激光共聚焦原理.doc

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1、激光共聚焦显微镜的成像原理什么是荧光？荧光是当以某一波长的光线照射一个物质（原子/分子）的时候，该物质（原子/分子）吸收了光线能量的一部分并且发射出另一种低能量的光线。图中示意的光线里蓝色（较高能量光线）为入射光线，绿色（较低能量光线）为反射光线。什么是分光镜？分光镜是可以把不同波长的光线区分开来的光学装置。分光镜可以起到使特定的光线可以通过，特定光线反射的作用。荧光显微镜是如何工作的？我们假定入射光线是紫色的（较高能量光线），反射光线是红色的（较低能量光线）。显微镜系统使用了一种特殊的分光镜，(更恰

2、当地说一个“区分两种颜色的镜片”)。这个镜片反射低于特定波长的光线，并且可以通过高于特定波长的光线。因此你的眼睛只能看到这些由荧光染料反射出来的光线（红色光线），而不是看到入射的紫色光线。紫色和红色的光栅位于分光镜后，作为一种特殊的过滤装置，来保证其他颜色的光线传到了不正确的方向。关于共聚焦显微镜想象下在显微镜中有一些镜片组，由镜片组一个焦点发出的光线延光路发送到另一个焦点。这表现为图中的蓝色光线。红色光线表示式样上的其他点发出的光线，这些点并不在镜片组的焦点上，因此这些点就不能通过镜片组在另一边的焦

3、点上成像。（这里的需要注意的是，红色的光线和蓝色的光线是为了区分式样上的不同点，并不是为了表示他们的波长不同。）这样，蓝色光和红色光成像的点就不相同。这里我们只希望得到位于镜片组焦点上发出光线成的像。如果我们在镜片组的另一边放置一个带有针孔的隔挡，这个孔正好在蓝色点成像的位置，那么所有从蓝色点发出的光线都可以通过这个针孔。并且，由红色点发出的大部分光线是不能通过这个针孔的。这就解决了荧光显微镜的一个缺陷。通常来说式样都是完全被照亮的，因此式样上的每一个点都会同时发出荧光。当然，成像最清晰，也就是亮度最

4、高的点是在物镜焦点上的点，但是其他点的光一样会对成像结果产生影响。增加一个针孔就解决了这个问题，因为式样位于物镜焦点上的点会在针孔位置成像，这样对点是共轭的。针孔的位置就是镜片组的位置，这就是共聚焦针孔。那么共聚焦显微镜是怎么工作的？激光一般被用作光源，一边产生高强度的光照。图中，蓝色线表示激光光线，它被分光镜反射。两个可以驱动带有扫描功能的镜片，会侦测到激光器发射的光，而被式样反射的光线是不会被侦测的。焦点位置点的反射光通过分光镜在针孔位置成像，并且通过针孔的光线会被放大。这里如果扫描速度足够快，人

5、眼看到的就是一副运动的画面。