共聚焦显微镜基础知识

什么是共焦点显微镜？

共焦点显微镜的机制是通过在探测器前焦平面安装针孔来切断失焦光线，从而获得无散景的清晰图像。

这是一种光学显微镜，可以在不同深度捕捉无模糊的图像，并重建以生成主体的三维全焦图像。

共焦显微镜也称为共軛焦显微镜、共軛軛激光显微镜（CLSM）或激光扫描共軛軛显微镜。

共焦点显微镜的应用

共焦显微镜具有高灵敏度和高分辨率的三维图像特性，用于对被观察对象进行形状测量和分析。 它可以用激光进行非接触测量，因此适合处理软体或不愿损坏的物品。 此外，激光头直径较小，便于观察细小不平整的形状。

共焦点显微镜被用于工业领域的检查，以及生命科学等研究领域的细胞和生物体观察。

1. 工业领域的应用

可以测量图像区域内的平均高度、与参考面积的差值、*和*小高度、平坦度以及平坦度。 图像处理允许获取彩色三维图像，直观地观察表面状况并测量表面粗糙度。

通过使用获得的三维图像，你可以任意面积来测量其面积或体积，按体积量化划痕和凹痕，并根据表面积增加的程度确定产品特性。

通过进行检查以区分与缺陷产品，您可以改善整体工作流程。 它用于检测印刷电路板和大型液晶面板。

2. 生命科学领域的应用

在生命科学领域，细胞和组织被用来捕捉和可视化三维的细胞和组织。 在细胞和器官存活期间，可以实时记录其变化，同时也用于阐明和探索其功能。

3. 测量设备的应用

有许多测量设备应用了共軛焦显微镜的原理，如用于材料鉴定的拉曼显微镜和多光子激发显微镜，这些显微镜比共軛焦显微镜更适合更深的观察，此外还有各种其他设备被开发和销售。

共焦显微镜的原理

1. 共焦点显微镜的结构

共焦显微镜主要由激光光、分光镜、透镜、针孔和探测单元等光源组成。

光源照射的光会通过照明透镜引导到分光镜，反射后再照射到样品上。 从样品回归的光线随后从物镜引导到分光镜并通过。 光线通过成像透镜和针孔引导至检测区域。

2. 共焦显微镜原理

共焦点显微镜通过扫描激光光集中在样品上方的点，检测从样品回来的光线来生成图像。

在共軛焦显微镜中，只有焦位的光能穿过针孔并被探测到。 焦点位置外的光线会被削减到针孔中，因此分辨率也会在深度方向上应用。 另一方面，光学显微镜能探测焦点之外的光，尤其是深度光线，而焦外光则被称为散景。

通过这种方式，共軛焦显微镜比传统光学显微镜提供了更高的分辨率，并能获得光学显微镜无法获得的光学断层成像。

共焦显微镜的类型

共焦显微镜大致分为单点扫描和多点扫描类型。

在单点扫描类型中，由两面镜子组成的电流扫描仪对应X和Y方向扫描，通过安装在光电倍增管前方的针孔去除模糊，光电倍增管即探测器。 由于扫描仅用一个点，生成单幅图像需要时间，这成为一个缺点。 还可以利用声学光学偏转装置（AOD）和谐振电流镜加速扫描。

在多点扫描中，使用一个带有众多针孔、呈螺旋排列的盘，通过高速旋转盘面并照射光线，扫描点均匀地移动以进行扫描。 在使用另一块与旋转同步的光盘去除样品反射光的散景后，CCD相机或CMOS相机检测散景。

通常，多点扫描模型的扫描速度快于单点扫描类型，且由于单幅图像内几乎没有时间差，它们适合观察高速下发生的现象和随时间变化。 此外，还开发了一种线扫描类型，采用狭缝代替针孔进行线性测量。