教程

表面结构的三维可视化

垂直分辨率-小步骤,大效果

数字显微镜的主要特点之一是快速和容易地创建宏观和微观结构的表面模型。在定性评价中,这些提供了更好的理解和更详细的文件的标本。此外,表面的量化提供了关于表面组成及其磨损的有价值的信息。哪些标本适合使用徕卡数字显微镜,使用方法的局限性是什么?

徕卡数字显微镜的三维成像是基于变焦原理。利用光学的有限景深来确定样品的深度信息。标本相对于物镜的垂直运动决定了焦点信息以及到光学元件的距离。对于每一个垂直位置,将图像中清晰聚焦的区域与模糊区域分开,并由软件进行处理,创建表面模型。这种方法的优点之一是,除了高度信息外,还记录了标本的纹理。哪些影响因素是成功创建三维表面模型的决定性因素?这些变量如何影响横向和垂直分辨率?

作者

主题和标签

光学

在显微镜学中,景深在很多情况下是一种经验性的度量。在实际应用中,数值孔径、分辨率和放大率之间的关系决定了这个参数。通过他们的调整选项,今天的显微镜创造了景深和分辨率之间的平衡,这是最佳的视觉印象-两个参数在理论上是负相关的。

DIN / ISO标准,specimen-side景深被定义为“轴向深度空间的平面两侧的标本的标本可以移动没有检测到损失图像清晰度的焦点,而图像平面的位置和客观的维护。然而,该标准并没有提供任何线索,如何测量检测阈值的焦点退化。特别是在低放大率时,景深可以通过减小,即减小数值孔径来显著增加。这通常是用孔径光阑或在一个共轭平面上的光阑来完成的。数值孔径越小,横向分辨率越低。因此,这是一个问题,找到最佳平衡的分辨率和景深取决于标本的结构。

试样的结构

样品表面的纹理包含了它的所有特征和特征。这些包括表面的颜色和亮度特征。如上所述,焦点变化的原则是基于系统方法的。将试样分割成尖锐和失焦区域越好,表面模型的结果越好。这种方法特别适用于具有良好对比度的纹理。在显微镜的许多应用领域,照明被赋予一个特别重要的地位,因为它经常决定成败。选择一个合适的照明,使它可能记录即使是一个标本很少的纹理。例如,您可以选择一个倾斜的入射照明,使甚至隐藏的结构可见。

垂直方向的机械分辨率

该方程的第三个影响因素是垂直方向上的机械分辨率。这一术语意味着在聚焦驱动器的z方向上可能的最小步骤,该驱动器通常是电动的。为了充分利用光学的性能,最小的步长必须小于目前使用的景深,否则图像数据会丢失。例如,分辨率为10 μm的电动聚焦驱动器适用于15 μm的景深。

徕卡的横向和纵向分辨率数字式电压表系统取决于各种影响因素,如表面结构或照明器,因此必须根据应用来确定。插值可获得应用景深的一半的垂直分辨率。横向分辨率由所使用放大镜的数值孔径决定。

景深- Berek的公式

第一本关于视觉感知景深主题的出版物的作者是马克斯·贝雷克,他早在1927年就发表了他大量实验的结果。Berek的公式对视野深度有实用价值,因此至今仍在使用。简而言之,如下:

T视觉感知的景深
护士:样品所在介质的折射率。当试样移动时,介质的折射率构成工作距离的变化,将其输入方程中。
λ:所用光的波长;对于白光,λ = 0.55 μm
拿拿淋:Specimen-side数值孔径
合计活力视觉总放大的显微镜

如果在上式中,我们用有效放大倍数(M合计活力= 500 ~ 1000·NA)时,可以清楚地看出,在第一近似下,景深与数值孔径的平方成反比。

照明

选择合适的照明是考试成功的关键。徕卡数字显微镜的模块化设计,使您能够结合选择的光学和最佳的照明应用。有以下几种方法可供选择:

可变斜入射照度

该方法将照明方向由垂直方向改为横向方向。这种方法特别适合于显示划痕或小凹槽。

扩散器

对于有光泽的表面,相机的动态范围在许多情况下是不够的,标本的许多区域是过度曝光。扩散器可可靠地减小过曝光面积。

同轴照明

同轴照明器用于非常光亮或反射表面,如晶圆片或金属部分。

偏振光

偏振光用于压制反射或记录塑料材料。

同轴定向光源

在这里,定向光创造了标本的三维印象。在许多情况下,这有助于以更高的精度确定表面。

想知道更多吗?

请咨询我们的专家。我们很乐意回答您的所有问题和关切。

万博体育联系我们

你更喜欢个人咨询吗?

  • 万博体育徕卡微系统有限公司
    很遗憾,1700巷
    布法罗格罗夫伊尔60089 美国
    办公室电话:+1 800 248 0123
    万博平台登陆服务电话:1 800 248 0223
    传真:+ 1 847-236-3009

你可以在这里找到更详细的本地联系人列表。万博体育