ < Hz ´` ¦ þ j@ /ô Ç × ¦{ 9 Ã º e % 3 . % 3 # Q n t _ O

&

ñ Ð\ ¦ á Ô ÐÕ ªA b ç l 0 AK " f H B j ¸o Ð 5 Å x` ¦ ~ Ã Î

H X <, NI H Labview, Visual C++, Visual Basic 1 p x

(4)

õ

° ú É r > hµ 1 Ïá Ô ÐÕ ªÏ þ ` ¦ 6 x ½ + É Ã º e ¸2 ¤ X <s ' 5 Å x

`

¦ library Ð ] j/ B N ô Ç . : r © q % i r library\ ¦ 6 x # X

<s ' \ ¦ 5 Å x ~ Ã Î Visual BasicÜ ¼ Ð á Ô ÐÕ ªA b ç Ù þ ¡ .

2. Software

Figure 3 É r / B N í& h & ³p â _ ¸d ¸s . Ä º8 £ ¤` ¦ Ð á

Ô ÐÕ ªÏ þ s Ã º' ÷ & H í H " f\ ¦ ^ ¦ Ã º e . Ä º8 £ ¤ © é ß _

&

h

(program sequence) É r ( É Ó' á Ô ÐÕ ªÏ þ Ü ¼ Ð ] j ô Ç

èá Ôà ÔJ ?# Q Â Òì r s . èá Ôà ÔJ ?# Q Â Òì r É r Õ ªa Ë >\ " f ¶ ú ( R

Ð · ú Ã º e 1 p w s Û ¼H -ü < ' aº ) a Â Òì r(scan position control) õ X <s ' _ Ã º| 9 \ ' aº ) a Â Òì r(data acquisi- tion), Õ ªo ¦ ì r$ 3 x 9 $ © \ ' aº ) a Â Òì r(data process

& display image) Ü ¼ Ð ¾ º# Qt ¦, y y _ Â Òì r[ þ t s { 9 º

_ õ & ñ Ü ¼ Ð Ã º' ) a . × æ © \ e H ¿ º t © u H ü @ Â

Ò © q \ ¦ · p . ¿ º © q × æ © é ß \ e H © q H XY scanner\ ¦ 1 l x r v H PI controller Â Òì r s ¦, é ß _ © q

H X <s ' \ ¦ Ã º| 9 (data acquisition, DAQ) H Â Òì r s

. : r & ³p â É r s Qô Ç ü @Â Ò © u ü < á Ô ÐÕ ªA b ç ) a ( É Ó '

ü <_ © ñ : x x 9 1 l x l o\ ¦ : x # 1 l x > ÷ &# Q e

. # Q ü @Â Ò © q ü < # Q : x Ã ºé ß ` ¦ s 6 x l M :ë H

\

& ñ S X ô Ç á Ô ÐÕ ªA b ç s 9 כ ¹ .

: r © q _ Û ¼ ± p " î § î ] X \ ¦ ¶ ú ( R Ð , Ä º Û ¼ ± p " î

§ î

s ? / 9t RS232C : x ` ¦ s 6 x # ( É Ó' \ " f PI controller Ð scan waveü < ' aº ) a parameter ° ú כ` ¦ ² ú

>

) a . Û ¼H - ² ú ) a ° ú כÜ ¼ Ð ¹ ¡ §f s ¹ ¡ §f s H 1 l x î

ß _ sync ñ\ ¦ DAQ Ð× ¼\ Ð? /> ÷ & ¦ X <s ' Ã º| 9

© q H photon detector \ " f [ þ t # Q : r l & h ñ\ ¦ s

b ç \ ´ ú Æ Ò# Q { 9 # Q [ þ t . s õ & ñ s = å Q % 3 # Q X <

s

' \ ¦ ( É Ó' \ 5 Å x ¦ ( É Ó' H ~ Ã Î É r X <s ' \ ¦ ì r

$

3 # $ © ô Ç . s X O > ( É Ó' á Ô ÐÕ ªÏ þ É r © q [ þ t ç ß _

Ä »l & h : x \ _ # 1 l x ¸2 ¤ á Ô ÐÕ ªA b ç % i

.

1) X <s ' Ã º| 9

PCI-6281 Ð× ¼ H PCI bus\ ¦ s 6 x H DMA(dynamic memory access) ~ ½ Ód ` ¦ 6 x l M :ë H \ ¦5 Å q 5 Å x s 0

p

x . t ë ß , ( É Ó' î r% ò ^ > 0 A\ " f á Ô ÐÕ ªÏ þ ` ¦ Ã º '

l M :ë H \ & ñ S X ô Ç r ç ß 1 l x î ß z ´r ç ß Ü ¼ Ð X <s ' \ ¦ Ã º

| 9

¦ ì r$ 3 l H _ Ô ¦ 0 p x . Õ ª s Ä » H Ä ºo

6 x H î r% ò ^ > (Window, Linux 1 p x) H _ á Ô Ð [

jÛ ¼ 1 l q& h & h Ü ¼ Ð CPU\ ¦ & h Ä » H כ ` ¦ ~ ½ Ót ¦ e

Fig. 3. Schematic diagram of the stage scanning confocal microscope.

l

M :ë H s . t ë ß Ä ºo " é ¶ H \ O É r Û ¼ ± p` ¦ H 1

l

x î ß { 9 & ñ ô Ç ç ß Ü ¼ Ð X <s ' \ ¦ Ã º| 9 H כ s . \ V\ ¦ [

þ

t # Q ô Ç Û ¼ ± p H X < @ /| Ä Ì& h Ü ¼ Ð 1 í 1 l x î ß 1000 & ñ

¸(z ´] j Ð H @ /| Ä Ì 1000∼6000 & ñ ¸ Ò re ¦a A < Ê) Ò re ¦a A

`

¦ K ô Ç ¦ & ñ . s & ñ ¸ 5 Å q ¸ H ! Q( (buffer)\ ¦

6 x 1/10000 í Ò re ¦a As Ø æì r y 0 p x t ë ß , ! Q(

\

¦ 6 x < ÊÜ ¼ Ð+ r ç ß & h t s { 9 # Q Ù ¼ Ð z ´r ç ß

&

ñ Ð Ã º| 9 \ H & h ½ + Ë t · ú § . Õ ªo ¦ Û ¼ ± p ½ ¨1 l x É r

É

r © q (PI controller) l M :ë H \ , ! Q( \ ¦ 6 x r

ç ß & h t s { 9 # Q± ú 0 p x$ í s B Ä º ß ¼ . Õ ªA " f Ä ºo

H external clock` ¦ s 6 x # Ò re ¦a A r & h ` ¦ ¸& ñ % i .

1 í 1 l x î ß 1000 ` ¦ Ò re ¦a A ô Ç , 1000 _ ñ\ ¦ 1 í 1

l

x î ß PFI port\ sampling clockÜ ¼ Ð { 9 § 4 K Å Ò ¦ 1000 _

{ 9 § 4 s = å Q è ß Ê ê\ 1000> h_ array X <s ' \ ¦ ~ Ã Î H ~ ½ Ó Z O

` ¦ 2 [ % i . s Qô Ç ~ ½ ÓZ O ` ¦ : x # & ñ S X ô Ç r ç ß \ & ñ S X

> Ò re ¦a A H כ s 0 p x % i .

