激光共聚焦顯微鏡是一種結(jié)合了激光技術(shù)、光學(xué)技術(shù)和計算機圖像處理技術(shù)的**顯微鏡,廣泛應(yīng)用于生物、材料科學(xué)等領(lǐng)域。其結(jié)構(gòu)復(fù)雜而精密,主要包括以下幾個部分:
1. 激光光源
作用:提供高強度、單色性好的激光束作為照明光源。
常用激光器:包括半導(dǎo)體激光器(如405nm近紫外譜線)、氬離子激光器(如457nm、477nm、488nm、514nm藍綠光)和氦氖激光器(如543nm綠光、633nm紅光)等。
2. 掃描裝置
組成:掃描模塊主要由針孔光欄、分光鏡、發(fā)射熒光分色器和檢測器等組成。
功能:控制激光束在樣品表面進行逐點掃描,形成光學(xué)切片。
針孔光欄:控制光學(xué)切片的厚度,確保只有焦平面上的光信號通過。
分光鏡:按波長改變光線傳播方向,將激發(fā)光和熒光分離。
3. 熒光顯微鏡系統(tǒng)
作用:作為顯微鏡的主體部分,負責樣品的成像。
特點:需與掃描器連接,使激光能進入顯微鏡物鏡照射樣品,并使樣品發(fā)射的熒光到達檢測器。同時,需具備光路轉(zhuǎn)換裝置,以實現(xiàn)汞燈與激光之間的轉(zhuǎn)換。
物鏡選擇:應(yīng)選取大數(shù)值孔徑平場復(fù)消色差物鏡,有利于熒光的采集和成像的清晰。
4. 檢測器
常用類型:光電倍增管(PMT)或雪崩光電二極管。
功能:接收經(jīng)探測針孔聚焦后的熒光信號,并將其轉(zhuǎn)換為電信號。
5. 計算機系統(tǒng)
組成:包括數(shù)據(jù)采集、處理、轉(zhuǎn)換和應(yīng)用軟件等部分。
功能:控制各部件的協(xié)調(diào)工作,接收檢測器輸出的電信號,進行圖像處理和顯示。同時,提供用戶界面,方便用戶進行操作和數(shù)據(jù)分析。
6. 圖像輸出設(shè)備
作用:將處理后的圖像顯示在屏幕上或打印出來。
常見設(shè)備:彩色顯示器、打印機等。
7. 光學(xué)裝置和共聚焦系統(tǒng)
共聚焦原理:采用共軛聚焦原理和共軛聚焦裝置,確保光源和探測器前方的針孔(照明針孔和探測針孔)幾何尺寸一致且共軛,從而過濾掉焦平面以外的光信號干擾。
功能:提高成像的分辨率和清晰度,實現(xiàn)光學(xué)斷層掃描和三維圖像重建。
8. 輔助設(shè)備
風(fēng)冷、水冷冷卻系統(tǒng):用于降低激光器和其他發(fā)熱部件的溫度,保證設(shè)備的穩(wěn)定運行。
穩(wěn)壓電源:提供穩(wěn)定的電源供應(yīng),避免電壓波動對設(shè)備造成損害。
綜上所述,激光共聚焦顯微鏡的結(jié)構(gòu)復(fù)雜而精密,各部分相互配合、協(xié)調(diào)工作,共同實現(xiàn)高清晰度、高分辨率的成像功能。