激光共聚焦顯微鏡OLS5100技術簡述
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系統的顯微鏡，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原理做簡要說明。
核心原理：共聚焦成像
與傳統寬場顯微鏡同時照亮整個視場不同，OLS5100采用點掃描成像方式。其核心是一個“共聚焦"光路設計：
點照明：激光束通過照明針孔，被物鏡聚焦到樣品表面一個極小的點上。
點探測：從樣品該點反射（或激發出的熒光）的光信號，再次被物鏡收集，并穿過一個被稱為“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：這個共聚焦針孔是關鍵。只有從樣品焦平面上的點發出的光，才能恰好聚焦通過針孔被高效探測。而從焦平面上下方（非焦點區域）發出的雜散光，則會被針孔阻擋，無法到達探測器。
二維成像：通過掃描裝置（通常為振鏡）使激光焦點在樣品表面進行X-Y方向逐點或逐線掃描，同步記錄每個點對應的光強信號，即可在計算機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，系統會控制載物臺或物鏡在Z軸方向步進移動，在每一個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軸分布的光學切片圖像。由于共聚焦圖像中每一點的亮度反映了該點在對應焦平面上的反射率（或熒光強度），通過檢測每一X-Y坐標點上亮度最高的Z軸位置，或通過算法分析焦點位置，系統可以確定該點的表面高度信息。最終，所有點的高度信息合成為樣品表面的三維形貌圖。
主要技術組件：
激光光源：提供高強度、單色性好的點光源。常用固態激光器，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：一個可調節直徑的小孔，用于空間濾波，其大小影響光學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換為電信號，如光電倍增管（PMT），具有高靈敏度和快速響應特性。
高精度Z軸驅動：用于實現焦平面的精確步進移動，以獲取Z軸序列圖像。
物鏡：高質量物鏡負責將激光聚焦到樣品，并收集返回的光信號。其數值孔徑（NA）直接影響系統分辨率。
控制與圖像處理計算機及軟件：控制整個硬件協同工作，采集圖像數據，并進行三維重建、顯示、測量和分析。
通過這些技術的結合，激光共聚焦顯微鏡OLS5100能夠實現比傳統光學顯微鏡更清晰的“光學切片"成像，并能獲取樣品表面的三維形貌數據，為后續的定量分析奠定基礎。其技術路徑旨在平衡成像質量、測量能力和操作效率。
激光共聚焦顯微鏡OLS5100技術簡述
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