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奧林巴斯集團(tuán)（OLYMPUS）創(chuàng)立于1919年。迄今為止，奧林巴斯株式會社已成為日本乃至世界精密、光學(xué)技術(shù)的代表企業(yè)之一，事業(yè)領(lǐng)域包括醫(yī)療、影像、科學(xué)三大領(lǐng)域。
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激光共聚焦顯微鏡OLS5100技術(shù)簡述產(chǎn)品參數(shù)
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激光共聚焦顯微鏡OLS5100技術(shù)簡述詳細(xì)信息
激光共聚焦顯微鏡OLS5100技術(shù)簡述
奧林巴斯激光共聚焦顯微鏡OLS5100是一種基于激光掃描共聚焦光學(xué)系統(tǒng)的顯微鏡，它主要用于樣品表面形貌的非接觸式觀察和三維測量。以下對其涉及的主要技術(shù)原理做簡要說明。
核心原理：共聚焦成像
與傳統(tǒng)寬場顯微鏡同時(shí)照亮整個(gè)視場不同，OLS5100采用點(diǎn)掃描成像方式。其核心是一個(gè)“共聚焦”光路設(shè)計(jì)：
- 點(diǎn)照明：激光束通過照明針孔，被物鏡聚焦到樣品表面一個(gè)極小的點(diǎn)上。
- 點(diǎn)探測：從樣品該點(diǎn)反射（或激發(fā)出的熒光）的光信號，再次被物鏡收集，并穿過一個(gè)被稱為“共聚焦針孔”的小孔，最終被探測器（如光電倍增管PMT）接收。
- 空間濾波：這個(gè)共聚焦針孔是關(guān)鍵。只有從樣品焦平面上的點(diǎn)發(fā)出的光，才能恰好聚焦通過針孔被高效探測。而從焦平面上下方（非焦點(diǎn)區(qū)域）發(fā)出的雜散光，則會被針孔阻擋，無法到達(dá)探測器。
- 二維成像：通過掃描裝置（通常為振鏡）使激光焦點(diǎn)在樣品表面進(jìn)行X-Y方向逐點(diǎn)或逐線掃描，同步記錄每個(gè)點(diǎn)對應(yīng)的光強(qiáng)信號，即可在計(jì)算機(jī)上重建出一幅二維的共聚焦圖像。這幅圖像主要反映了樣品焦平面一個(gè)薄層的信息，具有較好的對比度和軸向分辨率。
三維形貌獲取：
為了獲得樣品表面的三維形貌，系統(tǒng)會控制載物臺或物鏡在Z軸方向步進(jìn)移動，在每一個(gè)Z軸位置采集一幅X-Y平面的共聚焦圖像。這樣就得到了一系列沿Z軸分布的光學(xué)切片圖像。由于共聚焦圖像中每一點(diǎn)的亮度反映了該點(diǎn)在對應(yīng)焦平面上的反射率（或熒光強(qiáng)度），通過檢測每一X-Y坐標(biāo)點(diǎn)上亮度最高的Z軸位置，或通過算法分析焦點(diǎn)位置，系統(tǒng)可以確定該點(diǎn)的表面高度信息。最終，所有點(diǎn)的高度信息合成為樣品表面的三維形貌圖。
主要技術(shù)組件：
- 激光光源：提供高強(qiáng)度、單色性好的點(diǎn)光源。常用固態(tài)激光器，波長例如405nm, 473nm, 532nm, 635nm等，不同波長適用于不同樣品材料或熒光染料。
- 掃描單元：通常采用高速振鏡控制激光束在樣品上的掃描路徑。
- 共聚焦針孔：一個(gè)可調(diào)節(jié)直徑的小孔，用于空間濾波，其大小影響光學(xué)切片厚度和圖像信噪比。
- 探測器：接收通過針孔的光信號并轉(zhuǎn)換為電信號，如光電倍增管（PMT），具有高靈敏度和快速響應(yīng)特性。
- 高精度Z軸驅(qū)動：用于實(shí)現(xiàn)焦平面的精確步進(jìn)移動，以獲取Z軸序列圖像。
- 物鏡：高質(zhì)量物鏡負(fù)責(zé)將激光聚焦到樣品，并收集返回的光信號。其數(shù)值孔徑（NA）直接影響系統(tǒng)分辨率。
- 控制與圖像處理計(jì)算機(jī)及軟件：控制整個(gè)硬件協(xié)同工作，采集圖像數(shù)據(jù)，并進(jìn)行三維重建、顯示、測量和分析。
通過這些技術(shù)的結(jié)合，激光共聚焦顯微鏡OLS5100能夠?qū)崿F(xiàn)比傳統(tǒng)光學(xué)顯微鏡更清晰的“光學(xué)切片”成像，并能獲取樣品表面的三維形貌數(shù)據(jù)，為后續(xù)的定量分析奠定基礎(chǔ)。其技術(shù)路徑旨在平衡成像質(zhì)量、測量能力和操作效率。
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