0
  • 聊天消息
  • 系統(tǒng)消息
  • 評論與回復(fù)
登錄后你可以
  • 下載海量資料
  • 學(xué)習(xí)在線課程
  • 觀看技術(shù)視頻
  • 寫文章/發(fā)帖/加入社區(qū)
會員中心
电子发烧友
开通电子发烧友VIP会员 尊享10大特权
海量资料免费下载
精品直播免费看
优质内容免费畅学
课程9折专享价
創(chuàng)作中心

完善資料讓更多小伙伴認(rèn)識你,還能領(lǐng)取20積分哦,立即完善>

3天內(nèi)不再提示

共聚焦激光顯微鏡的光學(xué)系統(tǒng)解析

科技綠洲 ? 來源:網(wǎng)絡(luò)整理 ? 作者:網(wǎng)絡(luò)整理 ? 2024-10-30 09:40 ? 次閱讀

共聚焦激光顯微鏡(Confocal Laser Scanning Microscope,簡稱CLSM)是一種先進(jìn)的顯微成像技術(shù),它通過使用激光作為光源,結(jié)合共聚焦技術(shù),能夠提供高分辨率和三維成像能力。

引言

共聚焦激光顯微鏡是一種廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)、材料科學(xué)和納米技術(shù)等領(lǐng)域的顯微成像技術(shù)。它通過共聚焦技術(shù),能夠?qū)崿F(xiàn)對樣本的高分辨率成像,同時減少背景噪音,提高成像深度。本文將詳細(xì)介紹共聚焦激光顯微鏡的光學(xué)系統(tǒng),并分析其工作原理。

共聚焦激光顯微鏡的基本原理

共聚焦激光顯微鏡的工作原理基于共聚焦技術(shù),該技術(shù)通過使用一個點(diǎn)光源(通常是激光)和一個共聚焦孔徑來實(shí)現(xiàn)。點(diǎn)光源照亮樣本的一個小區(qū)域,而共聚焦孔徑則限制了收集到的光,只有來自焦點(diǎn)的光才能通過孔徑。這樣,就可以獲得一個清晰的焦點(diǎn)圖像,而遠(yuǎn)離焦點(diǎn)的區(qū)域則被排除在外,從而減少了背景噪音。

光學(xué)系統(tǒng)的組成

共聚焦激光顯微鏡的光學(xué)系統(tǒng)主要由以下幾個部分組成:

  1. 光源 :通常使用激光作為光源,因?yàn)樗哂懈吡炼?、單色性和良好的相干性。激光可以是連續(xù)波或脈沖波,取決于應(yīng)用需求。
  2. 掃描系統(tǒng) :激光束通過掃描系統(tǒng)在樣本上進(jìn)行快速掃描。掃描系統(tǒng)可以是振鏡或旋轉(zhuǎn)多面體,它們能夠精確控制激光束的位置。
  3. 共聚焦孔徑 :位于物鏡的后焦平面上,用于限制收集到的光。只有來自焦點(diǎn)的光才能通過孔徑,而其他光則被阻擋。
  4. 物鏡 :物鏡是顯微鏡的核心部件,它負(fù)責(zé)將來自樣本的光聚焦到共聚焦孔徑上。物鏡的選擇取決于樣本的特性和成像需求。
  5. 檢測系統(tǒng) :檢測系統(tǒng)負(fù)責(zé)收集通過共聚焦孔徑的光,并將其轉(zhuǎn)換為電信號。這通常涉及到光電倍增管(PMT)或雪崩光電二極管(APD)等光電探測器
  6. 電子系統(tǒng) :電子系統(tǒng)負(fù)責(zé)處理檢測系統(tǒng)收集到的信號,并將其轉(zhuǎn)換為圖像。這包括放大、濾波和數(shù)字化等步驟。

共聚焦激光顯微鏡的成像過程

  1. 激發(fā) :激光束通過掃描系統(tǒng)在樣本上進(jìn)行掃描,激發(fā)樣本中的熒光分子。
  2. 發(fā)射 :激發(fā)的熒光分子發(fā)射出光,這些光被物鏡收集。
  3. 共聚焦 :收集到的光通過共聚焦孔徑,只有來自焦點(diǎn)的光才能通過。
  4. 檢測 :通過共聚焦孔徑的光被檢測系統(tǒng)收集,并轉(zhuǎn)換為電信號。
  5. 圖像重建 :電子系統(tǒng)處理電信號,并將其重建為圖像。

共聚焦激光顯微鏡的優(yōu)勢

  1. 高分辨率 :共聚焦技術(shù)能夠提供比傳統(tǒng)顯微鏡更高的分辨率,特別是在軸向(Z軸)方向。
  2. 三維成像 :通過在不同深度上采集圖像,可以重建樣本的三維結(jié)構(gòu)。
  3. 減少背景噪音 :共聚焦孔徑的使用減少了來自焦點(diǎn)以外區(qū)域的光,從而降低了背景噪音。
  4. 活細(xì)胞成像 :共聚焦激光顯微鏡可以用于活細(xì)胞的長時間成像,因?yàn)樗鼘颖镜膿p傷較小。

