다광자 현미경 레이저 동기 데이터 수집 시스템 | 외부 샘플링 클럭 + 재트리거 동기 솔루션

 

응용 배경

고객의 응용 분야는 다광자 현미경(Multi-photon Microscope) 기술과 관련됩니다. 이 기술은 다음 분야에 광범위하게 적용됩니다.

• 생명과학 연구
• 세포 이미징
• 생물의학(Biomedical)

다광자 현미경은 레이저와 광학 소자의 정밀 제어를 활용하여, 극히 높은 분해능으로 세포 및 아세포(Sub-cellular) 구조의 이미지를 획득합니다.

이미징 품질과 정확성 향상을 위해 고객은 다음이 필요했습니다.

• 고정밀 레이저 펄스와 데이터 수집 시스템
• 고동기성 신호 정합

본 솔루션은 다음 분야에 직접 활용 가능합니다.

• 2광자/3광자 현미경 데이터 수집
• 공초점 레이저 현미경
• CARS/SRS 비선형 이미징
• 펄스 레이저 진단 시스템
• 고속 펄스 광전 측정

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도전 과제

본 프로젝트는 수집 장비 ↔ 레이저 ↔ 광학 소자 간의 긴밀한 연동을 통해 클럭과 데이터의 고도 동기를 실현해야 했습니다.

핵심 도전:

• 장비 성능 한계 시험
• 기술 솔루션의 유연성 요구
• 매우 높은 신뢰성 요구

특히 펨토초 레이저 펄스(통상 80 MHz 반복률)에 데이터 수집을 정확히 정합시키는 것은 일반적인 데이터 수집 카드로 구현이 매우 어렵습니다.

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솔루션

JYTEK은 고정밀 하드웨어 + 유연한 동기 제어 솔루션을 제공하여 위 도전을 해결했습니다.

시스템 구성

 

핵심 특장점

1. 외부 샘플링 클럭 동기 (PCIe-5510)

• 레이저 펄스를 외부 샘플링 클럭으로 사용
• 매 펄스마다 정확히 1 샘플 수집
• 레이저-수집 시계열 완벽 정합

2. 재트리거 동기 (PCIe-9817)

• 레이저 펄스를 재트리거(Re-trigger) 신호로 사용
• 매 펄스마다 파형 캡처
• 고속 파형 분석 가능

3. 두 모듈 협업으로 응용 시나리오 확장

• PCIe-5510: 다채널 형광 신호 통합 (강도 측정)
• PCIe-9817: 고속 펄스 파형 (시간 분해 측정)
• 동일 시스템에서 두 측정 동시 구현

4. 실시간 데이터 수집 + 정확한 동기 유지

• 다광자 현미경 시스템의 엄격한 성능 요구 충족
• 이미지 정확성·신뢰성 보장

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사용 제품

하드웨어

PCIe-9817 — 고정밀 고속 디지타이저

• 정확도: 715 ppm
• 분해능: 16비트
• 4채널, 125 MS/s
• 재트리거 기능 지원

PCIe-5510 — 다기능 데이터 수집 모듈

• 정확도: 150 ppm
• 분해능: 18비트
• 32채널, 2 MS/s
• 외부 샘플링 클럭 지원

소프트웨어

SeeSharp® — C# 기반 오픈소스 측정 제어 플랫폼

• 별도 라이선스 비용 없음
• 이미지 재구성 라이브러리
• 풍부한 신호 처리 도구

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적용 가능 분야

본 솔루션은 다음과 같은 첨단 광학 이미징·측정에 활용됩니다.

• 다광자 현미경 (2광자/3광자)
• 공초점 레이저 현미경
• CARS(Coherent Anti-Stokes Raman Scattering) 이미징
• SRS(Stimulated Raman Scattering) 이미징
• 광유전학(Optogenetics) 자극·기록
• 칼슘 이미징(Calcium Imaging)
• 펄스 레이저 진단 시스템
• 레이저 광간섭(LIDAR) 측정
• OCT(광간섭단층촬영) 시스템
• 펨토초 레이저 동기 측정
• 고속 펄스 광전 측정

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왜 JYTEK 인가?

1. SeeSharp® 측정 제어 플랫폼
C# 기반 강력하고 사용하기 쉬운 개발 환경

2. 검증된 제품 신뢰성
장기간 시장 검증을 거친 안정적인 성능

3. POC(Proof of Concept) 서비스
도입 전 무상 검증으로 사양 적합성 사전 확인

4. 고정밀도
까다로운 생명과학 측정 정밀도·신뢰성 요구 충족

5. 비용 효율성
기존 고가 장비 대비 우수한 성능 + 합리적 가격

6. 빠른 납기
프로젝트 일정 보장

7. 한국 직접 기술지원
제이와이텍코리아 엔지니어가 현장 대응 + 빠른 응답

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결과

JYTEK이 제공한 고정밀 데이터 수집 모듈과 유연한 동기 제어 솔루션을 통해, 고객의 다광자 현미경 시스템은 다음을 달성했습니다.

• ✅ 레이저 펄스와 데이터 수집의 효율적 동기
• ✅ 외부 샘플링 클럭 + 재트리거 두 가지 동기 방식
• ✅ 생명과학 분야의 정밀 시험 요구 충족
• ✅ 다양한 응용 시나리오 유연 대응

본 사례는 JYTEK이 다광자 현미경 기술 응용에 중요한 역할을 한다는 것을 보여줍니다. 생명과학·생물의학·신경과학 연구에 직접 활용 가능합니다.