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3D激光扫描共聚焦显微镜计量特性分析及测试

崔建军 杜华 朱小平 薛梓 闫勇刚 陈恺

崔建军, 杜华, 朱小平, 薛梓, 闫勇刚, 陈恺. 3D激光扫描共聚焦显微镜计量特性分析及测试[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(8): 817005-0817005(8). doi: 10.3788/IRLA201847.0817005
引用本文: 崔建军, 杜华, 朱小平, 薛梓, 闫勇刚, 陈恺. 3D激光扫描共聚焦显微镜计量特性分析及测试[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(8): 817005-0817005(8). doi: 10.3788/IRLA201847.0817005
Cui Jianjun, Du Hua, Zhu Xiaoping, Xue Zi, Yan Yonggang, Chen Kai. Measurement characteristics analysis and test of 3D laser scanning confocal microscope[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(8): 817005-0817005(8). doi: 10.3788/IRLA201847.0817005
Citation: Cui Jianjun, Du Hua, Zhu Xiaoping, Xue Zi, Yan Yonggang, Chen Kai. Measurement characteristics analysis and test of 3D laser scanning confocal microscope[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(8): 817005-0817005(8). doi: 10.3788/IRLA201847.0817005

3D激光扫描共聚焦显微镜计量特性分析及测试

doi: 10.3788/IRLA201847.0817005
基金项目: 

国家自然科学基金(51675497);北京市自然科学基金(3162034);国家重点研发计划专项(2017YFF0206305);河南省高等学校重点科研项目(16A413006);质检总局科研项目(ANL1617)

详细信息
    作者简介:

    崔建军(1977-),男,副研究员,博士,主要从事长度计量、干涉测量、光纤光栅传感技术方面的研究。Email:ycuijj@163.com

  • 中图分类号: TB921

Measurement characteristics analysis and test of 3D laser scanning confocal microscope