Figure 4 H X <s ' \ ¦ Ò re ¦a A H r & h õ , s p t \ ¦ $

© H r & h 7 £ ¤ i ! s q X <s ' % 3 # Qt H r & h ` ¦ Ð# ï r

. Fig. 4\ ¦ Ð Û ¼ ± ps r (trace) H % 6 £ § õ , ÷ &[ t

¸ H(retrace) % 6 £ § \ " f Ò re ¦a A ) a X <s ' { 9 Â Ò\ ¦ i ! s q

\

í < Êr v t · ú § H כ ` ¦ · ú Ã º e . s Qô Ç õ & ñ ` ¦ u

H s Ä » H F g & ñ Ð\ ¦ Ã º| 9 H : £ ¤$ í © , Û ¼H -_ ½ ¨1 l x s

ì ø Í ÷ & H Â Òì r \ " f z ´] j " é ¶ H r ç ß Ð 8 ´ ú § É r r ç

ß _ F g & ñ Ð % 3 # Qt l M :ë H s . s Â Òì r _ X <s ' \ ¦ i

! s q\ " f ] jü @ < ÊÜ ¼ Ð+ F g & ñ Ð Ã º| 9 _ ë H ] j\ ¦ K ½ + É Ã

º e . Õ ªo ¦ # l \ H Û ¼H -_ l > & h : £ ¤$ í © , t

s e ` ¦ Ã º e Ü ¼Ù ¼ Ð 5 Å q ¸ ì ø Í ÷ & H Â Òì r` ¦ ] jü @r v

H _ p ¸ í < Ê ) a . Fig. 4\ " f Ð ô Ç É r Ò re ¦ a A` ¦ & ñ S X > H כ ` ¦ · ú Ã º e Ü ¼ , 6 £ § Ü ¼ Ð

â ½ + É M : H Ò re ¦a A` ¦ t · ú § H כ ` ¦ · ú Ã º e . s X O

>

slow line ç ß \ & ñ S X ô Ç Ò re ¦a A` ¦ t · ú § H כ É r z ´ ]

j Ð X <s ' \ ¦ % 3 H Â Òì r s m ¦, ¢ ¸ s 1 l x o fast

(5)

Fig. 4. Sampling clock & data buffer.

Fig. 5. Data acquisition process.

line \ q K Ö ¼o l M :ë H \ î r% ò ^ > \ " f { 9 & ñ ô Ç r ç ß ` ¦ l

o H + þ Ad ` ¦ 2 [K ¸ ë H ] j\ O s 1 l x l M :ë H s .

s

Qô Ç ~ ½ Ód Ü ¼ Ð " é ¶ H m × n ß ¼l _ i ! s q` ¦ % 3 Ü ¼

, % 6 £ § 0 Au Ð s 1 l x ô Ç Ê ê Û ¼ ± p` ¦ 7 á x « Ñ ¸2 ¤ á Ô ÐÕ ªA b ç

% i . s X O > % 3 # Q X <s ' H i ! s q ß ¼l \ ´ ú > á Ô

Ð[ jÛ ¼\ ¦ 2 ; .

Figure 5 H á Ô Ð[ jÛ ¼_ õ & ñ ` ¦ Õ ªA á Ô Ð · p כ s

. X <s ' Ã º| 9 \ " f Ä ºo H ¿ º t ~ ½ ÓZ O ` ¦ × þ & h Ü ¼ Ð

6 x ½ + É Ã º e H X <, y y _ i ! s q % o ~ ½ ÓZ O É r S X y Ø

Ô . Ä º Fig. 5_ © é ß \ e H î r ' ~ ½ Ód _ % o ~ ½ Ó d

` ¦ Ð i ! s q ç ß _ X <s ' s \ ¦ : x # % 3 # Q X <s '

\ ¦ i ! s q ° ú כÜ ¼ Ð 2 [ % i . Ä ºo 6 x ô Ç î r ' r Ð

H × æ ç ß ° ú כ` ¦ íl or ~ ´ Ã º e Ü ¼ : r © q \ " f H X

<s ' \ ¦ % 3 H 1 l x î ß \ H î r ' \ ¦ o ! Ó r v t · ú § H ~ ½ Ó Z O

` ¦ 6 x % i . íl o\ ¦ r v t · ú § H ~ ½ ÓZ O ` ¦ 6 x

%

i l M :ë H \ i ! s q ç ß _ o ) a ª ` ¦ : x # ô Ç i ! s q 1 l x î

ß % 3 É r î r ' ª ` ¦ ½ ¨½ + É Ã º e (pixel per counter). ¿ º

P : ~ ½ ÓZ O ± ú ÐÕ ª ~ ½ Ód É r Ò re ¦a A` ¦ : x # % 3 # Q X

<s ' \ ¦ y y i ! s q % 3 É r X <s ' Ð ì r À Ó ¦ ì r À Ó

)

a X <s ' \ ¦ ¨ î ç H o # i ! s q X <s ' \ ¦ % 3 H . s X O >

¨ î

ç H o H s Ä » H ADC reading error l & h ¸s Ý

¼\ ¦ y èr ~ ´ Ã º e l M :ë H s . s X O > ¿ º t ~ ½ ÓZ O Ü

¼ Ð % 3 # Q X <s ' H B j ¸o \ ô Ç s = å Q ± ú M : 16-bit ° ú כÜ ¼ Ð ¨ 8 # $ © ÷ & ¦ ^ s p t = å Q

É r á Ô ÐÕ ªÏ þ \ " f { 9 ` ¦ Ã º e ¸2 ¤ íÐ ` ¦ ´ ú Æ Ò# Q $ ©

> ) a .

2) Û ¼ ± p ~ ½ ÓZ O

Û

¼ ± p_ õ & ñ É r ü @Â Ò © u (PI controller)\ ¦ s 6 x t ë ß , scan wave \ ' aº ) a ¸ H parameter[ þ t` ¦ > í ß # PI controller \ ² ú K 1 > ô Ç . ¢ ¸, X <s ' \ ¦ % 3 H r & h õ

6 £ § Ü ¼ Ð 0 Au \ ¦ â ½ + É M : ¸ & ñ S X ô Ç parameter[ þ t

`

¦ > í ß # ² ú K 1 > ô Ç . s X O > ² ú ) a parame- ter\ ¦ : x # Û ¼H - ½ ¨1 l x ) a .

