物理学与显微镜技术

 物理学经历了从经典物理学到现代物理学的发展历程.物理学一直在科学、技术及科学思维的发展中发挥着极其重要的作用,对人类的文明产生了巨大的影响.     

“显微镜分辨本领”实验的教学经验

1976年前后给生化专业学生上物理课的时候,一位微生物实验课老师向物理课老师提出了讲清显微镜分辨本领的任务。此后,作者即设计了一个名叫“显微镜分辨本领”的教学实验,面向学生已十多年,并多次向兄弟院校介绍经验。但有许多问题仍有进一步向广大同行作介绍与说明之必要。     

偏振共焦扫描显微镜的成像特性研究

讨论了共焦扫描激光显微镜的纵向分辨率和信噪比对三成像的影响,给出了纵向分辨主极限判据,提出了旨在提高信噪比进而获取强表面反或弱散射物体以及偏振物体的显微结构图象的偏振共振扫描激光显微镜。     

激光共焦扫描显微镜的分辨率及像差补偿

从激光共焦扫描显微镜的基本原理出发,深入讨论激光共焦扫描显微镜的深度分辨率和横向分辨率,同时研究三维成像的像差补偿问题。     

多种显微镜介绍

显微镜是微观研究领域的科技工作者观察了解微观世界所必需的科学研究工具。根据被观测对象、放大倍数、分辨率、精密程度以及用途要求的不同,显微镜可以分为不同种类。     

偏振共焦扫描激光显微镜的成像特性研究

讨论了共焦扫描激光显微镜的纵向分辩率和信噪比对三维成像能力的影响, 给出了纵向分辨率极限的判据, 提出了旨在提高信噪比进而获取强表面反射或弱散射物体以及偏振物体的显微结构图像的偏振共焦扫描激光显微镜     

量子光学相干层析扫描显微镜

迈克耳孙干涉仪在历史上曾被用于研究光速问题.光源发出的光被分成两路,在其中一路上安放样品.由于光程差与样品有关,当检测两束光重新相遇时的相干状态,即可导出样品的光学性质.几年前,在上述技术基础上发展起来的光学相干层析装置,已经成为人体器官三维结构成像的有力工具.在     

扫描隧道显微镜——20世纪重大科技成果之一

扫描隧道显微镜是利用探针尖端与物质表面原子间的不同种类的局域相互作用，来测量表面原子结构和电子结构的显微新技术，它的出现被科学界誉为是表面科学和表面现象分析技术的一次革命。     

研究微观世界的利器--扫描隧穿显微镜

爱因斯坦曾说过：“科学总是朝着两个截然相反的方向无止境地发展，那就是宏观领域和微观领域．”然而人类的眼睛并不能直接观察到比0．1mm更小的东西，所以在研究微观领域的时候人类必须要借助于仪器．随着人类对微观世界的认识不断深入，研究微观世界的工具也不断被研制出来．扫描隧穿显微镜(Scanning Tunneling Microscope，简称SIM)，就是其中非常优秀的研究微观世界的利器．     

科学家发明硬币大小显微镜

当你眺望一片晴朗的蓝天时是否会发现黑点？当光线接触到人眼角膜后的流体中的微小颗粒时便会发生这种情况．     

激光分光瞳共焦显微镜系统研制

为了满足生物类等样品对大工作距和高分辨率共焦显微镜的需求,将分光瞳技术与激光共焦显微技术结合应用到成像系统上。阐述了激光分光瞳共焦显微成像原理,首次成功搭建了相应的显微镜成像测量系统。理论分析和实验表明:分光瞳共焦显微技术独特的非共轴结构使系统的轴向分辨力是相同数值孔径物镜单轴系统的3倍以上,对理论高度为100nm的台阶样品进行成像测试,得到的样品三维形貌,成像质量良好。     

扫描近场光学显微镜的原理与有源光纤探针

 传统的光学显微镜是以光学透镜为主体,利用透镜能将物体放大成像的功能而制成的。一般地,单级透镜能将物体放大几十倍,级联使用可达到千倍以上。制造放大倍数更大,分辨率更高的显微镜系统将遇到许多不可逾越的技术上的困难。从根本上说,光的衍射效应限制了光学显微镜进一步提高分辨率的可能性。     

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。     

qPlus型原子力显微镜技术

扫描探针显微镜主要包括扫描隧道显微镜和原子力显微镜,其利用尖锐的针尖逐点扫描样品,可在原子和分子尺度上获取表面的形貌和丰富的物性,改变了人们对物质的研究范式和基础认知。近年来,qPlus型高品质因子力传感器的出现将扫描探针显微镜的分辨率和灵敏度推向了一个新的水平,为化学结构、电荷态、电子态、自旋态等多自由度的精密探测和操控提供了前所未有的机会。文章首先简要介绍原子力显微镜的发展历史和基本工作原理,然后重点描述qPlus型原子力显微镜技术的优势及其在单原子、单分子和低维材料体系中的应用,最后展望该技术的未来发展趋势和潜在应用。     

荧光谱线分布对共焦荧光显微镜分辨率的影响

研究了荧光谱线分布对共焦荧光显微镜中分辨率的影响,导出了荧光谱线分布的荧光功率传输函数、三维脉冲响应函数.数值计算了荧光谱线均匀分布的情况,结果表明：与采用单一中心荧光波长的分辨率比较,共焦荧光显微镜的横向分辨率、纵向分辨率随着荧光谱线范围和色散的增大而下降;谱线响应范围小的探测器有利于分辨率.     

原子探针场离子显微镜技术

原子探针场离子显微镜具有原子分辨率,放大倍数约为10~6。可直接观察正空间固体表面原子的排列,并可分析包括轻元素在内元素的原子成分。质量分辨率△m/m为1/100到1/5000,元素探测极限达到0.2at％。是强有力的表面分析手段之一,也是迄今为止能从一个个原子的角度分析成分唯一的仪器。其应用领域十分广泛。本文将对此技术作一简介。     

全自动傅里叶变换红外显微镜及红外图象技术进展

本文介绍了傅里叶变换红外显微镜以及红外图象技术。