Microscopie confocale

La microscopie confocale est une méthode optique pour obtenir des images tridimensionnelles des textures de surfaces et d’objets. Avec une méthode de lumière reflétée, la rugosité d’une surface peut être mesurée de manière précise sans contact. La méthode techniquement similaire de la microscopie en fluorescence à balayage laser est utilisée principalement en microbiologie.

Principe technique de base

Avec un microscope confocal, une source de lumière ponctuelle est générée à l’aide d’un micro-obturateur. La lumière reflétée par l’objet passe à travers un deuxième micro-obturateur, ou repasse à travers le même obturateur, et impacte le détecteur, généralement une caméra vidéo. Lorsque l’image de la surface de l’objet illuminé est formée avec une profondeur de champ très faible, c’est-à-dire que l’intensité lumineuse se réduit nettement au-dessus et en dessous du plan focal afin que seul ce plan s’affiche.

Un disque obturateur rotatif comportant des trous disposés en forme de spirale (disque Nipkow) est utilisé pour déceler l’ensemble de la surface de l’objet au lieu d’un seul point uniquement. Les instruments modernes utilisent un disque à micro-lentille au lieu de ou en association avec des micro-obturateurs. Cela augmente le rendement lumineux, ce qui permet également d’afficher ainsi les objets mal reflétés, voire transparents. Pour le balayage tridimensionnel, la distance entre la lentille et l’objet est ajustée par petits incréments, afin de construire ainsi une image spatiale à partir des plans affichés nettement.

Configuration optique d'un microscope confocal

Mesure de la rugosité

La microscopie confocale est décrite dans la norme ISO 25718 comme étant une méthode sans contact de la mesure de la rugosité. Les sections transversales optiques de l’échantillon peuvent être superposées l’une sur l’autre avec une résolution descendant jusqu’à 10 nm. Cela permet à la rugosité la plus fine d’être mesurée de manière précise, et aux paramètres standard, tels que le coefficient de rugosité R’ et la rugosité moyenne Ra d’être déterminés grâce à la technologie confocale.

Analyse de la surface rugueuse et de la hauteur d’alésage d’un cylindre à l’aide d’un microscope confocal

Analyse de la surface rugueuse et de la hauteur d’alésage d’un cylindre à l’aide d’un microscope confocal