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技術(shù)文章
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更新時間：2025-04-10
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傳統(tǒng)生物顯微鏡的景深一般比較淺，在高放大倍數(shù)下無法抓取更為清晰的圖像，通常只適合平面樣品，而超景深顯微鏡克服了這個難題，不僅能夠在高放大倍數(shù)下抓取有深度的樣品全貌，一些超景深顯微鏡還能呈現(xiàn)樣品出3D形貌并進(jìn)行高度測量，進(jìn)一步拓展了顯微鏡的功能實用性，那么它是如何做到的呢？
首先超景深顯微鏡會采用特殊的光源和照明系統(tǒng)，以此確保樣品在較大的深度范圍內(nèi)得到均勻照明。其次顯微鏡會通過使用特殊的光學(xué)元件，例如菲涅爾透鏡、液晶空間光調(diào)制器等等，以實現(xiàn)對光波前的編碼，從而改變光的傳播特性，這樣可以在一定范圍內(nèi)增加景深，使不同深度的樣品部分同時清晰可見。
另外超景深顯微鏡中的光學(xué)透鏡系統(tǒng)中包含了一些設(shè)計的元件，這些元件可以提升顯微鏡在深度方向的解析能力，涉及使用非球面透鏡、多層透鏡組合等等。
最后在圖像采集與處理方面，超景深顯微鏡通過對一系列不同焦平面的圖像進(jìn)行合成，以此得到一個在更大深度范圍內(nèi)清晰的圖像，這種方法也被稱為焦點堆疊。
有些超景深顯微鏡還具備著三維重建能力，通過從不同角度或不同焦平面捕獲圖像，并結(jié)合準(zhǔn)確的校準(zhǔn)和算法處理，可以重建樣品的三維結(jié)構(gòu)。
超景深顯微鏡的設(shè)計涉及許多復(fù)雜的光學(xué)和數(shù)字圖像處理技術(shù)，需要極其準(zhǔn)確的校準(zhǔn)和調(diào)整，當(dāng)然要想達(dá)成理想的超景深效果，跟顯微鏡本身的質(zhì)量也密不可分，如果質(zhì)量上出現(xiàn)問題，最后可能也跟傳統(tǒng)顯微鏡沒有太大差別。
既然超景深顯微鏡的優(yōu)勢在于加強觀察水平，那么它都主要應(yīng)用在哪些領(lǐng)域范圍呢？
在細(xì)胞生物學(xué)、組織學(xué)和病理學(xué)領(lǐng)域中，觀察復(fù)雜的生物樣品往往需要超景深的效果，而超景深顯微鏡就可以提供對樣品更完整、更清晰的觀察。
在材料結(jié)構(gòu)和失效分析中，超景深顯微鏡能夠提供對材料表面和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的更詳細(xì)觀察，從而幫助研究人員更好地了解材料性質(zhì)。
在電子工業(yè)當(dāng)中，超景深顯微鏡通常用于檢查半導(dǎo)體芯片、電路板和其他微電子組件的制造質(zhì)量。
在地質(zhì)和古生物學(xué)當(dāng)中，超景深顯微鏡能夠?qū)r石、化石等樣品進(jìn)行多層次結(jié)構(gòu)的清晰觀察。
而在fan Z ui學(xué)和法醫(yī)學(xué)當(dāng)中，超景深顯微鏡還可以用于分析證據(jù)，例如對纖維、頭發(fā)、油漆碎片等物件的精細(xì)觀察，從而幫助警方確定 fan Z ui現(xiàn)場。
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