共聚焦显微镜

共聚焦显微镜是用于获得表面纹理和物体三维图像的光学方法。利用反射光法,可以在不接触的情况下精确地测量表面的粗糙度。激光扫描荧光显微镜在技术上与其类似,主要用于微生物学。

基本技术原理

使用共聚焦显微镜,借助针孔孔径产生点光源。从物体返回的光穿过第二针孔或再次穿过同一针孔,并且撞击在检测器(通常是相机)上。被照射物体区域的图像形成,具有非常低的景深。也就是说,光强度在焦平面的上方和下方急剧减小,从而仅显示该平面。

孔分布呈螺旋状的旋转盘(Nipkow盘)用于检测物体的整个表面而不是仅一个点。现代仪器使用微透镜盘代替针孔或与针孔结合使用。这增加了光输出,因此也能够显示弱反射或甚至透明的物体。对于三维扫描,镜头与物体的距离以微小增量调整,从而在清晰显示的平面基础上构建空间图像。

粗糙度测量

ISO 25718标准将共聚焦显微镜描述为用于测量粗糙度的非接触式方法。样品的光学横截面分辨率可以低至10nm。精确测量最精细的粗糙度,使用共聚焦技术来确定诸如粗糙度率R’和轮廓的算术平均偏差Ra的标准参数。

使用共聚焦显微镜对粗糙的圆孔内表面及高度进行分析