計算顯微鏡的案例
Wolfram 語言與計算型顯微鏡
顯微鏡是四百年前發明的。但是今天，正如在許多其他領域一樣，與計算相關的顯微鏡正在掀起一場革命。我們一直在努力使 Wolfram 語言成為計算顯微鏡這一新興領域的最終平臺。
首先是從光學顯微鏡、X 射線顯微鏡，透射電子顯微鏡（TEM）、共焦激光掃描顯微鏡（CLSM）、雙光子激發或掃描電子顯微鏡（SEM）等等各種裝置得到圖像。然后進行處理來提升圖像品質，重建對象并進行測量、檢測、識別和分類。在2017年8月的顯微鏡和微量分析會議（http://microscopy.org/MandM/2017）上，我們使用蔡司（Zeiss）顯微鏡和ToupTek 數碼相機，展示了這一流程的各種示例。
圖像采集
使用 Import 將標準圖像文件格式轉換為 Wolfram 語言（通過BioFormatsLink（https://github.com/WolframResearch/BioFormatsLink）可以訪問顯微鏡生成的更罕見的文件格式）。更酷的是，您還可以連接到顯微鏡，讓圖像直接進入 CurrentImage。
圖像導入后，就可以使用 Wolfram 語言的各種功能大顯身手了。
亮度均衡
通常，顯微鏡獲取的圖像表現出不均勻的照明。不均勻照明問題可以通過根據已知平面場調整圖像背景或通過對可見背景的照明進行建模來解決。BrightnessEqualize 正可以達到此目的。
這是顯微鏡下糖晶體的原始圖像：
這是一個純粹的圖像調整：
這里是使用經驗平面場亮度均衡的結果：
如果平面場圖像不可用，則構造一個。
展開 基于共聚焦顯微技術的顯微鏡和熒光顯微鏡的區別
熒光顯微鏡主要應用在生物領域及醫學研究中，能得到細胞或組織內部微細結構的熒光圖像，在亞細胞水平上觀察諸如Ca2+ 、PH值，膜電位等生理信號及細胞形態的變化，是形態學，分子生物學，神經科學，藥理學，遺傳學等領域中新一代強有力的研究工具。
以共聚焦技術為原理的共聚焦顯微鏡，是用于對各種精密器件及材料表面進行微納米級測量的檢測儀器。
材料科學的目標是研究材料表面結構對于其表面特性的影響。因此，高分辨率分析表面形貌對確定表面粗糙度、反光特性、摩擦學性能及表面質量等相關參數具有重要意義。共焦技術能夠測量各種表面反射特性的材料并獲得有效的測量數據。
VT6000共聚焦顯微鏡基于共聚焦顯微技術，結合精密Z向掃描模塊、3D 建模算法等，可以對器件表面進行非接觸式掃描并建立表面3D圖像，實現器件表面形貌3D測量。在材料生產檢測領域中能對各種產品、部件和材料表面的面形輪廓、表面缺陷、磨損情況、腐蝕情況、平面度、粗糙度、波紋度、孔隙間隙、臺階高度、彎曲變形情況、加工情況等表面形貌特征進行測量和分析。
應用
1.MEMS
微米和亞微米級部件的尺寸測量，各種工藝（顯影，刻蝕，金屬化，CVD， PVD，CMP等）后表面形貌觀察，缺陷分析。
2.精密機械部件，電子器件
微米和亞微米級部件的尺寸測量，各種表面處理工藝，焊接工藝后的表面形 貌觀察，缺陷分析，顆粒分析。
3.半導體/ LCD
各種工藝（顯影，刻蝕，金屬化，CVD，PVD，CMP等）后表面形貌觀察， 缺陷分析 非接觸型的線寬，臺階深度等測量。
4.摩擦學，腐蝕等表面工程
磨痕的體積測量，粗糙度測量，表面形貌，腐蝕以及亞微米表面工程后的表面形貌。
激光共聚焦顯微鏡測量技術在汽車工業上的應用
展開 用于3D成像顯微鏡的雙螺旋PSF
VirtualLab Fusion提供了一種快速方便的方法來計算高NA顯微鏡系統小離焦的DH PSFs。這個用例說明了DH-PSFs在離焦約130nm時有明顯的變化。
建模任務
在VirtualLab Fusion中構建系統
系統構建塊
元件解算器
利用光線追跡進行幾何光學仿真
結果：幾何光線追跡
利用場追跡進行物理光學仿真
不同離焦像面的雙螺旋PSF
文件信息
延伸閱讀
- Debye-Wolf積分計算器
- 分析高NA物鏡
- 用瑞利判據研究顯微鏡物鏡的分辨率
VirtualLab：用于3D成像顯微鏡的雙螺旋PSF
VirtualLab Fusion提供了一種快速方便的方法來計算高NA顯微鏡系統小離焦的DH PSFs。這個用例說明了DH-PSFs在離焦約130nm時有明顯的變化。
建模任務
在VirtualLab Fusion中構建系統
系統構建塊
元件解算器
利用光線追跡進行幾何光學仿真
結果：幾何光線追跡
利用場追跡進行物理光學仿真