Figure 6 É r servo mode Ö ¸$ í o÷ &t · ú § ¤` ¦ M : s p t

Û ¼ ± p` ¦ ô Ç Õ ªA á Ôs . Fig. 6\ " f Õ ªA á Ô × æ © é ß _

Õ ªA á Ô H fast line _ Õ ªA á Ôs . Fast line É r y

Ð ¹ ¡ §f s H כ ` ¦ · ú Ã º e H X <, y \ " f 7 £ x ÷ & H

½

¨ç ß É r forward(trace) ~ ½ Ó ¾ Ós ¦ y è÷ & H ½ ¨ç ß É r back- ward(retrace) ~ ½ Ó ¾ Ós . s Qô Ç ~ ½ Ód Ü ¼ Ð ô Ç m Û ¼

± p` ¦ > ÷ & H X < ô Ç _ Û ¼ ± ps = å Q { 9 & ñ ô Ç r ç

ß ` ¦ ¹ ¡ §f s t · ú § É r Ê ê 6 £ § ` ¦ Û ¼ ± p H כ ` ¦ ^ ¦ Ã

º e . s Qô Ç s Ä » H fast line s l o H r ç ß 1 l x î ß slow line s 6 £ § Ü ¼ Ð s 1 l x l M :ë H s . Ä ºo H fast line õ slow line` ¦ ì r o # Û ¼H -\ ¦ ½ ¨1 l x r ( Ü ¼ Ð +

X-Y ç ß [ O & ³ © ` ¦ þ j è Ð ½ + É Ã º e % 3 . s Qô Ç ~ ½ Ód Ü ¼

Ð m × n Û ¼ ± p` ¦ H X <, Û ¼ ± p` ¦ H 1 l x î ß 1 l x r \ X <s '

Ã º| 9 s s À Ò# Q .

· ú

¡\ " f [ O " î ô Ç כ õ ° ú s X <s ' \ ¦ % 3 H r & h É r Û ¼ ± p õ

² ú o ç ß _ r ç ß \ ¦ ¿ º ¦ e H X <, Fig. 6\ " f Ð

8¹ ¡ ¤ 8 [ jy · ú Ã º e . " f Fig. 6` ¦ : x K X <s '

\

¦ % 3 H Â Òì r s 5 Å q& h s t · ú §6 £ §` ¦ · ú Ã º e . Û ¼H -

z

´] j Ð ´ ú § É r ª ` ¦ ¹ ¡ §f s , l > & h Ü ¼ Ð ì ø Í6 £ x ½ + É Ã º e H ô

Ç> e l M :ë H \ & ñ S X ô Ç ¹ ¡ §f e ` ¦ Ðs t · ú § ¦ t

&

³ © ` ¦ Ð . Õ ª QÙ ¼ Ð Ö ¼o > Û ¼ ± p` ¦ , 6 £ x ² ú s B

Ä º É r Û ¼H -\ ¦ 6 x H 1 p x _ õ & ñ ` ¦ u t · ú § ¦

"

f H s ° ú É r ë H ] j\ ¦ " é ¶ ;& h Ü ¼ Ð K ½ + É Ã º \ O . Õ ªA

(6)

Fig. 6. Scan algorithm.

"

f : r © q \ " f H X <s ' \ ¦ % 3 H õ & ñ \ " f s ë H ] j\ ¦ K

¦ % i . Õ ªo ¦ F g & ñ Ð\ ¦ % 3 H : £ ¤$ í © 1 l x{ 9 r ç

ß Ü ¼ Ð X <s ' \ ¦ % 3 t 3 l w ½ + É כ Ü ¼ Ð \ V © ÷ & H Â Òì r` ¦ ] j ü

@r v H ´ òõ ¸ e .

3) User Interface x 9 © q ç ß : x

Ä

ºo H ¿ º t _ " f Ð É r © q \ ¦ 6 x l M :ë H \

¿

º © q ç ß \ H : x s 9 כ ¹ . ¿ º © q ç ß : x É r ( É

Ó' \ ¦ : x # " î § î ` ¦ Ð? / H + þ Ad õ sync ñ\ ¦ : x ô Ç :

x s X O > ¿ º t \ ¦ s 6 x % i . · ú ¡" f ´ ú ô Ç ü < ° ú s

PI controllerü < ( É Ó' : x É r RS232C\ ¦ : x # : x

H ~ ½ Ód ` ¦ × þ % i .

Û

¼H -\ ¦ ¹ ¡ §f s H õ & ñ É r Y > Y > " î § î _ { 9 º ) a õ & ñ

`

¦ : x # Ã º' ÷ & H X <, 0 Au s 1 l x " î § î Ã º' É r Fig. 7 \

"

f ^ ¦ Ã º e 1 p w s 0 Au \ ¦ s 1 l x % i ` ¦ M :(move to offset) Û

¼H - à Ô\ ¦ © q \ " î § î ` ¦ Ð? / ¦, r 0 Au & ñ Ð Û ¼ H

- à Ô\ ¦ © q ÐÂ Ò' ~ Ã Î " f " é ¶ H 0 Au \ ¸² ú Ù þ ¡

`

¦ M : t r ç ß & h ç ß ` ¦ ¿ º# Q 0 Au s 1 l x _ ø @$ í ` ¦ Z }

%

i . ¢ ¸ô Ç Fig. 7\ " f Ð1 p w s 0 Au \ ¦ s 1 l x % i ` ¦ M : H [

j ~ ½ Ó ¾ Ó : x (3-way communication)` ¦ 6 x # 0 Au \

@

/ô Ç & ñ S X ¸\ ¦ Z }{ 9 Ã º e % 3 . Õ ª Q s p t \ ¦ % 3 ` ¦ M

:ü < 6 £ § Ü ¼ Ð 0 Au \ ¦ s 1 l x ½ + É M : H 0 Aü < ° ú É r ~ ½ ÓZ O

`

¦ 6 x t · ú § H . ø @$ í ` ¦ Z } s l 0 AK [ j ~ ½ Ó ¾ Ó : x

~

½ ÓZ O ` ¦ 6 x r ç ß & h t s { 9 # Q± ú Ã º e l M :ë H s

. r ç ß & h t _ µ 1 ÏÒ q t É r { 9 & ñ ¦ & ñ S X ô Ç r ç ß \ X <

s

' \ ¦ % 3 t 3 l w ¦, Ô ¦ ½ ©g Ë :& h Û ¼H -_ ¹ ¡ §f e É r Û ¼ H

-_ Ø æ ` ¦ Å Òl M :ë H \ a % ~ t · ú § É r õ \ ¦ íA ô Ç .

² D

I s [ j ~ ½ Ó ¾ Ó : x ~ ½ ÓZ O ` ¦ 6 x t · ú § 8 ¸ ç ß _

¹

¡ §f e É r move to offset % ! 3 Ô ¦ ½ ©g Ë :& h ¹ ¡ §f e s m

Fig. 7. Communication algorithm between a computer and the PI controller.

¦, ½ ©g Ë :& h Ü ¼ Ð Â ú ª> ¹ ¡ §f s l M :ë H \ 0 Au _ ø @$ í \

H ë H ] j \ O .

