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數(shù)字全息顯微鏡（Digital holographic microscopy，簡(jiǎn)稱DHM）是數(shù)字全息技術(shù)在顯微領(lǐng)域的應(yīng)用，也被稱為全息顯微術(shù)。與其他顯微技術(shù)相比，數(shù)字全息顯微鏡并不直接記錄被觀測(cè)物體的圖像，而是記錄含有被觀測(cè)物體波前信息的全息圖，再通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)所記錄的全息圖進(jìn)行數(shù)值重建來(lái)得到被測(cè)物體的相位和振幅（光強(qiáng)）信息，進(jìn)而完成數(shù)字三維重構(gòu)。打個(gè)形象的比方來(lái)理解數(shù)值重建這個(gè)過(guò)程，就是利用計(jì)算機(jī)算法代替?zhèn)鹘y(tǒng)光學(xué)顯微鏡中的成像透鏡。

瑞士Lyncee Tec SA 公司的數(shù)字全息顯微鏡DHM（Digital Holographic Microscopy）

是劃時(shí)代性的高科技技術(shù)產(chǎn)品，科學(xué)史上**次, 數(shù)字全息顯微鏡可以直接觀測(cè)到納米尺度

的分辨率,即時(shí)得到樣品三維形貌,并且是無(wú)接觸式的無(wú)損測(cè)量。動(dòng)態(tài)測(cè)量時(shí)，樣品的面內(nèi)和

面外振動(dòng)可以同時(shí)獲得，無(wú)需掃描。

DHM 是將固定波長(zhǎng)的半導(dǎo)體激光分成照射到樣品的光和參照光兩部分來(lái)使用。產(chǎn)品共包

括兩大品種，一種是樣品反射光與參照光進(jìn)行干涉的“R1000/2000 系列”；另一種是樣品透

過(guò)光與參照光進(jìn)行干涉的“T1000 系列”。照射到樣品上的光線與參照光產(chǎn)生的干涉圖案使用

CCD 相機(jī)，作為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)保存下來(lái)，由此算出三維數(shù)據(jù)。計(jì)算三維數(shù)據(jù)時(shí)使用的是專用軟件

“Koala Software”。

R1000/2000 系列主要應(yīng)用是在MEMS 研發(fā)中用于測(cè)量工作，以及在生產(chǎn)線用于缺陷檢測(cè)。與上述用途中現(xiàn)在經(jīng)常使用的共焦顯微鏡相比，在同行分辨率下能夠更高速地進(jìn)行測(cè)量。垂直方向的分辨率為0.6nm，水平方向?yàn)?00nm～300nm（取決于物鏡）。使用1.25倍率的物鏡時(shí)視野為4mm×4mm，可以15 幀/秒的速度進(jìn)行測(cè)量。因此，1cm 見方的試樣幾分鐘即可完成觀察。使用現(xiàn)有共焦顯微鏡時(shí)，同等范圍的觀察則需要幾個(gè)小時(shí)～10 小時(shí)。 此外產(chǎn)品**可將觀察速度擴(kuò)展至1 萬(wàn)幀/秒。由于攝影速度快，因此不需減震臺(tái)，可用來(lái)檢測(cè)流水線上的產(chǎn)品。

應(yīng)用領(lǐng)域 

材料科學(xué) 

微機(jī)電系統(tǒng)/微光機(jī)電系統(tǒng) 

顯微光學(xué) 

半導(dǎo)體 

納米技術(shù) 

生命科學(xué) 

細(xì)胞生物 

生物芯片 

生物傳感器

產(chǎn)品主要特點(diǎn)

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)影像

獲取與重建速率（標(biāo)準(zhǔn)15 fps, 大于15 fps為選配） 非常快速, 使得影像可以實(shí)時(shí)監(jiān)看. 觀看動(dòng)態(tài)事件的過(guò)程和活細(xì)胞的相互作用現(xiàn)象由此變?yōu)榭赡?

堅(jiān)固 & 穩(wěn)定

非常短的取像時(shí)間 （數(shù)微秒） 使得此設(shè)備在測(cè)量時(shí), 幾乎不受外在的振動(dòng)影響, 用防震臺(tái)面也變得不需要. DHM的堅(jiān)固與穩(wěn)定性, 允許非常微弱, 緩慢的變形或移動(dòng), 需穩(wěn)定性非常好或時(shí)間超常的測(cè)量.

高分辨率

沿著垂直 （Z） 軸的分辨率,小于1nm. 橫向的分辨率 （在XY平面） 取決于物鏡的數(shù)值孔徑 （用油浸漬的物鏡可測(cè)得300nm）, 像傳統(tǒng)的光學(xué)顯微鏡.

非接觸式 & 完全非侵入式測(cè)量

低功率可見光的樣品照明 （至少低于共焦式顯微鏡10000倍）, 與試片表面不接觸, DHM可以保存你樣品完整的特性. 此外, 生物試片可以直接觀看不需染色, 因此可以防止化學(xué)性或物理性的危害.

值得有效的解決方案

DHM的安裝費(fèi)與操作費(fèi)用都非常低廉. 適應(yīng)性與彈性使它們?cè)诟叻直媛曙@微鏡領(lǐng)域非常有競(jìng)爭(zhēng)性. 這些特性使DHM在研發(fā)和制程品管上, 成為非常值得, 有效的工具.

友善的操作

無(wú)須樣品準(zhǔn)備, 無(wú)須特別的環(huán)境 （溫度, 真空, ...）, 樣品不需高精準(zhǔn)度的位置與方向擺放, DHM?簡(jiǎn)化技術(shù), 讓使用者可以非常容易并快速的獲得準(zhǔn)確的測(cè)量.