不同離焦像面的雙螺旋PSF
文件信息
延伸閱讀
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- 分析高NA物鏡
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用于3D成像顯微鏡的雙螺旋PSF
VirtualLab Fusion提供了一種快速方便的方法來計算高NA顯微鏡系統小離焦的DH PSFs。這個用例說明了DH-PSFs在離焦約130nm時有明顯的變化。
建模任務
在VirtualLab Fusion中構建系統
系統構建塊
元件解算器
利用光線追跡進行幾何光學仿真
結果：幾何光線追跡
利用場追跡進行物理光學仿真
不同離焦像面的雙螺旋PSF
文件信息
延伸閱讀
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用于3D成像顯微鏡的雙螺旋PSF
VirtualLab Fusion提供了一種快速方便的方法來計算高NA顯微鏡系統小離焦的DH PSFs。這個用例說明了DH-PSFs在離焦約130nm時有明顯的變化。
建模任務
在VirtualLab Fusion中構建系統
系統構建塊
元件解算器
利用光線追跡進行幾何光學仿真
結果：幾何光線追跡
利用場追跡進行物理光學仿真
不同離焦像面的雙螺旋PSF
文件信息
延伸閱讀
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展開 奧林巴斯光學顯微鏡手動顯微鏡系統 BX43
奧林巴斯BX43顯微鏡系統是您進行高質量微觀世界探索的理想伙伴，它將先進的光學技術與人性化設計完美結合，為用戶提供了一個既經濟又解決方案。
浸入式顯微鏡和STED顯微鏡的深聚焦
高NA物鏡的深聚焦能夠產生更小的PSF（點擴展函數），對于高分辨率顯微鏡系統至關重要。在許多其他顯微鏡系統中，如浸入式顯微鏡使用蓋玻片將浸沒液體和樣本分開。這可能會使焦平面上的PSF失真。 我們證明在蓋玻片后面不對稱的PSF被進一步拉長。 此外，廣泛用于數十納米分辨率的STED（受激發射損耗）顯微鏡則需要消耗環形的PSF。遵循P.T?r?k和P.R.T Monro提出的方法，我們對高斯-拉格勒光束的深聚焦進行建模。 演示了如何產生環形PSF。
用高NA浸入式顯微鏡進行深聚焦
在VirtualLab Fusion中，可以直接分析蓋玻片的界面對PSF的影響。 以完全矢量的方式演示并分析了蓋玻片后面的焦點變形。
STED顯微鏡中Gaussian-Laguerre光束的聚焦
結果表明，高階Gaussian-Laguerre光束的聚焦會產生一個環形的PSF。 所述環形PSF的尺寸除其他變量外還取決于光束的特定級次。
展開 共聚焦、光學顯微鏡與測量顯微鏡的區分
4、非破壞性測量：作為一種光學技術，共聚焦顯微鏡允許在不接觸或不破壞樣品的情況下進行測量。
5、軟件分析工具：現代共聚焦顯微鏡通常配備有專門的軟件，可以進行各種測量和分析，如距離、體積、形狀和紋理分析。
6、適用于多種材料：共聚焦顯微鏡可以用于測量各種不同類型的材料，包括金屬、塑料和半導體材料。
共聚焦、光學顯微鏡與測量顯微鏡的區別
“共聚焦顯微鏡”、“測量顯微鏡”和“光學顯微鏡”這三個名稱描述的是顯微鏡技術及其應用的不同方面。
光學顯微鏡：這是一類利用光學原理成像的顯微鏡，通過透鏡系統放大樣品的圖像。光學顯微鏡是顯微鏡的基礎類別，包括了傳統的明場、暗場、相差顯微鏡等，它們主要依賴于可見光來進行樣品的觀察和成像。
共聚焦顯微鏡：共聚焦顯微鏡是光學顯微鏡的一個子類別，它使用一種特殊的成像技術，通過空間選擇性地只收集樣品焦平面上的光，從而獲得比傳統光學顯微鏡更高的分辨率和更清晰的圖像。共聚焦顯微鏡能夠進行二維和三維成像，是光學顯微鏡技術中較為先進的一種。
測量顯微鏡：這是一種用途上的分類，指的是用于精確測量樣品尺寸、形狀、表面粗糙度等物理特性的顯微鏡。測量顯微鏡可以是光學顯微鏡，也可以是電子顯微鏡或其他類型的顯微鏡，關鍵在于它們配備了用于測量的工具和功能。共聚焦顯微鏡因其高精度的三維成像能力，常被用作一種高級的測量顯微鏡。
展開 奧林巴斯光學顯微鏡體視顯微鏡
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奧林巴斯體視顯微鏡系列結合了高質量的光學系統與人性化的設計，為用戶提供了從宏觀到微觀的平滑觀察體驗。無論是進行基礎教育還是高級研究，奧林巴斯都提供了一系列型號以滿足不同的需求和預算。
