三张动图简单介绍白光干涉仪与其他主流三维显微镜原理的区别

一目了然！小优博士通过“扫描微型金字塔”带您了解“景深叠加-激光共聚焦-白光干涉仪”原理&应用场景。

 

确定应用需求后，寻找适合的设备是不少科研人员的重要工作；

了解设备原理和优劣势才能结合自身的应用场景选择最适合自己项目的设备；

目前市面主流的三种3D显微镜“景深叠加”-“激光共聚焦”-“白光干涉”，该如何选择呢？

小优博士以“建造微型金字塔“给大家介绍三种设备的优劣势和应用场景。

一、“景深叠加”原理显微镜建造微型金字塔

景深：一次镜头可以看到的深度 = 1层 ；

叠加：马达带动镜头移动，每隔1层拍摄一张图片，再叠加一起；

高度：马达计算步进；

3D图：利用最小二乘法和马达位置，得出3D图像。

✳马达精度几乎决定了Z向精度。

二、“激光共聚焦”原理显微镜 建造微型金字塔

小孔接收图像信号：每次只拍摄金字塔一块砖的图片（为了排除旁边砖的影响，单块砖细节更好）；

振镜XY方向扫描：将每块砖都进行拍摄，拼接后形成1层金字塔；

高度：第一层扫描后，马达逐层带动扫描其他层；

3D图：利用每块砖的信息和马达高度，软件合成后生成3D图片。

✳拍摄到一块砖的细节需要使用20甚至50倍以上镜头。

一般情况20倍以下镜头没有精度。

三、“白光干涉”原理的显微镜建造微型金字塔

产生干涉：金字塔表面反射回来的光和内部光路参考镜距离相同时，产生干涉条纹；

高度：纳米级压电陶瓷移动光路时获得的多个干涉条纹的相位差（Ø）；

3D图：相位差（Ø）转换为高度h，解析成高度三维形貌。

✳精度和波长相关，和倍率无关。

总结

建造金字塔精度 （Z向精度）：

白光干涉 > 激光共聚焦 >> 景深叠加

建造金字塔高度（Z向量程）：

景深叠加 > 激光共聚焦 > 白光干涉

建造金字塔速度 （扫描速度）：

景深叠加 > 白光干涉 >> 激光共聚焦