^ & h 1 l x \ " f Û ¼H -_ ¹ ¡ §f s H 5 Å q ¸ H ¿ º t

6 x ÷ & H X < ' Í P : H line scan speed \ _ K & ñ

÷

& H 5 Å q ¸ Ð Û ¼ ± p H 1 l x î ß fast lines s 5 Å q ¸\ ¦ ¹ ¡ § f

. Õ ªo ¦ ¿ º P : H 0 Au \ ¦ s 1 l x ç ß _ 0

Au \ ¦ s 1 l x ½ + É M :_ 5 Å q ¸ Ð+ , line scan speedü < H 1 l qw n

&

h Ü ¼ Ð 1 l x{ 9 ô Ç 5 Å q ¸ Ð ¹ ¡ §f . 0 A\ " f ´ ú ô Ç ¿ º P : 5 Å q

¸ H ¦& ñ ) a ° ú כ` ¦ 6 x H X <, s ° ú כ É r 10 µm s . s Ð

Ø Ô> ¹ ¡ §f { 9 Ã º ¸ e ¦ Ö ¼o > ¹ ¡ §f s H כ ¸ 0 p x

t ë ß , -Á º Ø Ô ´ ú § É r 0 Au \ ¦ â Ù þ ¡` ¦ M : r « Ñ p ã

ß ¼ ¦, s p t \ ¦ % 3 H r ç ß s U ´# Q| 9 Ã º2 ¤ F g < Æ& h , l

&

h ¸s Ý ¼ µ 1 ÏÒ q t½ + É S X Ò ¦ s 8 & t Ù ¼ Ð 10 µm` ¦ l

e ` ¦ Ã º e Ü ¼Ù ¼ Ð ] X @ /& h ° ú כs ¦ ½ + É Ã º \ O l M : ë

H \ , èá Ôà ÔJ ?# Q\ " f 1 l x s 0 p x > á Ô ÐÕ ªÏ þ ` ¦ ] j

% i .

Figure 8 É r z ´] j á Ô ÐÕ ªÏ þ ` ¦ z ´' % i ` ¦ M :_ ¸_ þ v` ¦ Ö

s% ô Ç Õ ªa Ë >s . User Interface(UI) H ß ¼> [ j Â Òì r Ü ¼

Ð ½ ¨$ í ÷ &# Q e . Parameter\ ¦ â ½ + É Ã º e H à Ô\ ¦

½ Óõ & ³F Û ¼ ± p ¦ e H s p t _ Õ ªA á Ô Ð Ð# Å Ò H Õ

ªA á Ô ½ Ó, Õ ªo ¦ s p t Û ¼ ± p r 8-bit Ð ¨ 8 # o

\ Ð# Å Ò H s p t ½ ÓÜ ¼ Ð ½ ¨$ í ÷ &# Qe .

à Ô\ ¦ ½ Ó É r Û ¼ ± p\ 9 כ ¹ô Ç & ñ Ð\ ¦ { 9 § 4 H / B M Ü ¼ Ð +

line scan speed, scan size, offset` ¦ { 9 § 4 ½ + É Ã º e Ü ¼

(7)

Fig. 8. Activated program (DAQ UI picture displaying the line profile and the general view.

H ¸À Ó\ ¦ × ¦ s l 0 A # , offset` ¦ â % i ` ¦ M :\ [ O

&

ñ ô Ç ° ú כ\ ¸² ú l t É r ° ú כ` ¦ â t 3 l w ¸ 2

\ " f ~ Ã Î " f x-offset, y-offset\ Ð# Å Ò H l 0 p x` ¦ H X

<, s ! Q É r s 9 כ ¹ô Ç s Ä » H piezo Û ¼H -_ â Ä º r ç ß

\

H t ë ß , z ´] j 0 Au \ ¦ ~ Ã Î ü <" f & ³F _ 0 Au \ ¦ S X

½

+ É 9 כ ¹ e l M :ë H \ s ! Q É r` ¦ ë ß [ þ t% 3 . Õ ªo ¦ á Ô

ÐÕ ªÏ þ ë ß r 1 l x % i ` ¦ M :\ ¸, Û ¼H -_ 0 Au \ ¦ · ú t

3 l w H â Ä º refresh ! Q É r` ¦ 6 x # & ³F 0 Au \ ¦ · ú Ã

º e ¸2 ¤ % i . Scan line ! Q É r É r & ³F [ O & ñ ÷ &# Q e

H ° ú כÜ ¼ Ð slow line` ¦ s 1 l x r v t · ú § ¦, Õ ª o \ " f > 5

Å

q Û ¼ ± p` ¦ > H ¸× ¼ X <, s כ É r í& h ` ¦ ´ ú Æ Ò

2 ;f . Ë` ¦ 0 Au \ ´ ú Ø ¦ M : 6 x ô Ç . Image scan É r scan size × scan size Ð Û ¼ ± p` ¦ H ¸× ¼ Ð+ , piezo Û ¼H - _

XY\ ¦ fast line õ slow lineÜ ¼ Ð ¹ ¡ §f s > H ¸× ¼s

. Stop ! Q É r É r & ³F line scan ¢ ¸ H image scan` ¦ H

×

æ \ s ! Q É r` ¦ 9 þ ta Ë : , ¸ H Û ¼ ± p` ¦ × æ é ß ¦, Û ¼ ± p s

r ½ + É 0 Au Ð s 1 l x ô Ç . Õ ªo ¦ Graph AC/DC ^ ß ¼

!

Q É r É r Õ ªA á Ô\ ¦ ^ ¦ M : ¨ î ç H ° ú כs ß ¼ p [ jô Ç o\ ¦ Ð l

j Ë µ[ þ t l M :ë H \ ] j ô Ç ! Q É r Ü ¼ Ð+ , graph AC/DC ! Q

É

r _ × þ # Â Ò H ¨ î ç H ° ú כ` ¦ ] j Ö ¼ ü < 0Â Ò' ³ ðr Ö

¼ _ s s . Õ ªA á Ô H f ' a& h Ü ¼ Ð ^ ¦ Ã º e > ë ß [ þ t

%

3 Ü ¼ 9, ¿ ºÒ o(R2)s forward(trace)s ¦ À 1 Ïy © Ò o(R1)s backward(retrace) s . Õ ªA á Ô\ " f Y» ¡ ¤ ° ú כ É r · ú ° ú כ s

m ¦, ADC ^ { 9 § 4 é ß 0 A amp Y UZ O (±100 mV,

±10 V 1 p x) ° ú כ` ¦ 16-bit ° ú כÜ ¼ Ð â ô Ç ° ú כs . s p t ½ Ó

É

r ª ~ ½ Ó ¾ Ó_ line profile` ¦ ¸¿ º ^ ¦ Ã º e > ë ß [ þ t% 3 Ü ¼ 9,

_ ¨ î ç H ° ú כ` ¦ ] j # s p t % i . _

¨ î ç H ° ú כ` ¦ ] j t · ú § ¦ s p f ç ` ¦ > ÷ & , 8-bit î ß

\

" f Ðs t · ú §` ¦ Ã º e l M :ë H \ s ° ú É r ~ ½ ÓZ O ` ¦ 6 x

% i . s ~ ½ ÓZ O ` ¦ 6 x ô Ç _ s H & ñ S X s · ú Ã

º e Ü ¼ , ^ s p t _ s H · ú Ã º \ O H é ß & h s e

. Ó ü t : r % 3 # Q s p t \ ¦ save file ô Ç Ê ê, s p t \ ¦ Ê

ê % o # K ½ + É Ã º e Ü ¼ 9, Û ¼ ± p ~ ½ Ó ¾ Óõ X <s ' Ã º

| 9

~ ½ ÓZ O É r á Ô ÐÕ ªÏ þ ` ¦ % 6 £ § z ´' Ù þ ¡` ¦ M : @ / o ½ ÓÜ ¼ Ð

? /# Q % o % i .

