激光共聚焦显微镜与光谱共聚焦传感器的区别

2026-02-21 10266阅读

光学检测领域,激光共聚焦显微镜光谱共聚焦传感器均以“共聚焦”技术为核心,但二者的功能定位、工作原理及应用场景差异显著。前者侧重高分辨率成像,后者专注精准距离与轮廓测量。下文,光子湾科技将从激光共聚焦显微镜与光谱共聚焦传感器的定义、原理、特性及应用等方面,厘清两者的核心区别。

激光共聚焦显微镜

1.定义与核心定位

激光共聚焦显微镜,又称激光扫描共聚焦显微镜(LSCM),本质是荧光显微镜的进阶类型,核心功能是实现样品的高分辨率二维成像三维重建,可清晰呈现工业样品的微观结构。

2.工作原理

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激光扫描共聚焦显微镜与普通显微镜在原理上的区别

其核心依托“双共轭聚焦”与激光扫描技术:通过荧光探针标记研究对象后,用激光作为光源激发样品,样品发射的荧光波长大于入射光,经分光镜、透镜聚焦后到达探测针孔;此时,聚焦光线可通过针孔被光电倍增管检测并成像,而离焦光线被针孔阻挡,避免图像模糊,这就是“共聚焦”的核心逻辑。

通过控制X-Y轴逐点扫描可获得二维图像,调节Z轴焦平面、连续扫描多个层面,再结合数字去卷积技术,就能重建出样品的三维微观结构,清晰呈现微小零件、材料断面等的细节特征,满足工业精密检测需求。

3.关键特性

 

转盘共聚焦显微镜

相较于传统荧光显微镜,激光共聚焦显微镜优势在于分辨率更高三维成像,但采集完整3D图像耗时较长。因此,转盘共聚焦显微镜应运而生,通过高速旋转的、带有数百个针孔的圆盘,实现对样品的整体扫描,既提升效率,又减少光损伤和光漂白。

4.典型应用

激光共聚焦显微镜主要应用于工业精密检测领域,如材料表面缺陷检测半导体芯片微观结构表征等,核心是观察工业样品的三维成像形态与缺陷情况,为产品质量管控提供支撑。

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光谱共聚焦传感器

1.定义与核心定位

光谱共聚焦传感器共聚焦显微镜的核心区别的是:仅用于精准测量物体距离、厚度、轮廓等参数,无法实现显微成像;主要分为点光谱共聚焦位移传感器线光谱共聚焦轮廓传感器两大类。

2.分类及工作原理

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光谱共焦位移传感器原理示意图

二者均依托“光谱色散+共焦”原理,核心是建立“距离与波长”的对应关系,通过光谱仪解码波长信息获得测量数据。

点光谱共聚焦位移传感器:以白光LED为光源,经处理形成点光源并色散,光轴上不同单色光焦点对应不同距离,仅适配波长的光可反射回光谱仪,解码后得到距离值。

线光谱共聚焦轮廓传感器:针对点传感器效率低的短板设计,以线光源替代点光源,面测量仅需单向扫描,光学布局分为同轴式和对射式

3.关键特性

核心优势是测量精度高、效率高,可实现单点/线扫描,无需接触被测物,适用于微小尺寸、复杂轮廓检测,弥补了点传感器的不足。

4.典型应用

光谱共聚焦传感器主要用于测量透明玻璃厚度、精密机加工零件轮廓,以及在线实时监测薄膜涂层厚度等。

综上,激光共聚焦显微镜与光谱共聚焦传感器的区别可概括为四点:

功能定位:前者侧重高分辨率成像三维结构观测,后者侧重距离与轮廓测量

工作原理:前者靠激光扫描+双共轭聚焦抑制离焦荧光,后者靠光谱色散+共焦建立波长与距离对应关系;

技术特点:前者需荧光标记、成像清晰但扫描效率有局限,后者无需标记、测量精准高效;

应用领域:二者均多用于工业检测相关场景,前者侧重微观结构观测,后者侧重精密测量

明确二者在功能、原理及应用上的差异,可精准匹配工业检测场景,助力提升检测效率与精度。

光子湾3D共聚焦显微镜

光子湾3D共聚焦显微镜是一款用于对各种精密器件及材料表面,可应对多样化测量场景,能够快速高效完成亚微米级形貌和表面粗糙度的精准测量任务,提供值得信赖的高质量数据。

超宽视野范围,高精细彩色图像观察

提供粗糙度、几何轮廓、结构、频率、功能等五大分析技术

采用针孔共聚焦光学系统,高稳定性结构设计

提供调整位置、纠正、滤波、提取四大模块的数据处理功能

光子湾共聚焦显微镜以原位观察与三维成像能力,为精密测量提供表征技术支撑,助力从表面粗糙度与性能分析的精准把控,成为推动多领域技术升级的重要光学测量工具。

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