功能強(qiáng)大三維空間處理軟件

可以用相同的儀器, 不同的操作模式去延伸你的應(yīng)用范圍. DHM提供了****特有的數(shù)字工具, 改善了儀器使用的容易性與耐用性, 也增加了測(cè)量的準(zhǔn)確性與穩(wěn)定性. 標(biāo)準(zhǔn)和先進(jìn)的量測(cè)接口, 使外在控制可在歡樂和彈性的環(huán)境中達(dá)成.

產(chǎn)品分類

Reflection   反射

型號(hào)：R2200，R2100，R1100，R1000，custom

優(yōu)勢(shì)：可以測(cè)量低反射率（小于1%）的樣品，是測(cè)量種類繁多以及復(fù)雜表面形貌樣品的理想選擇

由于其高采集率和易用性，DHM可以快速測(cè)量，工業(yè)自動(dòng)化質(zhì)量控制以及研發(fā)應(yīng)用，特別是對(duì)于動(dòng)態(tài)觀察。

Transmission  透射

型號(hào)：T1000，custom

優(yōu)勢(shì)：快速測(cè)量透明樣品，高可靠性和準(zhǔn)確性

DHM T1000系列是由市場(chǎng)上**一款透射配置的光學(xué)輪廓儀。此配置是適用于透明或半透明的樣品，并給出了在樣品表面和形狀的信息，而且還依能檢測(cè)樣品的材料和內(nèi)部結(jié)構(gòu)或缺陷。

DHM T1000提供一個(gè)高準(zhǔn)確度的實(shí)時(shí)測(cè)量的光路長(zhǎng)度，隨著厚度或體積的變化，以及折射率的變化提供一個(gè)非常高的靈敏度。因此尤其適用于微光學(xué)和生物介質(zhì)特性

Software   軟件

Koala：這是一款必不可少的展示DHM潛在價(jià)值的軟件

Koala軟件是一個(gè)必不可少的組成部分，包含了大部分DHM科技創(chuàng)新理念。除了DHM特定的功能，Koala實(shí)現(xiàn)了種類繁多的標(biāo)準(zhǔn)工具和先進(jìn)的數(shù)據(jù)處理，測(cè)量和外部控制功能，靈活的和用戶友好的環(huán)境。

Possum：揭示了底層的生物過(guò)程

Possum后處理軟件是分析長(zhǎng)期潛在的生物過(guò)程和解釋DHM測(cè)量的理想工具：形態(tài)，表面，體積，電流，離子交換等等

技術(shù)參數(shù)

測(cè)量原理： 反射式數(shù)字全相術(shù)干涉顯微鏡 （R1000系列） 

           穿透式數(shù)字全相術(shù)干涉顯微鏡（T1000 系列）

取像型式： 強(qiáng)化與量化的相位對(duì)比影像

光源： 單波長(zhǎng)雷射光源

樣品臺(tái)： 手動(dòng)3 軸, x, y, z 各可位移25毫米

選配：較大位移的樣品臺(tái)

選配：軟件自動(dòng)控制的2軸或3軸樣品臺(tái)

照相機(jī)： 1392 x 1040 像素, 8 bits

可選物鏡： 1.25x, 2.5x, 5x, 10x, 20x, 50x, 63x, 100x

選配：長(zhǎng)工作距離物鏡, 油浸漬物鏡

物鏡安裝： 單物鏡安裝, 雙物鏡的滑動(dòng)塊或四物鏡的轉(zhuǎn)盤安置

計(jì)算機(jī)： 應(yīng)為DHM配置含**的Pentium處理器和視窗XP 專業(yè)版?zhèn)€人電腦為佳, 顯示則需19寸, 1280 x 1024 像素的顯示屏

軟件： Lyncee Tec**的“袋熊"經(jīng)典軟件, 是利用C++ 和 .NET技術(shù),專為在window xp 3維表面成型, 曲面測(cè)量, 步進(jìn)高度與粗度測(cè)量寫成的.

選配工作模式： 垂直掃描與頻閃觀測(cè)模式

性能

垂直的分辨率 瞬間：0.2° （在空氣中0.2nm）

空間：0.6° （在空氣中0.6nm）

垂直數(shù)字聚焦范圍 視區(qū)50倍深度（取決于物鏡）

垂直測(cè)量范圍： 對(duì)平滑樣品, 取決於測(cè)量區(qū)域的深度

340 nm （用選配的垂直掃描模式, 范圍可以測(cè)得更高）

橫向的分辨率: 取決于物鏡： 用油浸漬的物鏡（1.4 NA）, *低可測(cè)到300nm，

可視區(qū)域： 取決于物鏡可達(dá)到4.40毫米

橫向取樣： 1024 x 1024 像素 （全像照相）

擷取影像速率 實(shí)時(shí)影像：15 fps （512 x 512 像素）, 4 fps （1024 x 1024像素）

離線重建：15 fps （1024 x 1024） （10000 fps速率為選配）

樣品照明： 低至 1W/cm2

**樣品尺寸： H x W：200毫米 x 123毫米 （R1000系列）

50毫米 x 150毫米 （T1000 系列）

工作距離： 取決于物鏡：從 0.30毫米 至 20毫米

取樣反射率 （R1000系列）： 低至小于1%

擷取時(shí)間： 單一影像擷取, 低至小于 1微秒 （無(wú)掃描機(jī)械裝置, 無(wú)相位移）