III. ÷ m Ç] M ö U ê s0 n É õ m Í ÷ m Ç] M ö + s ÇÊ Ý

1. DAQ õ m Í > 0À S Ë V R Ë Ö « ½ Êß Ã Å

Ä

x % i ¦ 8 £ ¤& ñ ½ + É M :_ 0 > H Ã º mW\ ¦ 6 x % i . / B N

í& h & ³p â _ 1 l x # Â Òü < l : r& h $ í 0 p x z ´+ « >` ¦ 0 AK " f

H Ä º F g& ñ Ð S X y s H Cr( ß ¼ Ð¶ o u)

9 כ ¹Ù þ ¡ H X <, z ´+ « >\ 6 x ) a Cr _ ç ß É r 6 µm s

%

3 . Õ ªo ¦ s M : @ /Ó ü tE $ Ý ¼ H 10× Olympus NA 0.25\ ¦

6 x % i . | 9 F g Â Ò H r « Ñ\ í ß ê ø Í ) a Y Us $ \ ¦ 1× E $ Ý ¼

\

¦ : x K F g$ 3 Ä » Ð { 9 r v H X <, # l \ 6 x ) a F g$ 3 Ä »

H core _ ß ¼l 100 µm multi mode F g$ 3 Ä » 6 x

÷

&% 3 . F g$ 3 Ä »\ ¦ r photon detector Â Òì r \ #

l & h ñ Ð ¨ 8 ô Ç . Fig. 9 H Ä ºo 8 £ ¤& ñ ô Ç õ

X <, # l " f H photon detector Ð PD(photo diode)

6 x ÷ &% 3 . Fig. 9\ " f ^ ¦ Ã º e 1 p w s _ ç ß õ ¸

&

h Ü ¼ Ð 1 l x ¦ e H כ ` ¦ Ð# ï r . ¢ ¸ô Ç Fig. 9 H contrast Z } H כ ` ¦ · ú 9ï r . Cr É r F g | ¾ Ós ´ ú § É r r

«

Ñs l M :ë H \ contrast Z } H כ É r Ä ºo _ / B N í& h & ³ p

â s & ñ S X > F g & ñ Ð\ ¦ % 3 ¦ e H כ ` ¦ Ð# ï r .

s

&

h Ü ¼ Ð 1 l x ô Ç H כ ` ¦ S X ½ + É Ã º e % 3 ¦, X <s ' Ã º| 9

¢

¸ô Ç ë H ] j\ O s ÷ & ¦ e 6 £ §` ¦ · ú Ã º e % 3 . Fig. 9(a) H 50 µm _ ß ¼l Ð Û ¼ ± pô Ç s p t s ¦, s M :_ line scan speed H 1 Hz s % 3 . Fig. 9(b) H 1 l x{ 9 r « Ñ\ " f 30 µm_ ß

¼l Ð Û ¼ ± pô Ç s p t s . : r s p t [ þ t É r shareware á Ô

ÐÕ ªÏ þ WSxM [8]` ¦ 6 x # ³ ð & ³ % i .

(8)

(a) (b)

Fig. 9. Reflection images of latticed Cr at intervals of 5 µm (a) 50 µm size image (b) 30 µm size image.

2. ° Ë Ñ] K ¡T Q Ç S Ë V R Ë Ö « ½ Êß Ã Å

Ä

¸ { 9 \ ¦ 6 x ô Ç z ´+ « >` ¦ % i . / B N í& h & ³p â Ü ¼ Ð Z

¼ü < Z } É r 0 >\ ¦ 8 £ ¤& ñ < ÊÜ ¼ Ð+ Ò q tl H PMT ¸s Ý ¼ 1 p x

\

1 Ï F g ¸ { 9 (beads)\ ¦ r « Ñ Ð s 6 x # ~ ½ ÓØ ¦ ì rF g PL (photoluminescence) z ´+ « >` ¦ % i . r « Ñ H Molecu- lar Probe \ " f ½ ¨{ 9 ô Ç 40 nm beads\ ¦ 0.0027% Ð B$ 3 r

6 £ § spin coater\ ¦ s 6 x # Ä »o \ 7 £ x Ã Ìr ( . s z

´+ « >\ " f H photon detector Ð Z } É r y ¸_ APD(single photon counter)\ ¦ 6 x % i . Ä º APD\ ¦ 6 x < ÊÜ ¼ Ð +

ñ @ / ¸s Ý ¼ q Ö ¦` ¦ × ¦{ 9 Ã º e % 3 Ü ¼ 9, ± ú É r 0 >_ Y

Us $ \ ¦ 6 x # 8 £ ¤& ñ # ¸ a % ~ É r õ \ ¦ % 3 ` ¦ Ã º e

%

3 . ± ú É r 0 >_ Y Us $ \ ¦ 6 x µ 1 Ï F g ¸{ 9 _ bleaching` ¦ × ¦{ 9 Ã º e # Q ° ú É r 0 Au \ " f # Q z ´+ « >

`

¼ Ð z ´+ « >ô Ç õ s . Fig. 10` ¦ Ð ¸{ 9 _ > hÃ º

¸ & h ] X ¦, y ¸ % i r Z } " f Z } É r contrast Ð Ðe ` ¦

· ú

`

¦ 8 £ ¤& ñ % i Ü ¼ 9, Õ ª ° ú כs ¨ î ç H 280 nm` ¦ % 3 % 3 . { 9 F

s

. Õ ª Q z ´] j Ð s Ã ºu H detection pinhole _ ß ¼l

0 â Ä º\ ¦ & ñ ô Ç כ s 9 ¢ ¸, + þ AF g s p f ç _ â Ä º { 9

(a) (b)

Fig. 10. PL images using APD(single photon counter) (a) 10 µm size PL image (b) 5 µm size PL image.

]

£

§` ¦ · p .

IV. + s Ç Â ] Ø

: r ½ ¨\ " f H Ð ] j K H r Ð B H à Ô\ ¦ Q

\ O

s Z } É r $ í 0 p x _ / B N í& h & ³p â ` ¦ ½ ¨» ¡ ¤ ½ + É Ã º e H DAQ e

¦Ï ? @; §` ¦ > hµ 1 Ï % i . / B N í& h & ³p â ` ¦ ½ ¨$ í H 9 Ã º F g

< ^ > hµ 1 Ïô Ç ( É Ó' á Ô ÐÕ ªÏ þ ` ¦ 8 # / B N í& h & ³p

â

` ¦ ½ ¨ & ³ % i . ½ ¨» ¡ ¤ ) a / B N í& h & ³p â É r r + « > î r6 x õ F g < ÆK © ¸ 8 £ ¤ \ " f © 6 x/ B N í& h & ³p â \ H] X ô Ç $ í 0

p

x` ¦ ? /% 3 .

