激光共聚焦显微镜
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材料学院中心实验室
激光扫描共聚焦显微镜
四、激光扫描共聚焦显微镜的基本结构
显微镜主机 显微镜控制箱
显示器
操控手柄Biblioteka 电脑主机材料学院中心实验室
激光扫描共聚焦显微镜
五、OLS4000激光扫描共聚焦显微镜的基本参数
➢ 配备LED光源和405nm短波长半导体激光光源 ➢ 配备六组物镜和六孔电动物镜转盘 ➢ 100×100mm超声波电动载物台 ➢ 放大倍数108×—17200× ➢ 水平方向的分辨率为0.12μm，Z轴方向分辨率为0.8μm ➢ 观察范围16×16微米-2560×2560微米
OLS4000使用的是405nm短波长半导体激光光源，所以进一步减小了 入射光的波长，从而得到更高的分辨率。
材料学院中心实验室
金相显微镜的构成
六、激光扫描共聚焦显微镜与普通光学显微镜的区别 ➢ 视场直径
是指在显微镜下看到的视场内所能容纳被检物体的实际范 围。视场直径越大越便于观察。
OLS4000带有图像拼接功能，可以 获得高分辨率宽视野的图像。
➢ 1987年，White和Amos在英国《自然》杂志发表了“共聚焦显微 镜时代的到来”一文，标志着LSCM已成为进行科学研究的重要 工具。
➢ 随后各家公司都推出了商品化的共焦显微镜,英国的Bio-Rad公司 的MRC系列，德国Leica公司的TCS系列，Zeiss公司的LSM系列 等。随着技术的不断发展和完善，产品的性能不断改进和更新， 应用的范围也越来越广泛。
➢ 1978年，阿姆斯特丹大学的G.J.Brakenhoff首次展示了改善了分 辨率的共焦显微镜。
➢ 1984年，Bio-Rad公司推出了世界第一台共聚焦显微镜商品，型 号为SOM-100，扫描方式为台阶式扫描。
材料学院中心实验室
激光扫描共聚焦显微镜
三、激光扫描共聚焦显微镜的发展历史
➢ 1986年，MRC-500即改进为光束扫描，用作生物荧 光显微镜的共聚焦系统，即后又推出了MRC-600、MRC-600uv、 MRC-1000、MRC-1000uv。
近代材料分析技术实验课——
激光扫描共聚焦显微镜
史淑艳
材料学院中心实验室
材料学院中心实验室
光学金相显微镜
二、光学金相显微镜
材料学院中心实验室
光学金相显微镜
二、光学金相显微镜——MEF4A
材料学院中心实验室
激光扫描共聚焦显微镜
一、激光扫描共聚焦显微镜 激光扫描共聚焦显微镜（laser scanning confocal microscope LSCM），以激光作为光源，激光器发出 的激光通过照明真空形成点光源，经过透镜、分光镜形成平 行光后，再通过物镜聚焦在样品上，并对样品内聚焦平面上 的每一点进行扫描。样品被激光激发后的出射光波，经过透 镜再次聚焦，到达探测针孔处，被后续的光电倍增管检测到， 并在显示器上成像，得到所需的图像。而非聚焦光线被探测 针孔光栏阻挡，不能通过探测针孔，因而不能在显示器上显 出图像。这种双共轭成像方式称为“共聚焦”，因采用激光 作为光源，故称之为“激光扫描共聚焦显微镜”。
材料学院中心实验室
激光扫描共聚焦显微镜
六、激光扫描共聚焦显微镜与普通光学显微镜的区别
➢ 用激光做光源因为激光的单色性非常好, 光源波束的波长相同,从根本上消除了色差。
➢ 采用共聚焦技术在物镜的焦平面上放置了一个当中带有小孔的 挡板,将焦平面以外的杂散光挡住,消除了球差;并进一步消除了 色差。
➢ 采用点扫描技术将样品分解成二维或三维空间上的无数点,用十 分细小的激光束(点光源)逐点逐行扫描成像,再通过微机组合成 一个整体平面的或立体的像。而传统的光镜是在场光源下一次 成像的,标本上每一点的图像都会受到相邻点的衍射光和散射光 的干扰。这两种图像的清晰度和精密度是无法相比的。
材料学院中心实验室
金相显微镜的构成
六、激光扫描共聚焦显微镜与普通光学显微镜的区别 ➢ 分辨率（又称“鉴别率” ）
是指物镜具有将两个物点清晰分辨的最大能力。 以两个物点能清晰分辨的最小距离d的倒数表示。
d=kλ/N.A.
