共聚焦顯微鏡作為半導(dǎo)體、材料科學(xué)等領(lǐng)域的重要成像設(shè)備，其核心優(yōu)勢(shì)在于突破傳統(tǒng)光學(xué)顯微鏡的焦外模糊問(wèn)題。光子灣科技深耕光學(xué)測(cè)量領(lǐng)域，其共聚焦顯微鏡技術(shù)優(yōu)勢(shì)落地為亞微米級(jí)精準(zhǔn)測(cè)量、高對(duì)比度成像的實(shí)際能力，為精密器件檢測(cè)與材料分析提供核心支撐，這一功能的實(shí)現(xiàn)，依賴(lài)于物鏡、光源、掃描、針孔、檢測(cè)、計(jì)算機(jī)控制等系統(tǒng)精密協(xié)同，各系統(tǒng)相互聯(lián)動(dòng)，共同構(gòu)成完整的成像體系。

色散物鏡

色散物鏡

色散物鏡是共焦系統(tǒng)的核心部件，主要有折射式、衍射式及混合式等設(shè)計(jì)。

折射式物鏡技術(shù)成熟、加工簡(jiǎn)便、成本較低，在早期應(yīng)用廣泛，但存在色散非線性等問(wèn)題。

衍射光學(xué)元件（如衍射透鏡、菲涅爾波帶片）具有更強(qiáng)的色散能力和更優(yōu)的線性度，有利于系統(tǒng)輕量化與性能提升。

通過(guò)將折射與衍射元件組合，可有效提高系統(tǒng)的軸向色散范圍、分辨率與線性度，改善成像質(zhì)量，是當(dāng)前色散物鏡發(fā)展的重要方向。

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光源系統(tǒng)

與傳統(tǒng)顯微鏡的寬場(chǎng)照明不同，共聚焦顯微鏡需要一個(gè)高強(qiáng)度的點(diǎn)光源。

激光器：通常采用多線氬離子激光器、氦氖激光器、固態(tài)激光器或半導(dǎo)體激光器。它們能提供高強(qiáng)度、單色性好、準(zhǔn)直性好的光束，作為激發(fā)熒光樣品的理想光源?，F(xiàn)代系統(tǒng)通常配備多個(gè)激光器，以覆蓋從紫外到紅外的波長(zhǎng)范圍，滿足不同熒光染料的激發(fā)需求。

掃描系統(tǒng)

共聚焦顯微鏡掃描示意圖

負(fù)責(zé)控制激光束在樣品上進(jìn)行精確的逐點(diǎn)移動(dòng)。

掃描振鏡：核心是一對(duì)高速振動(dòng)的反射鏡。一個(gè)負(fù)責(zé)X軸掃描，另一個(gè)負(fù)責(zé)Y軸掃描。通過(guò)計(jì)算機(jī)精確控制它們的偏轉(zhuǎn)角度，可以使激光焦點(diǎn)在樣品焦平面上進(jìn)行 raster 掃描。

掃描透鏡組：與掃描振鏡配合的一套透鏡，確保激光束能平行地入射到物鏡的后焦面，從而在樣品上形成一個(gè)無(wú)畸變的、聚焦的掃描光點(diǎn)。

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針孔

針孔是位于檢測(cè)光路中的一個(gè)微孔，精確處于物鏡焦平面的共軛點(diǎn)。其核心作用是形成“共聚焦”：僅允許來(lái)自樣品焦平面的熒光信號(hào)通過(guò)并被探測(cè)器接收，而將焦平面上下的雜散光阻擋在外，從而有效消除模糊，獲得高對(duì)比度與高分辨率的圖像。

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檢測(cè)系統(tǒng)

檢測(cè)系統(tǒng)負(fù)責(zé)接收并轉(zhuǎn)換通過(guò)針孔的熒光信號(hào)。

光電倍增管（PMT）：常用探測(cè)器，感光性強(qiáng)，可放大微弱光子信號(hào)為電信號(hào)，單點(diǎn)特性與點(diǎn)掃描成像完美匹配。

光譜分光與檢測(cè)系統(tǒng)：多色熒光成像需分離不同波長(zhǎng)發(fā)射光。二向色鏡可反射特定波長(zhǎng)以下光、透過(guò)以上光，粗略分離激發(fā)光與發(fā)射光；分光棱鏡或衍射光柵將混合發(fā)射光按波長(zhǎng)展成光譜；可調(diào)狹縫或多通道PMT/APD 陣列，能精準(zhǔn)選擇特定波段熒光檢測(cè)，避免通道串色。

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計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)及軟件

共聚焦顯微鏡計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)及軟件

控制硬件：調(diào)控激光器開(kāi)關(guān)與強(qiáng)度、掃描振鏡運(yùn)動(dòng)、Z 軸步進(jìn)、針孔大小及 PMT 增益等參數(shù)。

圖像采集軟件：將PMT 逐點(diǎn)信號(hào)同步重建為二維圖像，控制 Z 軸完成三維層掃。

圖像處理與分析軟件：提供去卷積、降噪、三維重建、熒光強(qiáng)度定量、共定位分析等后處理功能。

綜上，共聚焦顯微鏡通過(guò)色散物鏡、光源、掃描、針孔、檢測(cè)與計(jì)算機(jī)控制等系統(tǒng)的精密協(xié)同，構(gòu)建突破傳統(tǒng)光學(xué)極限的高分辨率成像體系。其核心在于利用點(diǎn)掃描與共聚焦原理，消除焦外模糊，從而實(shí)現(xiàn)從二維切片到三維立體結(jié)構(gòu)的精準(zhǔn)解析，成為半導(dǎo)體及材料科學(xué)等領(lǐng)域不可或缺的表征技術(shù)。

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光子灣3D共聚焦顯微鏡

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、功能等五大分析技術(shù)

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)處理功能

光子灣共聚焦顯微鏡以原位觀察與三維成像能力，為精密測(cè)量提供表征技術(shù)支撐，助力從表面粗糙度與性能分析的精準(zhǔn)把控，成為推動(dòng)多領(lǐng)域技術(shù)升級(jí)的重要光學(xué)測(cè)量工具。

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