P

c p 8 ý ò k >

: r ½ ¨ H 2007¸ ¸ ;@ / < Æ § < ÆÕ ü t ½ ¨ ¸$ í q \ _

# Ã º' ÷ &% 3 6 £ §.

Y

c p w Ã U Ø ô

[1] M. Minsky, “Microscopy apparatus,” US Patent No.

3013467 (Filed Nov. 7, 1957, Issued. Dec. 19, 1961).

[2] G. J. Brakenhoff et al., J. Microscopy 117, 219 (1979).

[3] M. Minsky, Scanning 10, 128 (1988).

[4] A. Draaijer and P. M. Houpt, Scanning 10, 139

(1988).

(9)

[5] T. R. Corle and G. G. Kino, Confocal Scanning Opti- cal Microscopy and Related Imaging System (London, Academic Press, Inc. 1996).

[6] M. Petran, M. Hadravsky and M. D. Egger, J. Opt.

Soc. Am. 58, 661 (1968).

[7] S. Yin, G. Lu, J. Zhang, Yu, F.T.S. and J. N. Mait, Applied Optics 34, 5695 (1995).

[8] I. Horcas et al., Rev. Sci. Instr. 78, 013705 (2007).

[9] G. Cox and C. J. R. Sheppard, Micro. Res. Tech. 63, 18 (2004).

Universal Data Acquisition (DAQ) Platform Technique for a Stage Scanning High-spatial-resolution Laser Scanning Confocal Microscope

(LSCM)

Seng-Hun Back, Hugeun Song, Dae-Chul Kim and Jeongyong Kim

^∗

Department of Physics, University of Incheon, Incheon 402-749

(Received 27 February 2009)

To form an optical image with a laser scanning confocal microscope (LSCM), one needs to obtain an optical signal in each pixel and combine them to form a two-dimensional image. This computer- aided process, called a DAQ (data acquisition), is an essential part of LSCM technology. We developed a DAQ platform for the LSCM by using a general-use DAQ board custom electronic controller.

PACS numbers: 07.05.H, 87.64.T

Keywords: Confocal microscope, Stage scanning, Spatial resolution, Data acquisition

∗E-mail: [email protected]

z »  ¤ Å k Ä w A 0V ê sy ¢ 7 _T $ [  « ¾X ì È ôQ ß O Ë ù p § ü X ¢ ä

S

z »  ¤ Å k Ä w A 0V ê sy ¢ 7 _T $ [  « ¾X ì È  ôQ ß O Ë ù p §  ü X ¢ ä

ì

È  Ó Þ 6 KT ' [  ¤ù m É þ u § »   Û M ø n Ú

Ù

 v û Bg Y @ · ö ¶ B³ Ö£ Ó ·  »6 0  x ·  »+ ä  ÷ 7 B



  ;@ / < Æ § Ó ü t o  < Æõ ,    ; 402-749 (2009¸  2 Z 4 27{ 9  ~ Ã Î6 £ §)

/ B

N  í& h  & ³p  â  É r l  > r _  F g  < Æ & ³p  â õ  ² ú o , r « Ñ ³ ð  `  ¦ raster ~ ½ Ód  Ü ¼ Ð Å Ò r v   " f y   i  ! s q 

_  F g & ñ  Ð\  ¦ (  É Ó'  © _  B j ¸o \  $  © ô  Ç Ê ê s \  ¦ r   ¸½ + Ër &   © `  ¦ ë ß [ þ t # Q? /  H õ & ñ `  ¦   2 ;

. s  Qô  Ç õ & ñ `  ¦ DAQ (data acquisition) 7 £ ¤, X <s '  Ã º| 9 s    9 / B N  í& h  & ³p  â r Û ¼% 7 _  B Ä º

× 

æ כ ¹ô  Ç כ ¹ è l Õ ü t  Ð" f, / B N  í& h  & ³p  â ½ ¨ & ³`  ¦ 0 A #  @ /Ó ü tE $ Ý ¼1 p x _   9 Ã º F g  < Æ> ü < r « ÑÛ ¼_ s t , F g

 

Ø  ¦ l 1 p x _  Å Ò   © u ü <  8Ô  ¦ # Q  9 Ã º& h Ü ¼ Ð כ ¹½ ¨÷ &  H l Õ ü t s  . Ä ºo   H Z >  ¸ Ð ] j    ) a     r Ð  B H à

Ô\  ¦  Q \ O s  ¸ / B N  í& h  & ³p  â `  ¦ ½ ¨$ í ½ + É Ã º e   ¸2  ¤ $   © 6 x DAQ  Ð× ¼ü < f  ] X    $ í ô  Ç á Ô ÐÕ ªÏ þ ë ß Ü ¼



Ð DAQ e  ¦Ï ? @;  §`  ¦ > hµ 1 Ï % i Ü ¼ 9, ½ ¨» ¡ ¤ ) a / B N  í& h  & ³p  â  É r Z  } É r F g  < ÆK  ©  ¸\  ¦  ? /% 3  .

I. " e Â ] Ø

Y

Us $  / B N  í& h  & ³p  â  É r F g  Ø  ¦ l  · ú ¡\   2 ;f . Ë`  ¦ Y Us $ 



í& h õ  ° ú  É r 0 Au \  ¿ º# Q r « Ñ © _   ¸f   í& h \ " fë ß  q  2



© ) a F g   ñ\  ¦   Ø  ¦  ¸2  ¤  ¦î ß ô  Ç F g  < Æ & ³p  â s   [1,2].

s

 " é ¶ o \  _  #  / B N  í& h  & ³p  â  É r U ·s  ~ ½ Ó ¾ Ó_  F g  < ÆK 



©  ¸\  ¦ ] j/ B N  < ÊÜ ¼ Ð+ , 3 " é ¶ s p f ç s  0 p x  ¦   " î 



¦ y   ¸(sensitivity) Z  } É r % ò  © `  ¦ % 3 `  ¦ Ã º e   . Õ ª Q  /

B

N  í& h  & ³p  â  É r   ^  field of view s p t \  ¦ ô  Ç  \  B j

  < Ê É r } © }  \  È Ò% ò   H F g  < Æ & ³p  â õ  ² ú o  Y Us $ 



í& h `  ¦ r « Ñ\  @ / #  Å Ò  (scan)r v   " f i  ! s q é ß 0 A Ð F

g& ñ  Ð\  ¦ l 2  ¤ ô  ÇÊ ê s \  ¦ (  É Ó'  Ð  ¸½ + Ë #  F g s p t \  ¦

%

3 Ü ¼Ù ¼ Ð / B N  í& h  & ³p  â \   H s p t  % o \   ' aº   ) a l Õ ü t s

  9 Ã º& h Ü ¼ Ð  9 כ ¹  . s p t  % o \   ' aº   ) a l Õ ü t  Ð +

  H X <s ' \  ¦ Ã º| 9  l  0 Aô  Ç DAQ(data acquisition)ü <

%

3 # Q  X <s ' \  ¦ B j ¸o \  & ñ § > = #  s p t  Ð   ¨ 8  r v 



 H s p t  % o  l Õ ü t s  e   . Õ ªo  ¦ X <s ' \  ¦ % 3 l  0 AK 

"

f  H i  ! s q é ß 0 A Ð  í& h  0 Au \  ¦    â #  s p t \  ¦ % 3 # Q



 l  M :ë  H \   ¸ 0 Au  ] j# Q  © u  ì  r  _  l Õ ü t  ¸  9  כ

¹  . s  Qô  Ç l Õ ü t[ þ t s  4  ¤ ½ + Ë& h Ü ¼ Ð   ½ + Ë÷ &# Q ë ß  / B N



í& h  & ³p  â `  ¦ ] j  ½ + É Ã º e   .