共聚焦激光顯微鏡的應(yīng)用

  1. 生物醫(yī)學(xué)研究 :在細(xì)胞生物學(xué)、神經(jīng)科學(xué)和病理學(xué)等領(lǐng)域,共聚焦激光顯微鏡被用來觀察細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能。
  2. 材料科學(xué) :在納米技術(shù)和材料科學(xué)中,共聚焦激光顯微鏡用于研究材料的微觀結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。
  3. 工業(yè)檢測 :在半導(dǎo)體和微電子行業(yè),共聚焦激光顯微鏡用于檢測微電子器件的缺陷和尺寸。

結(jié)論

共聚焦激光顯微鏡是一種強(qiáng)大的顯微成像工具,它通過共聚焦技術(shù)提供了高分辨率和三維成像能力。隨著技術(shù)的發(fā)展,共聚焦激光顯微鏡在多個領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛,對于科學(xué)研究和工業(yè)檢測都有著重要的意義。

聲明:本文內(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網(wǎng)站授權(quán)轉(zhuǎn)載。文章觀點(diǎn)僅代表作者本人,不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場。文章及其配圖僅供工程師學(xué)習(xí)之用,如有內(nèi)容侵權(quán)或者其他違規(guī)問題,請聯(lián)系本站處理。 舉報投訴
  • 激光
    +關(guān)注

    關(guān)注

    20

    文章

    3381

    瀏覽量

    65601
  • 成像技術(shù)
    +關(guān)注

    關(guān)注

    4

    文章

    298

    瀏覽量

    31670
  • 光學(xué)系統(tǒng)
    +關(guān)注

    關(guān)注

    5

    文章

    249

    瀏覽量

    18591
收藏 0人收藏

    評論

    相關(guān)推薦

    ?超景深3D檢測顯微鏡技術(shù)解析

    顯微鏡在觀察高縱深樣本時,往往難以同時保持所有層面的清晰度,而上海桐爾的技術(shù)通過精密的光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計和多焦點(diǎn)成像技術(shù),能夠在不同深度上捕捉到高質(zhì)量的圖像。隨后,通過高效的圖像處理算法,將這些二維圖像合成
    發(fā)表于 02-25 10:51

    VirtualLab Fusion案例:單分子顯微鏡高NA成像系統(tǒng)的建模

    成像的復(fù)雜高NA顯微鏡系統(tǒng),包括所有物理光學(xué)效應(yīng)(在這種情況下,最相關(guān)的是衍射引起的那些效應(yīng))。我們選擇了一個NA=0.99的緊湊型反射顯微鏡和另一個基于傅里葉
    發(fā)表于 01-16 09:52

    高倍金相自動測量顯微鏡無限遠(yuǎn)光學(xué)系統(tǒng)

    高倍金相自動測量顯微鏡無限遠(yuǎn)光學(xué)系統(tǒng)在無限遠(yuǎn)處形成圖像,是通過在物鏡與目鏡之間的主鏡筒中設(shè)置鏡筒透鏡,構(gòu)建了一個能夠形成中間圖像的光學(xué)系統(tǒng)。并可以靈活添加各種輔助組件,豐富了顯微鏡的功
    的頭像 發(fā)表于 12-14 20:31 ?685次閱讀
    高倍金相自動測量<b class='flag-5'>顯微鏡</b>無限遠(yuǎn)<b class='flag-5'>光學(xué)系統(tǒng)</b>

    分析共聚焦激光顯微鏡成像的常見問題

    共聚焦激光顯微鏡(CLSM)因其高分辨率和三維成像能力而在生物醫(yī)學(xué)研究中被廣泛使用。然而,在使用過程中,研究人員可能會遇到各種技術(shù)挑戰(zhàn)。 一、樣品制備問題 1. 樣品厚度 共聚焦
    的頭像 發(fā)表于 10-30 09:45 ?1218次閱讀

    共聚焦激光顯微鏡在材料科學(xué)中的應(yīng)用

    材料科學(xué)是研究材料的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、加工和應(yīng)用的學(xué)科。隨著科技的發(fā)展,對材料性能的要求越來越高,這就需要更精確的表征手段來研究材料的微觀結(jié)構(gòu)。共聚焦激光顯微鏡(CLSM)因其高分辨率和三維成像能力,在
    的頭像 發(fā)表于 10-30 09:44 ?565次閱讀

