Meginreglur confocal smásjárskoðunar
Confocal smásjá er hánákvæmni myndgreiningartæki sem kom fram og þróaðist á níunda áratugnum og er nauðsynlegt vísindarannsóknartæki til að rannsaka undirmíkróna mannvirki. Með þróun tölva, myndvinnsluhugbúnaðar og leysis hafa samfókus smásjár einnig tekið mikilli þróun og eru nú mikið notaðar á sviði líffræði, örkerfa og efnismælinga. Confocal smásjá er ný tegund af smásjá sem samþættir confocal meginreglu, skönnun tækni og tölvugrafík vinnslu tækni. Helstu kostir þess eru: hár hliðarupplausn og mikil axial upplausn, og áhrifarík bæling á villuljósi, með mikilli birtuskil.
Dæmigert uppsetning confocal smásjár er að setja tvö lítil göt á samtengt plan brenniplans mælda hlutans, annað þeirra er komið fyrir framan ljósgjafann og hitt er komið fyrir framan skynjarann, eins og sýnt er á mynd 1. Það má sjá á myndinni að þegar mælda sýnishornið er í hálffókusplani er ljósstyrkurinn sem safnað er af greiningarendanum stærstur; þegar mælda sýnishornið er í fókuslausri stöðu dreifist ljósbletturinn í greiningarendanum og ljósstyrkurinn minnkar hratt. Þess vegna getur aðeins ljósið sem punktar á brenniplaninu gefa frá sér farið í gegnum útgangspinhole, en ljósið frá punktum utan brenniplansins er óljóst á útgangs pinhole planinu, og flestir þeirra geta ekki farið í gegnum miðpinhole. Þess vegna virðist athugunarmarkspunkturinn á brenniplaninu bjartur og sá punktur sem ekki er athugun virðist svartur sem bakgrunnur, sem eykur birtuskil og hreinsar myndina. Meðan á myndatökuferlinu stendur eru götin tvö samskeyti, fókuspunkturinn er sá punktur sem greindur er og planið þar sem greindi punkturinn er staðsettur er fókusplanið.
Stærð pinnagatsins við skynjarann í confocal smásjárskoðun gegnir mikilvægu hlutverki. Það hefur bein áhrif á upplausn og merki-til-suð hlutfall kerfisins. Ef pinhole er of stór, mun confocal uppgötvun áhrif ekki nást, sem ekki aðeins dregur úr upplausn kerfisins, heldur kynnir einnig meira flökkuljós; ef pinhole er of lítið mun það draga úr uppgötvun skilvirkni og draga úr smásjá mynd. birtustig. Rannsóknir hafa sýnt að þegar þvermál pinhole er jafnt og þvermál Airy disksins, er kröfum um confocal uppfyllt og skilvirkni uppgötvunar minnkar ekki verulega. Þar sem þvermál pinhole er almennt af stærðargráðunni míkron, ef það er frávik á milli fókuspunkts leysigeislans og stöðu pinhole, mun merkjaröskun eiga sér stað. Þess vegna nota confocal smásjár almennt sjálfvirkt fókuskerfi, sem eykur mælitímann nánast.
Þar sem laser confocal skanna smásjáin er punktmyndataka, til þess að fá tvívíða mynd af hlutnum, er nauðsynlegt að nota tvívíða skönnun í x og y áttir. Mismunandi smásjár nota mismunandi skönnunaraðferðir:
(1) Hlutaskönnun. Það er að hluturinn sjálfur hreyfist samkvæmt ákveðnu lögmáli en ljósgeislinn helst óbreyttur. Kostir: stöðug sjónleið; Ókostir: stórt skönnunarborð er krafist, þannig að skönnunarhraði er mjög takmarkaður.
(2) Geislaskönnunarkerfi er myndað með því að nota endurskinsgalvanometer. Það er að segja, með því að stjórna skönnunargalvanometernum endurkastast ljósbletturinn reglulega í ákveðið lag af hlutnum til að ljúka tvívíða skönnun. Kosturinn er sá að hann hefur mikla nákvæmni og er oft notaður til mikillar nákvæmni mælinga. Skönnunarhraði hefur batnað en skönnun á hlutum, en hann er samt ekki hraður.
(3) Notaðu hljóð-sjónbeygjuþáttinn til að skanna og skönnunin er framkvæmd með því að breyta úttakstíðni hljóðbylgjunnar og breyta síðan sendingarstefnu ljósbylgjunnar. Framúrskarandi kostur þess er að skannahraði er mjög mikill. Skannakerfið, sem þróað er af Bandaríkjunum, notar hljóð-optic deflector til að búa til rauntíma myndbandsmyndir. Það tekur aðeins 1/30s að skanna tvívíddarmynd og hún nær næstum rauntímaútgáfu.
(4) Nipkow diskaskönnun. Skönnunarferlinu er lokið með því að snúa Nipkow disknum á meðan öðrum hlutum er haldið kyrrum. Það er hægt að mynda í einu og hraðinn er mjög mikill. Hins vegar, þar sem myndgeislinn er ljós utan áss, verður að leiðrétta frávik linsunnar utan áss og nýtingarhlutfall ljósorku er mjög lágt.