/ B

N  í& h  & ³p  â  É r Å Ò  ~ ½ Ód  \     ß ¼>  [ j t  Ð  Ð

ü

t Ã º e   . Stage ¹ ¡ §f  s  ¦ Y Us $  F g É r  ¦& ñ ÷ &# Q e    H

stage scanning [2,3] ~ ½ Ód  õ  stage  ¦& ñ ÷ &# Q e   ¦ Y Us 

$

 F g s  ¹ ¡ §f  #  Å Ò    H beam scanning [4,5] ~ ½ Ód  , Õ ªo 



¦ stageü < beams   ¦& ñ ÷ & ¦  ¦5 Å q Ü ¼ Ð r    H disk\  ¦ :



x K  Y Us $  F g`  ¦ scanning   H spinning disk [6, 7] ~ ½ Ód  s

 e   .

s

×  æ \ " f stage ¹ ¡ §f  s  ¦ Y Us $  F g É r  ¦& ñ ÷ &# Q e    H stage scanning( r « Ñ Å Ò d  ) ~ ½ Ód  _  : £ ¤f ç  É r  © @ /& h Ü ¼ Ð

| 9

| ¾ Ós   H r « Ñ stage ¹ ¡ §f  s l  M :ë  H \  beam scanning

~

½ Ód   Ð   © `  ¦ % 3   H X < r ç ß s   8  ¸A    o   H é ß & h s  e   Ü

¼ , @ /Ó ü tE $ Ý ¼\  ¦ s 6 x K   ' a ¹ 1 Ï÷ &  H   & h s   É r  & ³p  â

\

 q K  V ,  ¦, Ã º _    H" é ¶ s  | ¨ c Ã º e    H @ /Ó ü tE $ Ý ¼ü < F g

"

é

¶ x 9 F g   Ø  ¦ l   s _  F g  < Æ> _  Ã º\  ¦ þ j è Ð ×  ¦{ 9  Ã º e 

# Q" f r « Ñ\  { 9  ÷ &  H Y Us $  F g spot _   =/ B G 0 p x$ í `  ¦

"

z » ¤ Å k Ä w A 0V ê sy ¢ 7 _T $ [ « ¾X ì È ôQ ß O Ë ù p § ü X ¢ ä

z » ¤ Å k Ä w A 0V ê sy ¢ 7 _T $ [ « ¾X ì È ôQ ß O Ë ù p § ü X ¢ ä

È Ó Þ 6 KT ' [ ¤ù m É þ u § » Û M ø n Ú

v û Bg Y @ · ö ¶ B³ Ö£ Ó · »6 0 x · »+ ä ÷ 7 B

;@ / < Æ § Ó ü t o < Æõ , ; 402-749 (2009¸ 2 Z 4 27{ 9 ~ Ã Î6 £ §)

N í& h & ³p â É r l > r _ F g < Æ & ³p â õ ² ú o , r « Ñ ³ ð ` ¦ raster ~ ½ Ód Ü ¼ Ð Å Ò r v " f y i ! s q

_ F g & ñ Ð\ ¦ ( É Ó' © _ B j ¸o \ $ © ô Ç Ê ê s \ ¦ r ¸½ + Ër & © ` ¦ ë ß [ þ t # Q? / H õ & ñ ` ¦ 2 ;

. s Qô Ç õ & ñ ` ¦ DAQ (data acquisition) 7 £ ¤, X <s ' Ã º| 9 s 9 / B N í& h & ³p â r Û ¼% 7 _ B Ä º

×

æ כ ¹ô Ç כ ¹ è l Õ ü t Ð" f, / B N í& h & ³p â ½ ¨ & ³` ¦ 0 A # @ /Ó ü tE $ Ý ¼1 p x _ 9 Ã º F g < Æ> ü < r « ÑÛ ¼_ s t , F g

Ø ¦ l 1 p x _ Å Ò © u ü < 8Ô ¦ # Q 9 Ã º& h Ü ¼ Ð כ ¹½ ¨÷ & H l Õ ü t s . Ä ºo H Z > ¸ Ð ] j ) a r Ð B H à

Ô\ ¦ Q \ O s ¸ / B N í& h & ³p â ` ¦ ½ ¨$ í ½ + É Ã º e ¸2 ¤ $ © 6 x DAQ Ð× ¼ü < f ] X $ í ô Ç á Ô ÐÕ ªÏ þ ë ß Ü ¼

Ð DAQ e ¦Ï ? @; §` ¦ > hµ 1 Ï % i Ü ¼ 9, ½ ¨» ¡ ¤ ) a / B N í& h & ³p â É r Z } É r F g < ÆK © ¸\ ¦ ? /% 3 .

Us $ / B N í& h & ³p â É r F g Ø ¦ l · ú ¡\ 2 ;f . Ë` ¦ Y Us $

í& h õ ° ú É r 0 Au \ ¿ º# Q r « Ñ © _ ¸f í& h \ " fë ß q 2

© ) a F g ñ\ ¦ Ø ¦ ¸2 ¤ ¦î ß ô Ç F g < Æ & ³p â s [1,2].