d为最小分辨距离；
λ为入射光的波长；
N.A.为物镜的数值孔径。 表明物镜的数值孔径越大，入射光的波长越短，则物镜的分辨能力越高。
材料学院中心实验室
激光扫描共聚焦显微镜
二、激光扫描共聚焦显微镜基本原理 利用放置在光源后的照明针孔
（P1）和放置在检测器前的探测针孔 （P2）实现点照明和点探测；激光经 过照明针孔形成点光源，由物镜聚焦 在样品焦面的某个点上，只有该点在 图像成像在探测针孔上，该点以外的 光线被探测器阻碍，不能到达PMT探 测器，从而提高了成像效果。照明针 孔和探测针孔共焦，共焦点为被探测 点，被探测点所在的平面为共焦平面。
珠光体-OLS4000观察
材料学院中心实验室
激光扫描共聚焦显微镜
七、激光扫描共聚焦显微镜的应用—高分辨二维观察
高速钢-MEF4A观察
高速钢-OLS4000观察
材料学院中心实验室
激光扫描共聚焦显微镜
七、激光扫描共聚焦显微镜的应用—三维观察
薄膜太阳能电池
单晶硅太阳能电池
材料学院中心实验室
激光扫描共聚焦显微镜
材料学院中心实验室
激光扫描共聚焦显微镜
七、激光扫描共聚焦显微镜的应用—高分辨二维观察
铝合金
钛合金
材料学院中心实验室
激光扫描共聚焦显微镜
七、激光扫描共聚焦显微镜的应用—高分辨二维观察
MSP纳米复合材料
DVD光盘
材料学院中心实验室
激光扫描共聚焦显微镜
七、激光扫描共聚焦显微镜的应用—高分辨二维观察
珠光体-MEF4A观察
七、激光扫描共聚焦显微镜的应用—三维观察
陶瓷粒子
材料学院中心实验室
激光扫描共聚焦显微镜
七、激光扫描共聚焦显微镜的应用—三维观察
金 属 材 料 断 口 形 貌
材料学院中心实验室
激光扫描共聚焦显微镜
七、激光扫描共聚焦显微镜的应用—微观测量
材料学院中心实验室
激光扫描共聚焦显微镜
三、激光扫描共聚焦显微镜的发展历史
➢ 1957年，Marvin Minsky提出了共聚焦显微镜技术的 某些基本原理，获得了美国的专利。
➢ 1967年，Egger和Petran成功的应用共聚焦显微镜产生了一个光学 横断面。
➢ 1970年，牛津和阿姆斯特丹同时向科学界推荐了一种新型的扫 描共聚焦显微镜。
激光扫描共聚焦显微镜
四、激光扫描共聚焦显微镜的基本结构
显微镜主机 显微镜控制箱
显示器
操控手柄Biblioteka 电脑主机材料学院中心实验室
激光扫描共聚焦显微镜
五、OLS4000激光扫描共聚焦显微镜的基本参数
➢ 配备LED光源和405nm短波长半导体激光光源 ➢ 配备六组物镜和六孔电动物镜转盘 ➢ 100×100mm超声波电动载物台 ➢ 放大倍数108×—17200× ➢ 水平方向的分辨率为0.12μm，Z轴方向分辨率为0.8μm ➢ 观察范围16×16微米-2560×2560微米
OLS4000使用的是405nm短波长半导体激光光源，所以进一步减小了 入射光的波长，从而得到更高的分辨率。
材料学院中心实验室
金相显微镜的构成
六、激光扫描共聚焦显微镜与普通光学显微镜的区别 ➢ 视场直径
是指在显微镜下看到的视场内所能容纳被检物体的实际范 围。视场直径越大越便于观察。
OLS4000带有图像拼接功能，可以 获得高分辨率宽视野的图像。
➢ 1987年，White和Amos在英国《自然》杂志发表了“共聚焦显微 镜时代的到来”一文，标志着LSCM已成为进行科学研究的重要 工具。
➢ 随后各家公司都推出了商品化的共焦显微镜,英国的Bio-Rad公司 的MRC系列，德国Leica公司的TCS系列，Zeiss公司的LSM系列 等。随着技术的不断发展和完善，产品的性能不断改进和更新， 应用的范围也越来越广泛。
➢ 1978年，阿姆斯特丹大学的G.J.Brakenhoff首次展示了改善了分 辨率的共焦显微镜。
➢ 1984年，Bio-Rad公司推出了世界第一台共聚焦显微镜商品，型 号为SOM-100，扫描方式为台阶式扫描。
材料学院中心实验室
激光扫描共聚焦显微镜
三、激光扫描共聚焦显微镜的发展历史
➢ 1986年，MRC-500即改进为光束扫描，用作生物荧 光显微镜的共聚焦系统，即后又推出了MRC-600、MRC-600uv、 MRC-1000、MRC-1000uv。
近代材料分析技术实验课——
激光扫描共聚焦显微镜
史淑艳
