超声显微镜

声学显像是声学技术的一个重要方面。它为人们提供了不透光物质内部结构的声学像,在工业、医学、科学研究中得到广泛应用。但是,以往的声学显像技术,工作频率在兆赫级,分辨率较低,只能辨别毫米级的结构。随着科学技术的发展,需要研究和观察微米级结构,并显示其图像。超声显微镜的研制成功,是声学显像技术的一大进展,它使声学显像分辨率提高了约三个数量级。     

新实验技术在材料研究中的应用讲座第十三讲 扫描超声显微镜在材料科学上的应用

一、引 言 大约四十年以前,苏联科学家S.T.Sokolov首先提出了超声显微镜的概念,那时由于技术条件的限制,不能制造出分辨率能与光学显微镜(光镜)相比较的超声显微镜(声镜).随着微波声学、电子学、薄膜技术的发展,到了七十年代,又引起了人们对发展声镜的兴趣.其中美国的Quafe教授     

单层膜Kirkpatrick-Baez显微镜的分辨率模型

 分析了几何像差、衍射效应和光学加工精度等因素对不同工作能点的单层膜Kirkpatrick-Baez显微镜成像质量的影响,构建了该显微镜的均方根空间分辨率模型,用Ir单层膜KB显微镜获得了8 keV能量的X射线成像结果,其中心视场的分辨率约为2 mm,±50 mm视场的分辨率优于5 mm。实验结果与分辨率模型的对比表明,中心视场的分辨率受球差、衍射效应和反射镜加工精度的综合影响,边缘视场的分辨率主要由系统的几何像差决定。     

等离子喷涂陶瓷涂层的声学显微象

木文应用了声学显微镜分析了等离子喷涂陶瓷涂层(Metco 136F,Metco 80NS,国产Al_2O_3)于磨削加工和摩擦试验后的表面及内部结构特征。结果表明,声学显微镜能无破坏地观察材料内部的紧密度、空穴、变形、缺陷、裂纹等,反映了材料的力学象。这是传统的光学显微镜、扫描电子显微镜无法相比的。声学显微镜与光学显微镜、扫描电子显微镜配合,必将使材料科学的研究进入一个新的时代。     

球面换能器汇聚系统V(z)曲线的射线理论

作者根据几何声学原理,分析了反射式声学显微镜中球面换能器汇聚系统V(z)曲线的形成过程,求出了V(z)曲线的表达式,同时给出了实验结果。     

原子力显微镜

研制成功了一台使用光学偏转法检测的原子力显微镜，通过对云母、光栅、光盘等样品的观测证明仪器达到原子分辨率，最大扫描范围可达７μｍ×７μｍ。文中将对这台原子力显微镜的原理、结构及一些应用结果进行讨论。     

激光扫描声学显微镜光学系统的设计

半导体激光器具有半导体和固体器件的许多优点：结构紧凑、效率高、价格便宜、长寿命，在许多方面优于气体激光器，因此在一些测量领域有较好的应用前景。本文基于棱镜对光的一维压缩及新型半导体激光器，对激光扫描声学显微镜的光学系统进行了新的设计，给出了相关数据及具体技术指标，实验证实其光学性能满足要求。整个光学系统具有结构紧凑、可靠性高、使用方便等特点，现已用于激光扫描声学显微镜定型设计。     

双光子和多光子共焦显微镜的成像理论

对双光子和多光子共焦扫描显微镜的成像理论作了系统的理论分析,导出了双光子和多光子共焦显微镜成像系统的三维点扩散函数和三维光学传递函数,研究结果表明：双光子共焦显微镜比单光子共焦显微镜具有更高的横向分辨率和纵向分辨率,而多光子共焦扫描显微镜又比双光子共焦扫描显微镜具有更高的空间分辨率. 关键词：     

微型样品局部弹性的声显微成象研究

对微型样品或微掺杂复合材料样品的声学和机械特性进行了声显微成象研究,利用扫描声学显微镜对陶瓷基体内掺杂氮化硼纤维的复合材料进行了研究,在单根纤维内和基体中纤维－基体界面附近出现一系列明暗相间的圆环,分析了其形成机理,它是由于声显微镜输出信号中漏泄瑞利表面波信号同从纤维－基体界面反射的漏泄瑞利表面波信号之间相互干涉的结果。通过对干涉环的分析和研究,可求出瑞利波的声速,由此对微型样品的声学特性、弹性特性和力学性质进行研究和评价。     

原子力显微镜用于软X射线接触成像的研究

论述了在接触显微成像技术中，后续放大设备对分辨率的影响，并用实验方法比较了采用光学显微镜和原子力显微镜阅读并放大显微图的结果，表明采用原子力显微镜放大显微图是一种较为理想的方法。