" é ¶ o \ _ # / B N í& h & ³p â É r U ·s ~ ½ Ó ¾ Ó_ F g < ÆK

© ¸\ ¦ ] j/ B N < ÊÜ ¼ Ð+ , 3 " é ¶ s p f ç s 0 p x ¦ " î

¦ y ¸(sensitivity) Z } É r % ò © ` ¦ % 3 ` ¦ Ã º e . Õ ª Q /

N í& h & ³p â É r ^ field of view s p t \ ¦ ô Ç \ B j

< Ê É r } © } \ È Ò% ò H F g < Æ & ³p â õ ² ú o Y Us $

í& h ` ¦ r « Ñ\ @ / # Å Ò (scan)r v " f i ! s q é ß 0 A Ð F

g& ñ Ð\ ¦ l 2 ¤ ô ÇÊ ê s \ ¦ ( É Ó' Ð ¸½ + Ë # F g s p t \ ¦

3 Ü ¼Ù ¼ Ð / B N í& h & ³p â \ H s p t % o \ ' aº ) a l Õ ü t s

9 Ã º& h Ü ¼ Ð 9 כ ¹ . s p t % o \ ' aº ) a l Õ ü t Ð +

H X <s ' \ ¦ Ã º| 9 l 0 Aô Ç DAQ(data acquisition)ü <

3 # Q X <s ' \ ¦ B j ¸o \ & ñ § > = # s p t Ð ¨ 8 r v

H s p t % o l Õ ü t s e . Õ ªo ¦ X <s ' \ ¦ % 3 l 0 AK

f H i ! s q é ß 0 A Ð í& h 0 Au \ ¦ â # s p t \ ¦ % 3 # Q

l M :ë H \ ¸ 0 Au ] j# Q © u ì r _ l Õ ü t ¸ 9 כ

¹ . s Qô Ç l Õ ü t[ þ t s 4 ¤ ½ + Ë& h Ü ¼ Ð ½ + Ë÷ &# Q ë ß / B N

í& h & ³p â ` ¦ ] j ½ + É Ã º e .

N í& h & ³p â É r Å Ò ~ ½ Ód \ ß ¼> [ j t Ð Ð

t Ã º e . Stage ¹ ¡ §f s ¦ Y Us $ F g É r ¦& ñ ÷ &# Q e H

stage scanning [2,3] ~ ½ Ód õ stage ¦& ñ ÷ &# Q e ¦ Y Us

F g s ¹ ¡ §f # Å Ò H beam scanning [4,5] ~ ½ Ód , Õ ªo

¦ stageü < beams ¦& ñ ÷ & ¦ ¦5 Å q Ü ¼ Ð r H disk\ ¦ :

x K Y Us $ F g` ¦ scanning H spinning disk [6, 7] ~ ½ Ód s

e .

× æ \ " f stage ¹ ¡ §f s ¦ Y Us $ F g É r ¦& ñ ÷ &# Q e H stage scanning( r « Ñ Å Ò d ) ~ ½ Ód _ : £ ¤f ç É r © @ /& h Ü ¼ Ð

| ¾ Ós H r « Ñ stage ¹ ¡ §f s l M :ë H \ beam scanning

½ Ód Ð © ` ¦ % 3 H X < r ç ß s 8 ¸A o H é ß & h s e Ü

¼ , @ /Ó ü tE $ Ý ¼\ ¦ s 6 x K ' a ¹ 1 Ï÷ & H & h s É r & ³p â

q K V , ¦, Ã º _ H" é ¶ s | ¨ c Ã º e H @ /Ó ü tE $ Ý ¼ü < F g

¶ x 9 F g Ø ¦ l s _ F g < Æ> _ Ã º\ ¦ þ j è Ð × ¦{ 9 Ã º e

# Q" f r « Ñ\ { 9 ÷ & H Y Us $ F g spot _ =/ B G 0 p x$ í ` ¦

¶ ;& h Ü ¼ Ð ] j Ù ¼ Ð F g < Æ K © ¸ 8 A# Q H © & h s

e .

« Ñ Å Ò d ~ ½ Ód _ / B N í& h & ³p â É r Õ ª > h¥ Æ õ z ´ +

>& h & h 6 x s è f ' a& h s l M :ë H \ ½ ¨ _ 6 x ¸

´ ú > f ] X / B N í& h & ³p â ` ¦ ] j H כ s 0 p x .

ª Q / B N í& h & ³p â É r i ! s q é ß 0 A Ð X <s ' \ ¦ % o

( É Ó' Ð F g % ò © ` ¦ ë ß [ þ t # Q? /l M :ë H \ X <s ' Ã º

(data acquisition, DAQ) e ¦Ï ? @; §, 7 £ ¤ DAQ × ¼J ?# Q x 9

èá Ôà ÔJ ?# Q 9 Ã º& h Ü ¼ Ð כ ¹½ ¨ ) a . / B N í& h & ³p â _ r

« Ñ Å Ò \ 6 x ÷ & H @ /Â Òì r _ © 6 x 2» ¡ ¤ Û ¼H - H, ½ ¨ { 9

½ + É M : ° ú s ] j/ B N ÷ & H èá Ôà ÔJ ?# Q x 9 ( É Ó' ' `

Û ¼\ ¦ s 6 x # ç ß é ß ô Ç 2 " é ¶ Å Ò x 9 Û ¼H -_ ¹ ¡ §f

e

1 p x É r ~ 1 > ( É Ó' Ð ] j# Q½ + É Ã º e . Õ ª Q z ´] j Ð /

N í& h & ³p â _ DAQ H s Ð s ` 4 ¤ ¸ ú . Á º% Á Ð

¸ Û ¼H -_ ¹ ¡ §f e õ y i ! s q _ F g & ñ Ð & ñ S X

> 1 l x l o(synchronized)÷ &# Q l M :ë H s . : £ ¤ y

é ß F g > Ã º 0 p x ô Ç APD(avalanche photodiode) PMT(photon multiplier tube) ° ú É r n t _ O F g Ø ¦ l \ ¦

6 x # B i ! s q É r 5 Å q ¸_ ` O Û ¼ > hÃ º\ ¦ [ j# Q

H â Ä º H l Õ ü t& h Ü ¼ Ð # Q 9î r õ & ñ s . Õ ªA " f © 6 x /

N í& h & ³p â É r \ O ^ \ " f ^ ] j ô Ç DSP(digital sig- nal process) Ð× ¼\ ¦ l ì ø ÍÜ ¼ Ð ô Ç controller\ ¦ ë ß [ þ t # Q" f s

1 l x l o ë H ] j\ ¦ K 9 DAQ ì ø Í_ \ O Á º\ ¦ Ã º'

Ð2 ¤ ¦ e . Õ ª Q 6 x { 9 © \ " f s Qô Ç con- troller\ ¦ ^ ] j H כ É r l Õ ü t s q 6 x \ " f B Ä º Â

Ò{ Û ¼ Qî r { 9 s l M :ë H \ ^ z ´+ « >z ´ Ã ºï r \ " f / B N í

& ³p â ` ¦ ] j H כ É r Õ ªë ß p u # Q§ > ¦ ^ ¦ Ã º e .

ºo H © @ /& h Ü ¼ Ð ç ß é ß > ¦K © ¸ / B N í& h & ³p â

¦ ½ ¨ & ³ H ~ ½ ÓZ O ` ¦ è> h ¦ ô Ç . Ä ºo è> h ¦

H / B N í& h & ³p â _ ] j ~ ½ ÓZ O É r / B N í& h & ³p â ` ¦ ] j

Q l 0 AK Ð ] j # H controller \ O s ] j

s 0 p x # , Õ ª & h 6 x 0 p x$ í s Z } ¦ ½ + É Ã º e .

II. ÷ m Ç] M ö X ê sR V R Ë

1) & ³p â

Figure 1 É r Ä ºo ] j ô Ç / B N í& h & ³p â _ s .

³p â 3 l u ^ H Nikon TE2000U\ ¦ 6 x % i . & ³p â 3 l u