激光共聚焦顯微鏡原理及應用

共聚焦顯微鏡主要采用3D捕獲的成像技術，它通過數(shù)碼相機針孔的高強度激光來實現(xiàn)數(shù)字成像，具有很強的縱向深度的分辨能力。

共聚焦顯微鏡成像原理

共焦顯微鏡裝置是在被測對象焦平面的共軛面上放置兩個小孔，其中一個放在光源前面，另一個放在探測器前面，如圖所示。

共焦顯微鏡光路示意圖

得到的圖像是來自一個焦平面的光通過針孔數(shù)碼相機聚焦拍攝，通過所累積的不同焦平面的圖像序列，使用軟件編譯完整的 3d 圖像。

共焦顯微鏡系統(tǒng)所展現(xiàn)的放大圖像細節(jié)要高于常規(guī)的光學顯微鏡。傳統(tǒng)光學顯微鏡上常配備靈敏度較低的CCD相機來采集圖像，對于低照度的光，如熒光無法探測到，而共聚焦顯微鏡系統(tǒng)使用的探測元件是高靈敏度的光電倍增管，對微弱的熒光信號可以呈現(xiàn)出很高的靈敏度，并且還可以通過縮小激發(fā)范圍并使用光學切片來消除背景噪聲。

在相同物鏡放大的條件下，共焦顯微鏡所展示的圖像形態(tài)細節(jié)更清晰更微細，橫向分辨率更高。如同為微納檢測的利器，共聚焦顯微鏡卻是與白光干涉儀有著諸多不同，如果用一個字眼來形容，那么白光干涉儀是“文"，而共聚焦顯微鏡是“武"。白光擅長亞納米級超光滑表面的檢測，追求檢測數(shù)值的精準；而共聚焦擅長微納級粗糙輪廓的檢測，雖在檢測分辨率上略遜，但能夠提供色彩斑斕的真彩圖像便于觀察。

VT6000系列共聚焦顯微鏡以共聚焦技術為原理、結合精密Z向掃描模塊、3D 建模算法等，能測各類包括從光滑到粗糙、低反射率到高反射率的物體表面，從納米到微米級別工件的粗糙度、平整度、微觀幾何輪廓、曲率等參數(shù)，能對各種產(chǎn)品、部件和材料表面的面形輪廓、表面缺陷、磨損情況、腐蝕情況、平面度、粗糙度、波紋度、孔隙間隙、臺階高度、彎曲變形情況、加工情況等表面形貌特征進行測量和分析。

自設計之初，便定下了“簡單好用"四字方針的目標。

1）結構簡單：儀器整體由一臺輕量化的設備主機和電腦構成，控制單元集成在設備主機之內(nèi)，亦可采用筆記本電腦驅動，真正實現(xiàn)了“拎著走"的便攜式設計；

2）真彩圖像：配備了真彩相機并提供還原的3D真彩圖像，對細節(jié)的展現(xiàn)纖毫畢現(xiàn)；

3）操作便捷：采用全電動化設計，并可無縫銜接位移軸與掃描軸的切換，圖像視窗和分析視窗同界面的設計風格，實現(xiàn)了所見即所得的快速檢測效果；

4）安全無憂：采用自研的電動鼻輪塔臺，并對軟件防撞設置與硬件傳感器防撞設置功能進行了優(yōu)化，確保共聚焦顯微鏡在使用高倍物鏡僅不到1mm的工作距離時也能應對。