超景深三維數(shù)碼顯微鏡是一種先進的顯微成像技術,它能夠實現(xiàn)樣品的三維成像。其工作原理主要基于光學成像技術和計算機圖像處理技術的結合。以下是對其工作原理的介紹:
1、高分辨率成像:超景深三維數(shù)碼顯微鏡利用高數(shù)值孔徑的物鏡和高靈敏度的探測器來獲取高質量的圖像。這些設備可以顯著減少像差和畸變,提高成像質量。
2、超景深成像:通過調節(jié)光源和物鏡之間的相對位置,可以在不同焦平面上獲取多幅圖像。然后,利用光學相位調制和數(shù)字圖像處理技術,將這些不同焦平面的圖像疊加和融合,從而獲得具有高景深的全景式三維圖像。
3、光學相位調制:光學相位調制是超景深三維數(shù)碼顯微鏡核心技術之一。通過改變物鏡和樣品之間的相對相位差,可以實現(xiàn)在不同焦深位置上成像。常見的光學相位調制方法包括Z軸掃描和全息投影兩種。Z軸掃描通過改變物鏡和樣品之間的距離,實現(xiàn)在不同焦深位置上成像;而全息投影則是在物鏡和樣品之間引入相位板或光柵,改變光的相位,從而實現(xiàn)在不同焦深位置上成像。
4、圖像處理:圖像處理是另一個關鍵技術。通過對不同焦平面上的圖像進行疊加和融合,可以得到一個具有高景深的三維圖像。常用的圖像處理算法包括多焦平面疊加和深度圖生成等。多焦平面疊加是將不同焦平面的圖像進行疊加,得到一個具有高景深的圖像;深度圖生成則是分析不同焦平面上的圖像,提取出樣品的深度信息。
5、實時動態(tài)觀察:還可以實現(xiàn)實時動態(tài)觀察,即能夠連續(xù)觀察樣品在不同時間點的變化。這有助于研究樣品的動態(tài)過程和反應。
6、非接觸式觀察:采用光學成像方式,無需接觸樣品,不會對樣品造成損傷。這使得它特別適合對脆弱樣品進行觀察和分析。
綜上所述,超景深三維數(shù)碼顯微鏡通過高分辨率成像、超景深成像、光學相位調制、圖像處理、實時動態(tài)觀察、非接觸式觀察和大景深觀察等多項技術,實現(xiàn)了對樣品的三維成像。