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激光共聚焦顯微鏡原理及應(yīng)用

更新時(shí)間:2023-02-08點(diǎn)擊次數(shù):1869

共聚焦顯微鏡主要采用3D捕獲的成像技術(shù),它通過數(shù)碼相機(jī)針孔的高強(qiáng)度激光來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字成像,具有很強(qiáng)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(cè)對(duì)象焦平面的共軛面上放置兩個(gè)小孔,其中一個(gè)放在光源前面,另一個(gè)放在探測(cè)器前面,如圖所示。


圖片1.png

共焦顯微鏡光路示意圖


得到的圖像是來(lái)自一個(gè)焦平面的光通過針孔數(shù)碼相機(jī)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(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,并且還可以通過縮小激發(fā)范圍并使用光學(xué)切片來(lái)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(xì)節(jié)更清晰更微細(xì),橫向分辨率更高。如同為微納檢測(cè)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(gè)字眼來(lái)形容,那么白光干涉儀是“文",而共聚焦顯微鏡是“武"。白光擅長(zhǎng)亞納米級(jí)超光滑表面的檢測(cè),追求檢測(cè)數(shù)值的精準(zhǔn);而共聚焦擅長(zhǎng)微納級(jí)粗糙輪廓的檢測(cè),雖在檢測(cè)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(shù)為原理、結(jié)合精密Z向掃描模塊、3D 建模算法等,能測(cè)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(jí)別工件的粗糙度、平整度、微觀幾何輪廓、曲率等參數(shù),能對(duì)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(tái)階高度、彎曲變形情況、加工情況等表面形貌特征進(jìn)行測(cè)量和分析。


圖片2.png


自設(shè)計(jì)之初,便定下了“簡(jiǎn)單好用"四字方針的目標(biāo)。

1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單:儀器整體由一臺(tái)輕量化的設(shè)備主機(jī)和電腦構(gòu)成,控制單元集成在設(shè)備主機(jī)之內(nèi),亦可采用筆記本電腦驅(qū)動(dòng),真正實(shí)現(xiàn)了“拎著走"的便攜式設(shè)計(jì);

2)真彩圖像:配備了真彩相機(jī)并提供還原的3D真彩圖像,對(duì)細(xì)節(jié)的展現(xiàn)纖毫畢現(xiàn);


3)操作便捷:采用全電動(dòng)化設(shè)計(jì),并可無(wú)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(shè)計(jì)風(fēng)格,實(shí)現(xiàn)了所見即所得的快速檢測(cè)效果;

4)安全無(wú)憂:采用自研的電動(dòng)鼻輪塔臺(tái),并對(duì)軟件防撞設(shè)置與硬件傳感器防撞設(shè)置功能進(jìn)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(shí)也能應(yīng)對(duì)。


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