激光共聚焦原理.doc

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1、激光共聚焦顯微鏡的成像原理什么是熒光？熒光是當(dāng)以某一波長的光線照射一個物質(zhì)（原子/分子）的時候，該物質(zhì)（原子/分子）吸收了光線能量的一部分并且發(fā)射出另一種低能量的光線。圖中示意的光線里藍(lán)色（較高能量光線）為入射光線，綠色（較低能量光線）為反射光線。什么是分光鏡？分光鏡是可以把不同波長的光線區(qū)分開來的光學(xué)裝置。分光鏡可以起到使特定的光線可以通過，特定光線反射的作用。熒光顯微鏡是如何工作的？我們假定入射光線是紫色的（較高能量光線），反射光線是紅色的（較低能量光線）。顯微鏡系統(tǒng)使用了一種特殊的分光鏡，(更恰

2、當(dāng)?shù)卣f一個“區(qū)分兩種顏色的鏡片”)。這個鏡片反射低于特定波長的光線，并且可以通過高于特定波長的光線。因此你的眼睛只能看到這些由熒光染料反射出來的光線（紅色光線），而不是看到入射的紫色光線。紫色和紅色的光柵位于分光鏡后，作為一種特殊的過濾裝置，來保證其他顏色的光線傳到了不正確的方向。關(guān)于共聚焦顯微鏡想象下在顯微鏡中有一些鏡片組，由鏡片組一個焦點發(fā)出的光線延光路發(fā)送到另一個焦點。這表現(xiàn)為圖中的藍(lán)色光線。紅色光線表示式樣上的其他點發(fā)出的光線，這些點并不在鏡片組的焦點上，因此這些點就不能通過鏡片組在另一邊的焦

3、點上成像。（這里的需要注意的是，紅色的光線和藍(lán)色的光線是為了區(qū)分式樣上的不同點，并不是為了表示他們的波長不同。）這樣，藍(lán)色光和紅色光成像的點就不相同。這里我們只希望得到位于鏡片組焦點上發(fā)出光線成的像。如果我們在鏡片組的另一邊放置一個帶有針孔的隔擋，這個孔正好在藍(lán)色點成像的位置，那么所有從藍(lán)色點發(fā)出的光線都可以通過這個針孔。并且，由紅色點發(fā)出的大部分光線是不能通過這個針孔的。這就解決了熒光顯微鏡的一個缺陷。通常來說式樣都是完全被照亮的，因此式樣上的每一個點都會同時發(fā)出熒光。當(dāng)然，成像最清晰，也就是亮度最

4、高的點是在物鏡焦點上的點，但是其他點的光一樣會對成像結(jié)果產(chǎn)生影響。增加一個針孔就解決了這個問題，因為式樣位于物鏡焦點上的點會在針孔位置成像，這樣對點是共軛的。針孔的位置就是鏡片組的位置，這就是共聚焦針孔。那么共聚焦顯微鏡是怎么工作的？激光一般被用作光源，一邊產(chǎn)生高強度的光照。圖中，藍(lán)色線表示激光光線，它被分光鏡反射。兩個可以驅(qū)動帶有掃描功能的鏡片，會偵測到激光器發(fā)射的光，而被式樣反射的光線是不會被偵測的。焦點位置點的反射光通過分光鏡在針孔位置成像，并且通過針孔的光線會被放大。這里如果掃描速度足夠快，人

5、眼看到的就是一副運動的畫面。