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表面结构的三维可视化

垂直分辨率,小步骤,大效果

数码显微镜的主要特性之一是速度和方便,它使表面模型创建的宏观和微观结构。在一个定性评估,这些提供一个更好的理解和更详细的文档的标本。此外,表面的量化提供了有价值的信息关于表面的构成及其磨损。标本所适合使用徕卡数码显微镜,方法的局限性是什么?

徕卡数码显微镜的三维成像是基于关注变化的原则。利用有限的景深光学来确定样本的深度信息。垂直运动的样本相对于客观决定了随着距离光学焦点信息。对于每个垂直位置,区域的形象鲜明的重点是分开的模糊区域,并且都是由软件来创建一个表面模型进行处理。这种方法的优点之一是,除了高度信息,标本的质地也记录。哪些影响因素决定成功创建一个3 d曲面模型和这些变量如何影响横向和纵向分辨率?

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光学

在显微镜的景深在许多情况下是一个经验理解度量。在实践中,数值孔径之间的相关性,分辨率和放大确定该参数。调整选项,今天的显微镜景深之间创建一个平衡和解决最佳的视觉印象,两个参数在理论上具有负相关性。

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,标准不给任何线索如何衡量检测阈值的恶化的焦点。特别是在低的放大,可以显著增加了景深停止下来,即减少了数值孔径。这通常是通过使用光圈或隔膜共轭平面上的光圈。然而,数值孔径越小,横向分辨率越低。因此,找到最优的平衡问题解决和景深取决于样品的结构。

纹理的标本

试样表面的纹理包含它的所有功能和特性。这些包括表面的颜色和亮度特征。如上所述,关注变化的原理是基于系统的方法。更好的标本可以分为尖锐和焦点领域,曲面模型的结果就会越好。这种方法特别适合于纹理有很好的对比。在显微镜的许多应用领域,照明是一个特别重要的地位,因为它经常决定了成功或失败。选择一个合适的照明可以文档甚至标本纹理。例如,您可以选择一个斜入射光,甚至使得隐藏结构清晰可见。

机械分辨率在垂直方向

第三个影响因素在这个方程是机械决议在垂直方向。这个词意味着尽可能最小的步骤在z方向的聚焦,这通常是电动的。充分利用光学性能的能力,尽可能最小的步骤必须小于当前使用景深,另有图像数据将丢失。机动专注开车的分辨率10μm,例如,适用于15μm的景深。

可能的横向和纵向分辨率徕卡数字式电压表系统依赖于各种影响因素,如表面结构或照明,因此必须确定取决于应用程序。插值得到的垂直分辨率应用景深的一半。数值孔径的横向分辨率是由所使用的放大。

景深——Berek公式

第一作者出版的视觉感知景深是马克斯•Berek发表他丰富的实验的结果早在1927年。Berek公式给出了实用价值的视觉景深,因此今天仍然使用。在简化形式,如下:

T:视觉感知的景深
护士:介质的折射率的标本。如果移动标本,折射率的介质形式变化的输入工作距离的方程。
λ:使用的光的波长;白光,λ= 0.55μm
拿拿淋:Specimen-side数值孔径
合计活力:视觉显微镜总放大

如果在上面的方程中,我们代替视觉总放大倍数的关系有用的放大(M合计活力= 500 - 1000·NA),很明显,在第一近似,景深成反比的平方数值孔径。

照明

选择合适的照明对于考试的成功是至关重要的。徕卡数码显微镜的模块化设计使您可以将选中的光学与应用程序的最佳照明。有以下方法可供选择:

变量斜入射光

该方法改变了照明方向垂直的侧面。这种方法尤其适合可视化划痕或小角落。

扩散器

闪亮的表面,相机的动态范围是不够的在许多情况下,许多地区的标本是曝光过度。扩散器提供可靠的过度曝光区域减少。

同轴照明

同轴照明用于非常闪亮的或反射面,如晶片或金属部分。

偏振光

偏振光是用来抑制反射或文档的塑料材料。

同轴照明与光

在这里,导演光创建一个三维的标本。这是有用的在许多情况下确定表面与更大的准确性。

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