超(chao)景深(shen)顯微(wei)鏡(jing)(jing)是(shi)一種高(gao)分辨率(lv)顯微(wei)鏡(jing)(jing)，其特點(dian)是(shi)能(neng)夠在(zai)不犧牲景深(shen)的(de)(de)情況下(xia)獲得高(gao)分辨率(lv)圖(tu)像(xiang)。在(zai)傳統(tong)顯微(wei)鏡(jing)(jing)中(zhong)，只(zhi)有(you)焦(jiao)平面內的(de)(de)樣(yang)品(pin)才(cai)會(hui)清晰可見(jian)(jian)，而(er)焦(jiao)平面之外的(de)(de)部分則會(hui)模(mo)糊不清。這是(shi)因(yin)為傳統(tong)顯微(wei)鏡(jing)(jing)的(de)(de)景深(shen)非常有(you)限，只(zhi)有(you)幾個(ge)微(wei)米左右。但在(zai)超(chao)景深(shen)顯微(wei)鏡(jing)(jing)中(zhong)，由于(yu)采用了特殊的(de)(de)光學設計和(he)算法處理(li)，可以實現更(geng)大的(de)(de)景深(shen)范圍(wei)，從而(er)使整(zheng)個(ge)樣(yang)品(pin)都能(neng)夠保(bao)持清晰可見(jian)(jian)。
其原理(li)是通過改變光路(lu)來(lai)實(shi)(shi)現(xian)(xian)的。傳(chuan)統(tong)顯微鏡(jing)中，光線(xian)經過物鏡(jing)后進(jin)入(ru)目鏡(jing)，形成焦平面上的清晰圖(tu)像。而在超景(jing)深顯微鏡(jing)中，除了(le)物鏡(jing)和目鏡(jing)之外，還(huan)加入(ru)了(le)一個(ge)特殊的光學元件——超景(jing)深控(kong)制器(qi)(qi)。這個(ge)控(kong)制器(qi)(qi)可以調整光線(xian)的干涉和相位(wei)差，從而改變光路(lu)，實(shi)(shi)現(xian)(xian)更(geng)大(da)的景(jing)深范圍(wei)。
具體來說(shuo)，超景(jing)深(shen)(shen)(shen)控(kong)制器(qi)利用(yong)了干(gan)涉(she)的(de)(de)(de)原理，將(jiang)來自(zi)(zi)不(bu)同(tong)深(shen)(shen)(shen)度的(de)(de)(de)光(guang)(guang)線重新疊(die)加在一起，形(xing)成一個(ge)清晰的(de)(de)(de)圖像(xiang)。干(gan)涉(she)是指兩(liang)個(ge)或(huo)多個(ge)光(guang)(guang)波相(xiang)遇(yu)時(shi)發生的(de)(de)(de)現象，它會(hui)產生明(ming)暗(an)交替(ti)的(de)(de)(de)條(tiao)紋(wen)圖案。超景(jing)深(shen)(shen)(shen)控(kong)制器(qi)利用(yong)這(zhe)種(zhong)干(gan)涉(she)現象，使來自(zi)(zi)不(bu)同(tong)深(shen)(shen)(shen)度的(de)(de)(de)光(guang)(guang)線在特定的(de)(de)(de)位置上相(xiang)遇(yu)，疊(die)加后形(xing)成清晰圖像(xiang)。同(tong)時(shi)，超景(jing)深(shen)(shen)(shen)控(kong)制器(qi)還可(ke)以(yi)調整光(guang)(guang)線的(de)(de)(de)相(xiang)位差(cha)，使得非(fei)焦(jiao)平面上的(de)(de)(de)光(guang)(guang)線也能夠貢獻到(dao)圖像(xiang)中(zhong)，從而實現更大的(de)(de)(de)景(jing)深(shen)(shen)(shen)范圍。
除了光學設計之(zhi)外(wai)，超(chao)景深(shen)顯微鏡(jing)還(huan)需(xu)要(yao)配合計算(suan)(suan)機(ji)算(suan)(suan)法來(lai)處理圖(tu)像。因為(wei)它所獲得的(de)圖(tu)像包含了來(lai)自不(bu)同(tong)深(shen)度(du)的(de)光線(xian)，需(xu)要(yao)通(tong)過計算(suan)(suan)將這些光線(xian)重新組合成(cheng)一個清晰的(de)圖(tu)像。這個計算(suan)(suan)過程需(xu)要(yao)考慮(lv)許多因素，比(bi)如(ru)光路的(de)形狀(zhuang)、深(shen)度(du)分辨率、噪聲(sheng)等等。但是，由于(yu)計算(suan)(suan)機(ji)技術的(de)不(bu)斷進步，現(xian)在已(yi)經可以(yi)實時對圖(tu)像進行處理和顯示。
目前(qian)，超景深顯微鏡可(ke)(ke)以(yi)(yi)應(ying)用(yong)于(yu)許多(duo)領(ling)(ling)域(yu)(yu)，比如生物(wu)醫學(xue)、材料(liao)(liao)科學(xue)、納米技術等。在(zai)生物(wu)醫學(xue)領(ling)(ling)域(yu)(yu)，它(ta)可(ke)(ke)以(yi)(yi)用(yong)于(yu)觀(guan)察細胞、組織和(he)器官(guan)的結構(gou)和(he)功能，對(dui)疾病(bing)的診(zhen)斷和(he)治(zhi)療具(ju)有重要意(yi)(yi)義(yi)。在(zai)材料(liao)(liao)科學(xue)領(ling)(ling)域(yu)(yu)，它(ta)可(ke)(ke)以(yi)(yi)用(yong)于(yu)觀(guan)察材料(liao)(liao)表(biao)面的微觀(guan)結構(gou)和(he)化學(xue)成(cheng)分，對(dui)新(xin)材料(liao)(liao)的設計和(he)合(he)成(cheng)提供(gong)幫助。在(zai)納米技術領(ling)(ling)域(yu)(yu)，它(ta)可(ke)(ke)以(yi)(yi)用(yong)于(yu)觀(guan)察和(he)制造納米級別的器件和(he)結構(gou)，對(dui)納米技術的發展具(ju)有重要意(yi)(yi)義(yi)。
