激光共聚焦显微镜、扫描电镜、原子力显微镜三者的区别介绍

激光共聚焦显微镜、扫描电镜和原子力显微镜都是科研领域中常用的成像系统，它们在分辨率、扫描驱动方式、立体成像、工作环境以及应用范围等方面存在显著的区别。以下是对这三者区别的详细介绍：

一、极限分辨率

激光共聚焦显微镜：极限分辨率为150nm。它采用极纯单色短波可见光做光源成像，通过更换物镜可改变分辨率和图像质量。

扫描电镜：极限分辨率为20nm~0.8nm。它根据电子枪发射原理不同，采用电子光学成像，主要通过改变电磁透镜的焦距来改变分辨率。

原子力显微镜：极限分辨率为0.1nm。它采用杠杆放大激光测距成像，扫描针尖的曲率半径决定分辨率。

二、扫描驱动方式

激光共聚焦显微镜：使用计算机控制的激光转镜控制激光扫描范围和扫描速度，从而控制放大倍数和图像质量。

扫描电镜：计算机控制的扫描线圈控制电子束扫描范围和扫描速度，从而调节放大倍数和图像质量。

原子力显微镜：计算机控制的压电位移传感器驱动样品台X、Y方向扫描，实现扫描范围和扫描速度调控，从而改变放大倍数和图像质量。

三、立体成像

激光共聚焦显微镜：通过纳米精度步进电机驱动样品在Z轴方向逐层成像，然后软件将设定的各层图像合成清晰立体图像。

扫描电镜：单帧图像具有很大景深，但属于二维图像，通过立体对技术可实现三维成像。

原子力显微镜：成像的本质就是测量表面每个像素点的高低，描绘出立体形貌。每个像素Z方向的数据B须是精确的，否则形貌不准确。

四、工作环境

激光共聚焦显微镜：可以在大气环境中进行测试样品。

扫描电镜：B须在高真空环境下进行测试样品。

原子力显微镜：可以在大气环境中进行测试样品，甚至在液体环境下也能够保持较好的工作。

五、应用范围及样品制备

激光共聚焦显微镜：

应用范围：几倍到几千倍，样品制备简单。

应用领域：细胞生物学、生物化学、药理学、生理学、发育生物学、遗传学和组胚学、神经生物学、微生物学和寄生虫学、病理学及病理学临床应用、免疫学、环境医学和营养学等。

扫描电镜：

应用范围：几倍到几十万倍，样品制备稍微复杂一些，但总体也很简单。

应用领域：材料科学、纳米技术、生物学、半导体行业、地质学等。

原子力显微镜：

应用范围：几万倍到几千万倍，要求样品非常平坦，样品制备很难。

应用领域：材料科学、生物医学研究、纳米技术研究、表面物理化学研究等。

综上所述，激光共聚焦显微镜、扫描电镜和原子力显微镜在多个方面存在显著差异。这些差异使得它们在不同领域的研究中具有各自独特的优势和适用性。