在微觀世界中，細(xì)節(jié)決定成敗。共聚焦顯微鏡技術(shù)，作為一項(xiàng)突破性的成像技術(shù)，正引領(lǐng)著納米級(jí)成像的新紀(jì)元。它不僅提供了前所未有的高分辨率和對(duì)比度，而且能夠在無(wú)需樣品預(yù)處理的情況下，清晰地揭示樣品的超精細(xì)結(jié)構(gòu)。美能光子灣將帶您深入了解共聚焦顯微鏡的工作原理、技術(shù)優(yōu)勢(shì)，展示這一技術(shù)如何為科學(xué)研究和工業(yè)應(yīng)用帶來(lái)革命性的變化。

Part.01

共聚焦顯微技術(shù)

共聚焦，這個(gè)名字來(lái)源于這樣一個(gè)事實(shí)，即有兩個(gè)焦點(diǎn)，一個(gè)在樣品表面，另一個(gè)在光電探測(cè)器上。只有在樣品上形成焦點(diǎn)的光束才能在光電探測(cè)器上形成第二個(gè)焦點(diǎn)并到達(dá)那里。其他光束無(wú)法到達(dá)光電探測(cè)器。共聚焦顯微鏡技術(shù)是一種專(zhuān)門(mén)的熒光技術(shù)，旨在減少因非聚焦光干擾聚焦光而引起的模糊效應(yīng)。其不需要樣品預(yù)處理，允許在大氣環(huán)境中操作，并以可與掃描電子顯微鏡相媲美的高分辨率清晰地觀察納米級(jí)超精細(xì)結(jié)構(gòu)。

Part.02

共聚焦顯微鏡工作原理

光源發(fā)出的探測(cè)光經(jīng)過(guò)照明針孔，經(jīng)由分光鏡反射至物鏡，并聚焦于焦平面上的樣品上，對(duì)樣品焦平面每一個(gè)點(diǎn)進(jìn)行掃描。樣品中如果有可被激發(fā)的熒光物質(zhì)，受到激發(fā)后發(fā)出的熒光經(jīng)原來(lái)入射光路直接反向回到分光鏡，通過(guò)探測(cè)針孔先聚焦，聚焦后的光被光電倍增管（PMT）探測(cè)收集，并將信號(hào)輸送到計(jì)算機(jī)，處理后在計(jì)算機(jī)顯示器上顯示圖像。

焦點(diǎn)在目標(biāo)表面上與不在表面上示意圖

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，共聚焦顯微鏡技術(shù)通過(guò)光學(xué)處理從焦點(diǎn)平面去除失焦光后得到的圖像。激發(fā)光在光路中存在熒光材料的任何位置都能產(chǎn)生熒光。然而，通過(guò)僅選擇從共軛位置發(fā)射到針孔中的熒光，可以獲得僅源自焦點(diǎn)的圖像。這稱(chēng)為光學(xué)切片圖像。共聚焦顯微鏡的主要優(yōu)點(diǎn)是能夠從厚樣品中獲得該光學(xué)切片。

所得圖像減輕了模糊，提高了對(duì)比度且具有更高的分辨率，而這些正是共聚焦用途的主要目標(biāo)。

共聚焦顯微鏡和標(biāo)準(zhǔn)寬視野顯微鏡的圖像比較

Part.03

三維圖像的測(cè)量方法

通過(guò)垂直移動(dòng)物鏡，樣品上的焦點(diǎn)位置也會(huì)垂直移動(dòng)。因此，共聚焦圖像位置也隨著焦點(diǎn)的垂直移動(dòng)而變化，由于每個(gè)圖像都在具體的焦點(diǎn)平面顯示熒光樣品，因此可以通過(guò)采集多個(gè)圖像并按順序更改z軸焦點(diǎn)平面位置來(lái)構(gòu)造三維圖像。此類(lèi)圖像可用于準(zhǔn)確確定樣品的三維定位。美能光子灣共聚焦顯微鏡測(cè)鈣鈦礦電池激光劃線3D形貌成像圖

優(yōu)點(diǎn). 01

高分辨率和高對(duì)比度

共聚焦顯微鏡系統(tǒng)所展現(xiàn)的放大圖像細(xì)節(jié)要高于常規(guī)的光學(xué)顯微鏡。傳統(tǒng)光學(xué)顯微鏡上常配備靈敏度較低的CCD相機(jī)來(lái)采集圖像，對(duì)于低照度的光，如熒光無(wú)法探測(cè)到，而共聚焦顯微鏡系統(tǒng)使用的探測(cè)元件是高靈敏度的光電倍增管，對(duì)微弱的熒光信號(hào)可以呈現(xiàn)出很高的靈敏度，并且還可以通過(guò)縮小激發(fā)范圍并使用光學(xué)切片來(lái)消除背景噪聲。

用普通光學(xué)器件和共聚焦光學(xué)器件拍攝的薄膜晶體管（TFT）的圖像

優(yōu)點(diǎn).02

高縱向分辨率（Z軸）

共聚焦顯微鏡僅使用來(lái)自焦平面的反射光形成圖像，在Z軸方向上可實(shí)現(xiàn)高縱向分辨率，提供的圖像具有極淺的焦深（光學(xué)切片效應(yīng)）。

共聚焦顯微鏡技術(shù)目的是測(cè)量從光滑表面到非常粗糙表面的表征信息。美能光子灣共聚焦顯微鏡提供更佳的Z軸顯示分辨率，可達(dá)1nm，這是關(guān)鍵尺寸測(cè)量的理想選擇。放大倍率10X、20X、50X、100X的物鏡選擇從光滑表面到非常粗糙的表面測(cè)量均能勝任。

ME-PT3000

美能光子灣3D共聚焦顯微鏡

美能光子灣3D共聚焦顯微鏡是一款用于對(duì)各種精密器件及材料表面，可應(yīng)對(duì)多樣化測(cè)量場(chǎng)景，能夠快速高效完成亞微米級(jí)形貌和表面粗糙度的精準(zhǔn)測(cè)量任務(wù)，提供值得信賴(lài)的高質(zhì)量數(shù)據(jù)。

超寬視野范圍，高精細(xì)彩色圖像觀察

提供粗糙度、幾何輪廓、結(jié)構(gòu)、頻率、功能等五大分析功能

采用針孔共聚焦光學(xué)系統(tǒng)，高穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

提供調(diào)整位置、糾正、濾波、提取四大模塊的數(shù)據(jù)處理功

共聚焦顯微鏡技術(shù)以其卓越的成像能力和對(duì)樣品的無(wú)損檢測(cè)，正在成為生物醫(yī)學(xué)、材料科學(xué)、半導(dǎo)體等多個(gè)領(lǐng)域的寶貴測(cè)量工具。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用的拓展，共聚焦顯微鏡將在未來(lái)的科學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)中扮演更加關(guān)鍵的角色。美能光子灣共聚焦顯微鏡，以其高精度和高穩(wěn)定性，為科研人員提供了一個(gè)值得信賴(lài)的伙伴，共同開(kāi)啟微觀世界的探索之旅。

*特別聲明：本公眾號(hào)所發(fā)布的原創(chuàng)及轉(zhuǎn)載文章，僅用于學(xué)術(shù)分享和傳遞行業(yè)相關(guān)信息。未經(jīng)授權(quán)，不得抄襲、篡改、引用、轉(zhuǎn)載等侵犯本公眾號(hào)相關(guān)權(quán)益的行為。內(nèi)容僅供參考，如涉及版權(quán)問(wèn)題，敬請(qǐng)聯(lián)系，我們將在第一時(shí)間核實(shí)并處理。