</div><p><span style="color: rgb(25, 27, 31);">奧林巴斯光學顯微鏡:</span><a href="https://lifescience.evidentscientific.com.cn/zh/products/" rel="noopener noreferrer" target="_blank">https://lifescience.evidentscientific.com.cn/zh/products/</a></p><div contenteditable="false" width="100%">
高質量成像與人體工學設計
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奧林巴斯體視顯微鏡以其寬變倍比和高數值孔徑（NA）而著稱，能夠在低放大倍率和高放大倍率條件下實現舒適的觀察和不錯的圖像質量。其先進的光學器件、改進的功能以及各種人體工學配件確保了在生命科學和生物學領域的樣品選擇、解剖和操作更加輕松、舒適。
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多樣化的應用支持
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奧林巴斯體視顯微鏡適用于多種觀察方法，包括明場、傾斜和高級熒光觀察。
展開 共聚焦顯微鏡和激光共聚焦顯微鏡的區別詳解
共聚焦顯微鏡（Confocal Microscope）和激光共聚焦顯微鏡（Laser Scanning Confocal Microscope）相同的工作原理和應用特性使得它們成為成像和表征樣品的重要工具。
相同的的共焦成像原理
共聚焦顯微鏡和激光共聚焦顯微鏡都基于共焦成像原理工作，通過控制光源和光路，使得只有來自焦點處的光能夠通過檢測器，從而提高成像的清晰度和對比度。
相同的測量特點
（1）高分辨率成像：共聚焦顯微鏡和激光共聚焦顯微鏡都能夠實現高分辨率的成像，提供清晰的圖像和細節信息。
（2）非接觸成像：共聚焦顯微鏡和激光共聚焦顯微鏡的成像過程都是非接觸的，不會對樣品造成損傷，適用于對脆性或敏感樣品的觀察和分析。
（3）適用范圍廣泛：兩者都適用于各種樣品類型和領域的研究。
但兩者在細節和特性上還是存在差異。
1、原理上的差別：
共聚焦顯微鏡基于共焦原理的顯微鏡技術，是一種使用了透鏡系統將樣品的不同焦深處的光聚焦到同一焦點上。這種聚焦方式能夠減少背景噪音，提高圖像的清晰度和對比度。共焦顯微鏡通常使用白光或者非激光光源，不一定需要激光；
激光共聚焦顯微鏡是一種特殊類型的共焦顯微鏡，它使用激光光源，并且通常具有更高的分辨率和靈敏度。激光共聚焦顯微鏡利用激光束的聚焦和散射技術，只有聚焦點處的樣品表面才會發射回散射光，從而實現高分辨率的成像。所以激光共聚焦顯微鏡通常用于獲取三維圖像和進行表面粗糙度分析等應用，對于要求更高分辨率和更精細結構分析的樣品有更大的優勢。
2、應用上的差別：
共聚焦顯微鏡和激光共聚焦顯微鏡在應用上的差別主要取決于它們的成像能力、靈敏度和分辨率。
展開 
[NEWSLETTER] 浸入式顯微鏡和STED顯微鏡的深聚焦
高NA物鏡的深聚焦能夠產生更小的PSF（點擴展函數），對于高分辨率顯微鏡系統至關重要。在許多其他顯微鏡系統中，如浸入式顯微鏡使用蓋玻片將浸沒液體和樣本分開。這可能會使焦平面上的PSF失真。 我們證明在蓋玻片后面不對稱的PSF被進一步拉長。 此外，廣泛用于數十納米分辨率的STED（受激發射損耗）顯微鏡則需要消耗環形的PSF。遵循P.T?r?k和P.R.T Monro提出的方法，我們對高斯-拉格勒光束的深聚焦進行建模。 演示了如何產生環形PSF。
用高NA浸入式顯微鏡進行深聚焦
在VirtualLab Fusion中，可以直接分析蓋玻片的界面對PSF的影響。 以完全矢量的方式演示并分析了蓋玻片后面的焦點變形。
STED顯微鏡中Gaussian-Laguerre光束的聚焦
結果表明，高階Gaussian-Laguerre光束的聚焦會產生一個環形的PSF。 所述環形PSF的尺寸除其他變量外還取決于光束的特定級次。
更多信息請發送消息至: support@infotek.com.cn / support@infocrops.com
