激光共聚焦显微镜原理及应用

共聚焦显微镜主要采用3D捕获的成像技术，它通过数码相机针孔的高强度激光来实现数字成像，具有很强的纵向深度的分辨能力。

共聚焦显微镜成像原理

共焦显微镜装置是在被测对象焦平面的共轭面上放置两个小孔，其中一个放在光源前面，另一个放在探测器前面，如图所示。

共焦显微镜光路示意图

得到的图像是来自一个焦平面的光通过针孔数码相机聚焦拍摄，通过所累积的不同焦平面的图像序列，使用软件编译完整的 3d 图像。

共焦显微镜系统所展现的放大图像细节要高于常规的光学显微镜。传统光学显微镜上常配备灵敏度较低的CCD相机来采集图像，对于低照度的光，如荧光无法探测到，而共聚焦显微镜系统使用的探测元件是高灵敏度的光电倍增管，对微弱的荧光信号可以呈现出很高的灵敏度，并且还可以通过缩小激发范围并使用光学切片来消除背景噪声。

在相同物镜放大的条件下，共焦显微镜所展示的图像形态细节更清晰更微细，横向分辨率更高。如同为微纳检测的利器，共聚焦显微镜却是与白光干涉仪有着诸多不同，如果用一个字眼来形容，那么白光干涉仪是“文”，而共聚焦显微镜是“武”。白光擅长亚纳米级超光滑表面的检测，追求检测数值的精准；而共聚焦擅长微纳级粗糙轮廓的检测，虽在检测分辨率上略逊，但能够提供色彩斑斓的真彩图像便于观察。

VT6000系列共聚焦显微镜以共聚焦技术为原理、结合精密Z向扫描模块、3D 建模算法等，能测各类包括从光滑到粗糙、低反射率到高反射率的物体表面，从纳米到微米级别工件的粗糙度、平整度、微观几何轮廓、曲率等参数，能对各种产品、部件和材料表面的面形轮廓、表面缺陷、磨损情况、腐蚀情况、平面度、粗糙度、波纹度、孔隙间隙、台阶高度、弯曲变形情况、加工情况等表面形貌特征进行测量和分析。

自设计之初，便定下了“简单好用”四字方针的目标。

1）结构简单：仪器整体由一台轻量化的设备主机和电脑构成，控制单元集成在设备主机之内，亦可采用笔记本电脑驱动，真正实现了“拎着走”的便携式设计；

2）真彩图像：配备了真彩相机并提供还原的3D真彩图像，对细节的展现纤毫毕现；

3）操作便捷：采用全电动化设计，并可无缝衔接位移轴与扫描轴的切换，图像视窗和分析视窗同界面的设计风格，实现了所见即所得的快速检测效果；

4）安全无忧：采用自研的电动鼻轮塔台，并对软件防撞设置与硬件传感器防撞设置功能进行了优化，确保共聚焦显微镜在使用高倍物镜仅不到1mm的工作距离时也能应对。