  • 摘要: 为了合理评定激光扫描共聚焦显微镜(Laser Scanning Confocal Microscope,LSCM)的测量性能,提出了一种用于检验LSCM计量特性的测试方法。首先,依据LSCM成像原理,对其技术特点,特别是轴向分辨率和横向分辨率等进行了理论分析;然后对其计量特性的参数指标进行了归纳,并提出相应的性能测试方法。具体包括采用线间隔为微纳米级的网格板等作为标准器,测试LSCM的放大倍数和光学横向分辨率;采用纳米级高度台阶样板测试LSCM的光学轴向分辨率和轴向定位特性;采用激光干涉仪测试样品台工作性能等。实验证明:该方法能够满足当前普遍应用的LSCM的性能测试需求。
  • [1] Zhou Xiaoqin, Hou Qiang, Liu Qiang, et al. Research status and tendency of measurement techniques for geometric features of micro/nano structures[J]. Journal of Beijing University of Technology, 2015, 41(3):327-339. (in Chinese)周晓勤, 侯强, 刘强,等. 微纳结构几何特征检测技术的研究现状与发展趋势[J]. 北京工业大学学报, 2015, 41(3):327-339.
    [2] Mao Heng, Tao Louis, Chen Liangyi. Application and development of adaptive optics to three-dimensional in vivo deep tissue fluorescent microscopy[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(6):0602001. (in Chinese)毛珩, Tao Louis, 陈良怡. 自适应光学技术在深层动态荧光显微成像中的应用和发展[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(6):0602001.
    [3] Qiu Lirong, Zhao Weiqian, Wang Xu, et al. Error analysis for a laser differential confocal radius measurement system[J]. Applied Optics, 2015, 54(5):1078-84.
    [4] Cui Jianjun. Lateral resolution test for confocal laser scanning microscope[J]. Key Engineering Materials, 2014, 609-610(11):1159-1164.
    [5] Giusca C L, Leach R K. Calibration of the Metrological Characteristics of Imaging Confocal Microscopes (ICMs)[M]. Britain:National Physical Laboratroy, 2012:17-62.
    [6] Beraldin J A, Mackinnon D, Cournoyer L. Metrological characterization of 3D imaging systems:progress report on standards developments[J]. Anatomical Record, 2015, 151(2):107-117.
    [7] Liu Jian, Li Mengzhou, Li Qiang, et al. Decoupling criterion based on limited energy loss condition for groove measurement using optical scanning microscopes[J]. Measurement Science Technology, 2016, 27(12):125014.
    [8] Liu Jian, Gu Kang, Li Mengzhou, et al. 3D measurement decoupling criterion in optical microscopy[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(3):0302001. (in Chinese)刘俭, 谷康, 李梦周,等. 光学显微三维测量解耦合准则[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(3):0302001.
    [9] Li Yao, Yang Yongying, Wang Chen, et al. Point diffraction in terference detection technology[J]. Chinese Optics, 2017,10(4):391-414. (in Chinese)李瑶, 杨甬英, 王晨, 等. 点衍射干涉检测技术[J]. 中国光学, 2017, 10(4):391-414.
    [10] Cole R W, Jinadasa T, Brown C M. Measuring and interpreting point spread functions to determine confocal microscope resolution and ensure quality control[J]. Nature Protocols, 2011, 6(12):1929-1941.
    [11] Xiao Yun, Zhang Yunhai, Wang Zhen, et al. Effect of incident laser on resolution of LSCM[J]. Optics and Precision Engineering, 2014, 22(1):31-38. (in Chinese)肖昀, 张运海, 王真, 等. 入射激光对激光扫描共聚焦显微镜分辨率的影响[J]. 光学精密工程, 2014, 22(1):31-38.
    [12] Yu Qing, Yu Xiaofen, Cui Changcai, et al. Survey of parallel light source technology in parallel confocal measurement[J]. Chinese Optics, 2013, 6(5):652-659. (in Chinese)余卿, 余晓芬, 崔长彩,等. 并行共焦测量中的并行光源技术综述[J]. 中国光学, 2013, 6(5):652-659.
    [13] Zeiss M F C. Confocal laser scanning microscopy[J]. Journal of Microscopy, 1995, 178(3):261-266.
    [14] Cui Jianjun, Gao Sitian. Nanometer film thickness metrology and traceability based on grazing incidence X-ray reflectometry[J]. Acta Physica Sinica, 2014, 63(6):060601.(in Chinese)崔建军, 高思田. 基于X射线掠射法的纳米薄膜厚度计量与量值溯源研究[J]. 物理学报, 2014, 63(6):060601.
    [15] Cui Jianjun. Study on metrological traceability through fabry-perot laser interferometer or atomic lattice spacing for micro displacement measurement[D]. Tianjin:Tianjin University, 2014. (in Chinese)崔建军. 基于Fabry-Perot干涉与原子晶格间距的微位移计量及溯源研究[D]. 天津:天津大学, 2014.
    [16] Zhang Mingkai, Gao Sitian, Lu Rongsheng, et al. Ultraviolet scanning linewidth measuring system[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(2):625-631. (in Chinese)张明凯, 高思田, 卢荣胜,等. 紫外扫描线宽测量系统的研究[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(2):625-631.
    [17] Sun Licun, Meng Weidong, Li Qiang, et al. Calculation and measurement of depth of field for microscope equipped with electronic ocular[J]. Optics and Precision Engineering, 2013, 21(5):1151-1159. (in Chinese)孙丽存, 孟伟东, 李强, 等. 电子目镜显微镜景深的确定与测量[J]. 光学精密工程, 2013, 21(5):1151-1159.
  • [1] 丁喆, 吴国俊, 吴亚风, 封斐, 刘博.  利用水下平行光管测量水下相机成像分辨率 . 红外与激光工程, 2023, 52(2): 20220397-1-20220397-6. doi: 10.3788/IRLA20220397
    [2] 秦子长, 任成明, 戚允升, 王泽斌, 王琪, 孟庆宇.  小型高分辨率空间相机光学系统低误差敏感度设计 . 红外与激光工程, 2022, 51(10): 20220365-1-20220365-9. doi: 10.3788/IRLA20220365
    [3] 党诗沛, 李润泽, 周美玲, 千佳, 但旦, 于湘华, 姚保利.  显微成像系统分辨率问题讨论(特邀) . 红外与激光工程, 2022, 51(11): 20220735-1-20220735-8. doi: 10.3788/IRLA20220735
    [4] 郭静菁, 费晓燕, 葛鹏, 周安然, 王磊, 李正琦, 盛磊.  基于全光纤光子计数激光雷达的高分辨率三维成像 . 红外与激光工程, 2021, 50(7): 20210162-1-20210162-10. doi: 10.3788/IRLA20210162
    [5] 刘壮, 王超, 江伦, 史浩东.  低空高分辨率激光雷达光学系统设计 . 红外与激光工程, 2021, 50(1): 20200117-1-20200117-7. doi: 10.3788/IRLA20200117
    [6] 范文强, 王志臣, 陈宝刚, 陈涛, 安其昌.  自适应光学相干层析在视网膜高分辨成像中的应用 . 红外与激光工程, 2020, 49(10): 20200333-1-20200333-13. doi: 10.3788/IRLA20200333
    [7] 王子涵, 张立, 周博睿.  基于激光回馈共聚焦的层析成像系统 . 红外与激光工程, 2020, 49(8): 20190541-1-20190541-8. doi: 10.3788/IRLA20190541
    [8] 王方雨, 孙强, 戴明, 刘昕辉, 王成, 金夕雅.  反射式激光共聚焦显微镜性能变尺度评价方法 . 红外与激光工程, 2019, 48(3): 317001-0317001(6). doi: 10.3788/IRLA201948.0317001
    [9] 刘创, 张运海, 黄维, 唐玉国.  皮肤反射式共聚焦显微成像扫描畸变校正 . 红外与激光工程, 2018, 47(10): 1041003-1041003(6). doi: 10.3788/IRLA201847.1041003
    [10] 吴谨, 赵志龙, 白涛, 李明磊, 李丹阳, 万磊, 唐永新, 刁伟伦.  差分合成孔径激光雷达高分辨率成像实验 . 红外与激光工程, 2018, 47(12): 1230003-1230003(7). doi: 10.3788/IRLA201847.1230003
    [11] 董俊卿, 李青会.  应用OCT成像技术对海水珍珠的无损测量研究 . 红外与激光工程, 2018, 47(4): 417004-0417004(11). doi: 10.3788/IRLA201847.0417004
    [12] 鲍雪晶, 戴仕杰, 郭澄, 吕寿丹, 沈成, 刘正君.  基于插值的共焦显微镜非线性畸变失真图像校正 . 红外与激光工程, 2017, 46(11): 1103006-1103006(7). doi: 10.3788/IRLA201746.1103006
    [13] 郑重, 吕瑶, 李文成.  基于远场光学的高分辨率激光探针系统研究 . 红外与激光工程, 2017, 46(10): 1006003-1006003(7). doi: 10.3788/IRLA201761.1006003
    [14] 金涛, 谢孟宇, 冀胡东, 吴丹丹, 郑继红.  扫描近场圆偏振光学显微镜 . 红外与激光工程, 2017, 46(11): 1103003-1103003(5). doi: 10.3788/IRLA201746.1103003
    [15] 唐禹, 秦宝, 晏芸, 汪路锋, 邢孟道.  多发多收合成孔径激光雷达高分辨率宽测绘带成像 . 红外与激光工程, 2016, 45(8): 830001-0830001(8). doi: 10.3788/IRLA201645.0830001
    [16] 游瑞蓉, 王新伟, 周燕.  水下距离选通成像多分辨率爬山自动聚焦法 . 红外与激光工程, 2016, 45(7): 726003-0726003(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0726003
    [17] 王强, 张勇, 郝利丽, 靳辰飞, 杨旭, 徐璐, 杨成华, 赵远.  基于奇相干叠加态的超分辨率量子激光雷达 . 红外与激光工程, 2015, 44(9): 2569-2574.
    [18] 吴谨, 李斐斐, 赵志龙, 杨兆省, 王东蕾, 唐永新, 苏园园, 梁娜.  条带模式合成孔径激光雷达不依赖PGA的高分辨率成像演示 . 红外与激光工程, 2014, 43(11): 3559-3564.
    [19] 赵培娥, 罗雄, 曹文勇, 赵彬, 冯立天, 李晓锋, 谭锦, 周鼎富.  应用Zoom FFT方法提高相干测风激光雷达频谱分辨率 . 红外与激光工程, 2014, 43(1): 98-102.
    [20] 颜子恒, 眭晓林, 刘波, 张颖, 曹昌东, 熊文龙, 张大勇, 赵鸿.  激光多普勒测速中连续波调频非线性的分析与校正 . 红外与激光工程, 2014, 43(8): 2413-2418.
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-03-13
  • 修回日期:  2018-04-17
  • 刊出日期:  2018-08-25

