白光共聚焦显微镜工作原理

　　白光共聚焦显微镜是结合了共聚焦成像技术与白光照明的高精度显微设备，可实现样品的高分辨率、高对比度三维成像，其核心工作原理围绕共聚焦光路设计和白光光源的多波段成像展开，具体如下：
 

　　一、核心结构基础
 

　　白光共聚焦显微镜的核心组件包括白光光源模块(通常为卤素灯、LED 复合光源)、针孔光阑组、扫描振镜、物镜、分光系统及图像探测器，其中针孔光阑是实现共聚焦成像的关键部件。
 

　　二、光路传输与成像流程
 

　　光源发射与准直白光光源发出连续光谱的混合光，经准直透镜处理后形成平行光束，再通过分光镜(半透半反镜)改变光路方向，导向物镜。
 

　　样品照射与信号激发平行光束经物镜聚焦后，形成微小光斑投射到样品表面。样品不同部位对白光不同波段的光产生反射、散射或吸收，其中反射 / 散射的光信号会沿原光路返回，再次穿过物镜进入分光系统。
 

　　共聚焦针孔的筛选作用这是共聚焦技术的核心环节：
 

　　从样品焦平面返回的光信号，经分光镜反射后可精准通过共聚焦针孔，进入后续的探测器；
 

　　而焦平面以外的杂散光(非焦点区域的信号)，因光路发散无法穿过针孔，会被针孔挡板拦截，无法参与成像。
 

　　此过程实现了 “光学切片” 效果，消除了非焦平面的背景干扰。
 

　　信号分光与探测穿过针孔的白光信号会进入分光模块，该模块通过滤光片或光栅将白光按波长拆分(如可见光波段的红、绿、蓝等通道)，不同波段的光信号分别被对应的探测器接收并转化为电信号。
 

　　图像重建与呈现扫描振镜会控制聚焦光斑在样品表面做逐点、逐行的二维扫描，探测器同步采集每个扫描点的信号，再由计算机系统将电信号转化为像素点，拼接成二维图像；若沿 Z 轴(样品深度方向)逐层扫描，还可通过多层二维图像的叠加，实现样品的三维结构重建。
 

　　三、白光共聚焦的技术特点
 

　　相较于激光共聚焦显微镜，白光共聚焦无需多个激光光源，可通过单光源实现多波段成像，降低设备成本与光路复杂度；
 

　　基于白光的宽光谱特性，能同时获取样品在不同可见光波段的光学信息，更适合对天然色素、无标记样品的成像观测；
 

　　共聚焦针孔的筛选机制，使其成像分辨率和对比度远高于普通白光显微镜，且可实现无损的三维层析成像。