材料学院中心实验室
材料学院中心实验室
光学金相显微镜
二、光学金相显微镜
材料学院中心实验室
光学金相显微镜
二、光学金相显微镜——MEF4A
材料学院中心实验室
激光扫描共聚焦显微镜
一、激光扫描共聚焦显微镜 激光扫描共聚焦显微镜（laser scanning confocal microscope LSCM），以激光作为光源，激光器发出 的激光通过照明真空形成点光源，经过透镜、分光镜形成平 行光后，再通过物镜聚焦在样品上，并对样品内聚焦平面上 的每一点进行扫描。样品被激光激发后的出射光波，经过透 镜再次聚焦，到达探测针孔处，被后续的光电倍增管检测到， 并在显示器上成像，得到所需的图像。而非聚焦光线被探测 针孔光栏阻挡，不能通过探测针孔，因而不能在显示器上显 出图像。这种双共轭成像方式称为“共聚焦”，因采用激光 作为光源，故称之为“激光扫描共聚焦显微镜”。
材料学院中心实验室
激光扫描共聚焦显微镜
六、激光扫描共聚焦显微镜与普通光学显微镜的区别
➢ 用激光做光源因为激光的单色性非常好, 光源波束的波长相同,从根本上消除了色差。
➢ 采用共聚焦技术在物镜的焦平面上放置了一个当中带有小孔的 挡板,将焦平面以外的杂散光挡住,消除了球差;并进一步消除了 色差。
➢ 采用点扫描技术将样品分解成二维或三维空间上的无数点,用十 分细小的激光束(点光源)逐点逐行扫描成像,再通过微机组合成 一个整体平面的或立体的像。而传统的光镜是在场光源下一次 成像的,标本上每一点的图像都会受到相邻点的衍射光和散射光 的干扰。这两种图像的清晰度和精密度是无法相比的。
材料学院中心实验室
金相显微镜的构成
六、激光扫描共聚焦显微镜与普通光学显微镜的区别 ➢ 分辨率（又称“鉴别率” ）
是指物镜具有将两个物点清晰分辨的最大能力。 以两个物点能清晰分辨的最小距离d的倒数表示。
d=kλ/N.A.
d为最小分辨距离；
λ为入射光的波长；
N.A.为物镜的数值孔径。 表明物镜的数值孔径越大，入射光的波长越短，则物镜的分辨能力越高。
材料学院中心实验室
激光扫描共聚焦显微镜
二、激光扫描共聚焦显微镜基本原理 利用放置在光源后的照明针孔
（P1）和放置在检测器前的探测针孔 （P2）实现点照明和点探测；激光经 过照明针孔形成点光源，由物镜聚焦 在样品焦面的某个点上，只有该点在 图像成像在探测针孔上，该点以外的 光线被探测器阻碍，不能到达PMT探 测器，从而提高了成像效果。照明针 孔和探测针孔共焦，共焦点为被探测 点，被探测点所在的平面为共焦平面。
珠光体-OLS4000观察
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激光扫描共聚焦显微镜
七、激光扫描共聚焦显微镜的应用—高分辨二维观察
高速钢-MEF4A观察
高速钢-OLS4000观察
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激光扫描共聚焦显微镜
七、激光扫描共聚焦显微镜的应用—三维观察
薄膜太阳能电池
单晶硅太阳能电池
材料学院中心实验室
激光扫描共聚焦显微镜
材料学院中心实验室
激光扫描共聚焦显微镜
七、激光扫描共聚焦显微镜的应用—高分辨二维观察
铝合金
钛合金
材料学院中心实验室
激光扫描共聚焦显微镜
七、激光扫描共聚焦显微镜的应用—高分辨二维观察
MSP纳米复合材料
DVD光盘
材料学院中心实验室
激光扫描共聚焦显微镜
七、激光扫描共聚焦显微镜的应用—高分辨二维观察
珠光体-MEF4A观察
七、激光扫描共聚焦显微镜的应用—三维观察
陶瓷粒子
材料学院中心实验室
激光扫描共聚焦显微镜
七、激光扫描共聚焦显微镜的应用—三维观察
金 属 材 料 断 口 形 貌
材料学院中心实验室
激光扫描共聚焦显微镜
七、激光扫描共聚焦显微镜的应用—微观测量
材料学院中心实验室
激光扫描共聚焦显微镜
三、激光扫描共聚焦显微镜的发展历史
➢ 1957年，Marvin Minsky提出了共聚焦显微镜技术的 某些基本原理，获得了美国的专利。
➢ 1967年，Egger和Petran成功的应用共聚焦显微镜产生了一个光学 横断面。
➢ 1970年，牛津和阿姆斯特丹同时向科学界推荐了一种新型的扫 描共聚焦显微镜。