    共聚焦激光顯微鏡對比超分辨顯微鏡

    顯微鏡(CLSM) 1.1 工作原理 共聚焦激光顯微鏡通過使用激光作為光源,結(jié)合共聚焦技術(shù)來獲取
    的頭像 發(fā)表于 10-30 09:42 ?1249次閱讀

    共聚焦激光顯微鏡的使用注意事項(xiàng)

    共聚焦激光顯微鏡(Confocal Laser Scanning Microscopy, CLSM)是一種先進(jìn)的顯微成像技術(shù),它通過使用激光
    的頭像 發(fā)表于 10-30 09:38 ?937次閱讀

    共聚焦激光顯微鏡圖像處理技巧

    共聚焦激光顯微鏡圖像處理技巧涉及多個方面,以下是一些關(guān)鍵的步驟和注意事項(xiàng): 一、圖像預(yù)處理 文件格式選擇 : 在拍攝好圖像后,保存的圖象格式有多種選擇。推薦保存為“.czi”格式,因?yàn)檫@種格式
    的頭像 發(fā)表于 10-30 09:37 ?1847次閱讀

    共聚焦激光顯微鏡工作原理

    細(xì)微的結(jié)構(gòu)和動態(tài)過程。 共聚焦激光顯微鏡的基本原理 共聚焦激光顯微鏡的核心在于“共焦”技術(shù)。這一
    的頭像 發(fā)表于 10-30 09:27 ?1051次閱讀

    測量表面粗糙度:白光共聚焦顯微鏡的優(yōu)點(diǎn)

    白光共聚焦顯微鏡(復(fù)合型光學(xué)3D表面輪廓儀)集成了白光干涉儀和共聚焦顯微鏡兩種技術(shù),為表面粗糙度測量提供了更精準(zhǔn)、更全面的解決方案。白光
    發(fā)表于 10-14 11:43 ?0次下載

    高質(zhì)量激光光束光學(xué)系統(tǒng)中的空間濾波

    和精度至關(guān)重要。 VirtualLab Fusion獨(dú)特的模擬技術(shù)使用戶能夠?qū)V波進(jìn)行詳細(xì)建模,從而評估對光學(xué)系統(tǒng)性能和特性的影響。 用于光束切趾的圓形鋸齒光闌 光束切趾在高能激光器和光束傳輸系統(tǒng)
    發(fā)表于 08-14 11:54

    共聚焦顯微鏡有什么用?

    在科學(xué)研究和精密制造領(lǐng)域,對材料表面特性的準(zhǔn)確測量至關(guān)重要。共聚焦顯微鏡作為一種先進(jìn)的顯微成像技術(shù),提供了一種非接觸、高分辨率的表面分析手段。深圳市中圖儀器股份有限公司推出的VT6000系列
    的頭像 發(fā)表于 06-24 09:58 ?990次閱讀
    <b class='flag-5'>共聚焦</b><b class='flag-5'>顯微鏡</b>有什么用?

    共聚焦顯微鏡:成像原理、功能、分辨率與優(yōu)勢解析

    在材料科學(xué)和精密工程領(lǐng)域,對微觀結(jié)構(gòu)的精確測量和分析至關(guān)重要。共聚焦顯微鏡作為一種高精度的成像技術(shù),為這些領(lǐng)域提供了強(qiáng)大的工具。共聚焦顯微鏡成像原理
    的頭像 發(fā)表于 06-14 09:28 ?2148次閱讀
    <b class='flag-5'>共聚焦</b><b class='flag-5'>顯微鏡</b>:成像原理、功能、分辨率與優(yōu)勢<b class='flag-5'>解析</b>

    共聚焦、光學(xué)顯微鏡與測量顯微鏡的區(qū)分

    顯微鏡介紹共聚焦顯微鏡的工作原理基于“共聚焦”概念,即只有處于物鏡焦平面上的點(diǎn)才能清晰成像,而焦平面以外點(diǎn)的成像則被排除掉。這是通過使用特殊的光學(xué)系
    發(fā)表于 05-14 10:43 ?3次下載

    顯微成像與精密測量:共聚焦、光學(xué)顯微鏡與測量顯微鏡的區(qū)分

    共聚焦顯微鏡是一種光學(xué)顯微鏡,也可以被稱為測量顯微鏡。能夠進(jìn)行二維和三維成像,是光學(xué)
    的頭像 發(fā)表于 05-11 11:38 ?1173次閱讀
    <b class='flag-5'>顯微</b>成像與精密測量:<b class='flag-5'>共聚焦</b>、<b class='flag-5'>光學(xué)</b><b class='flag-5'>顯微鏡</b>與測量<b class='flag-5'>顯微鏡</b>的區(qū)分

    電子發(fā)燒友

    中國電子工程師最喜歡的網(wǎng)站

    • 2931785位工程師會員交流學(xué)習(xí)
    • 獲取您個性化的科技前沿技術(shù)信息
    • 參加活動獲取豐厚的禮品