傳統激光掃描共聚焦顯微鏡對比數字全息顯微鏡DHM
激光掃描共聚焦顯微鏡(Confocal laser scanning microscope,CLSM)用激光作掃描光源,逐點、逐行、逐面快速掃描成像,系統經過調焦掃描不同平面的圖像,通過計算機分析和模擬,就能顯示細胞樣品的立體結構。掃描實現3D這一原理和傳統探針輪廓儀沒什么不同。
而數字全息顯微鏡實現3D顯微的原理是采用CCD記錄物光和干涉光形成的全息圖,樣品的全息圖包含了相位信息和振幅信息。振幅信息提供傳統的顯微鏡對比度圖像,相位信息提供樣品精確的3D形貌信息,再通過計算機重建實現實時3D顯微。
數字全息顯微鏡DHM的特點在于其非掃描成像方式實現3D形貌顯微,可以做到超高速實時3D顯微。這一點是傳統3D測量系統比如CLSM、掃描探針顯微鏡、原子力顯微鏡AFM、白光干涉儀WLI等無法做到的。
樣片展示:液體透鏡形變、紅細胞分析、MEMS微執行器
數字全息顯微鏡DHM(Digital Holographic Microscope)
原理:采用CCD記錄物光和參考光干涉形成的全息圖,根據全息圖中包含的相位信息和振幅信息做實時數值重建,得到樣品精確的三維形貌。
和和傳統光學顯微鏡和電子顯微鏡SEM、原子力顯微鏡AFM、激光掃描共聚焦顯微鏡CLSM等明顯的優勢在于其非掃描成像的方式,可以做到超高速實時動態3D顯微。這個特性目前最多的應用是在MEMS微機電系統領域表征MEMS器件動態響應。相比MEMS領域傳統采用的激光多普勒測振儀在精度上有優勢。
1、液體透鏡結構形變
2、石墨烯薄膜受力形變
3、加熱可降解材料的揮發
4、光敏聚合物受光形變
測量原理是全息術:CCD采集物光與參考光干涉形成的全息圖包含了物體的相位信息,再實時數值重建3D形貌。
優點:1、超高速大面積3D形貌非掃描實時成像,成像速率能做到1000fps
2、縱向能做到亞納米分辨率
3、非接觸成像,無損樣品,無懼振動
典型用戶:北京大學工學院——搭建平面應力鼓膜測試平臺
清華大學——半導體
華中科技大學——
創新4D三維形貌表征——DHM進行動態三維形貌表征
特點:
1、非掃描、非接觸、超高速大面積、動態三維形貌表征(速度可達1000fps)
2、縱向亞納米分辨率
3、按照國際標準進行粗糙度測量,無損樣品無懼振動
原理:CCD記錄全息圖中包含物體相位信息,實時數值重建得到實時三維形貌圖。
應用圖例:
石墨烯薄膜受力形變、粗糙度測量、光敏聚合物受光形變、液體透鏡形變等