3D激光扫描共聚焦显微镜计量特性分析及测试

doi: 10.3788/IRLA201847.0817005
    作者简介:

    崔建军(1977-),男,副研究员,博士,主要从事长度计量、干涉测量、光纤光栅传感技术方面的研究。Email:ycuijj@163.com

基金项目:

国家自然科学基金(51675497);北京市自然科学基金(3162034);国家重点研发计划专项(2017YFF0206305);河南省高等学校重点科研项目(16A413006);质检总局科研项目(ANL1617)

  • 中图分类号: TB921

摘要: 为了合理评定激光扫描共聚焦显微镜(Laser Scanning Confocal Microscope,LSCM)的测量性能,提出了一种用于检验LSCM计量特性的测试方法。首先,依据LSCM成像原理,对其技术特点,特别是轴向分辨率和横向分辨率等进行了理论分析;然后对其计量特性的参数指标进行了归纳,并提出相应的性能测试方法。具体包括采用线间隔为微纳米级的网格板等作为标准器,测试LSCM的放大倍数和光学横向分辨率;采用纳米级高度台阶样板测试LSCM的光学轴向分辨率和轴向定位特性;采用激光干涉仪测试样品台工作性能等。实验证明:该方法能够满足当前普遍应用的LSCM的性能测试需求。

English Abstract

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