形状分析激光显微镜基础知识

什么是形状分析激光显微镜？

形状分析激光显微镜（英文：3D laser scanning confocal microscope）是一种能够利用激光光测量物体表面形状的显微镜。

有些显微镜具有类似功能，如悬臂探针，但由于接触表面，存在划伤或损坏样品的风险。 而形状分析激光显微镜则利用光反射，实现非接触式观察。

其光学系统与典型的共聚焦激光显微镜完全相同，但市面上有许多产品通过采用高速MEMS扫描仪或谐振扫描仪来缩短扫描时间，从而获得三维信息。

形状分析激光显微镜的应用

形状分析激光显微镜用于检查各种产品并识别问题。 尤其是对于半导体元件和印刷电路板，由于元件本身非常小且表面结构复杂，常使用可非接触且无损检测的形状分析激光显微镜。

通过使用无问题的产品作为参考，并叠加检查过的物品图片，您可以快速识别问题区域。 此外，由于采用非接触式，能够处理软样品，无需特殊预处理，适合食品检验及其他产品。

形状分析原理 激光显微镜

形状分析激光显微镜通过照射反射光来获取表面形状信息。

1. 二维形状

由于光强随距离的平方衰减，监测反射光的强度可以让你知道到表面的距离。 此时，当来自未聚焦区域的光进入时，反射光的增减会被平均化，导致灵敏度下降。

为防止这种情况，形状分析激光显微镜采用共聚焦光学系统，焦平面上布置针孔以阻挡来自非焦平面的多余光线。 这种与表面的准确距离信息可以通过激光XY扫描方向获得二维数据。

2. 3D 形状

此外，通过将物镜沿Z方向扫描，可以进行三维形状分析。 平面方向的空间分辨率，如一般光学显微镜一样，根据阿贝定律依赖于激光的波长。

因此，如果样品没有问题，使用波长较短的近紫外激光器（如405nm）可以实现高分辨率测量。