網站: http://www.infotek.com.cn / http://www.honglun-seminary.com
展開 奧林巴斯顯微鏡載物臺固定式顯微鏡 BX61WI/BX51WI
奧林巴斯推出的BX61WI和BX51WI系列載物臺固定式顯微鏡，專為高精度的材料分析和動態信號檢測設計。這兩款設備以其卓越的穩定性、針對液體環境優化的光學元件以及創新的設計理念，在材料研究領域展現了極高的應用價值。
奧林巴斯顯微鏡：https://industrial.evidentscientific.com.cn
產品鏈接：https://lifescience.evidentscientific.com.cn/zh/microscopes/upright/bxwi/
主要特點
固定平臺設計：BX61WI和BX51WI采用了固定平臺概念，確保在進行精密數據采集時的高度穩定性和可靠性。該設計避免了不必要的移動帶來的誤差，提升了實驗結果的準確性。
抗振結構：為了減少外界振動對實驗的影響，這兩款顯微鏡配備了專門的抗振結構設計。這種設計不僅保護了敏感樣本，還提供了厚層材料深穿透檢測的能力，適合于復雜樣品的微觀結構分析。
紅外光運用：BX61WI和BX51WI支持使用紅外光，有效降低了對樣品的損傷風險，同時增強了深層結構觀察的清晰度。這對于需要深入材料內部進行分析的應用場景尤為重要。
高數值孔徑（NA）光學組件：這兩款設備采用高NA值的光學組件，實現了倍率切換無需更換鏡頭的功能，簡化了操作流程并提高了工作效率。
設計亮點
前端控制系統：簡潔直觀的前端控制界面使得操作更加簡便快捷，減少了實驗過程中可能出現的干擾，并保持了低噪音水平，有利于精確的數據采集。
便捷調節設計：聚焦組件四周留有足夠的空間，便于快速調整對比度、更換濾鏡或切換不同類型的光源，極大地提升了實驗配置的靈活性。
展開 顯微測量|共聚焦顯微鏡大傾角超清納米三維顯微成像
用于材料科學領域的共聚焦顯微鏡，基于光學共軛共焦原理，其超高的空間分辨率和三維成像能力，提供了全新的視角和解決方案。
工作原理
共聚焦顯微鏡通過在樣品的焦點處聚焦激光束，在樣品表面進行快速點掃描并逐層獲取不同高度處清晰焦點并重建出3D真彩圖像，從而進行分析。
儀器結構
共聚焦顯微鏡主要有四部分組成：1、顯微鏡光學系統。2、掃描裝置。3、激光光源。4、檢測系統。整套儀器由計算機控制，各部件之間的操作切換都可在計算機操作平臺界面中方便靈活地進行。
一體化操作的測量分析軟件
（1）測量與分析同界面操作，無須切換，測量數據自動統計，實現了快速批量測量的功能；
（2）可視化窗口，便于用戶實時觀察掃描過程；
（3）結合自定義分析模板的自動化測量功能，可自動完成多區域的測量與分析過程；
（4）幾何分析、粗糙度分析、結構分析、頻率分析、功能分析五大功能模塊齊全；
（5）一鍵分析、多文件分析，自由組合分析項保存為分析模板，批量樣品一鍵分析，并提供數據分析與統計圖表功能；
（6）可測依據ISO/ASME/EUR/GBT等標準的多達300余種2D、3D參數。
特點與應用解析
共聚焦顯微鏡最大的特點是在成像時只獲取來自樣品的一個薄層，而剩余的光信號被消除，從而消除了深度模糊現象，獲得了超高的空間分辨率。這一特性使共聚焦顯微鏡對大坡度的產品有更好的成像效果，一般用于略粗糙度的工件表面的微觀形貌檢測，分析粗糙度、凹坑瑕疵、溝槽等參數。
展開 結構光照明的顯微鏡系統
摘要
與阿貝理論預測的分辨率相比，用于熒光樣品的結構照明顯微鏡系統可以將顯微鏡系統的分辨率提高2倍。 VirutualLab Fusion提供了一種通過入射波屬性來研究結構化照明模式的快速方法。 本案例研究了入射波的偏振及其對結構化照明圖案對比度的影響。
場景
在VirtualLab Fusion中構建系統
系統構建塊
組件求解器
總結
幾何光學仿真
通過光線追跡法
結果：光線追跡
快速物理光學仿真
通過場追跡法
焦平面處的結構照明圖案
文檔信息
更多閱覽
- Debye-Wolf Integral Calculator
- Analyzing High-NA Objective Lens
- Resolution Investigation for Microscope Objective Lenses by Rayleigh Criterion
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