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欣晟泰(图)|原子力显微镜|巴南显微镜：

当代生命科学研究对光学显微技术提出了越来越高的要求——更高的空间分辨率、更大的成像深度、更快的成像速度。特别是对于生物活体显微成像来说，巴南显微镜，生物组织对光的散射使得噪声大大增强，严重影响了空间分辨率和成像深度。为了提高成像深度，双光子激发激光扫描荧光显微技术自20世纪90年代提出后被广泛应用于神经成像等领域，但是其逐点扫描的成像方式严重制约了成像速度。因为高分辨率光学显微镜的景深很小，数码显微镜，要对样品完成三维成像，通常需要数十层乃至上百层的二维图像进行叠加重建得到，图像采集和处理一般需要数分钟甚至数十分钟，要快速实时地获取和显示三维图像非常困难。

瞬态室超分辨成像团队在研究员姚保利和叶彤的带领下，以双目视觉原理和贝塞尔光束产生扩展焦场为基础，提出了由四个振镜组成的激光束立体扫描装置，实现了对贝塞尔光束的横向位置和倾角共三个维度的控制，突破了只有两个自由度的传统激光扫描不能实时切换视角的限制。通过对四振镜立体扫描装置的优化设计和控制，实现了对贝塞尔光束的三自由度快速扫描，可在毫秒量级进行双视角切换，从而解决了激光扫描立体显微成像系统中双光路同时成像的技术难题，一次实现了基于双视角实时激光扫描的立体显微成像和显示系统。该系统可对样品进行立体动态成像和实时双目立体观测，其三维成像速度比传统的逐点扫描方式提高了一到两个数量级。该双光子立体显微系统为活体生物的三维实时成像和显示提供了一种新的观测工具。

“它可以让我们像观看立体电影一样实时地观测动态的三维微观世界，无需光切片，无需耗时的三维图像重构。”杨延龙如此总结这套系统的特点，他负责设计和完成了其中的立体扫描和成像显示的关键部分。“双目视觉成像是非常有效的三维信息获取方式，但是现有的体视显微镜，空间分辨率和景深互相制约，我们利用三自由度扫描的贝塞尔光束进行非线性荧光激发突破了这种限制。”

这项研究先后在中科院“百人计划”和国家自然科学的支持下，从基本原理验证、关键技术突破，到原理样机完成，原子力显微镜，经历了从基础研究到应用集成的各个环节。目前，课题组正在与国内外相关科研机构开展生物医学应用的合作研究，期望尽快将该项技术应用于生物活体三维快速成像和显示领域。

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   在铝工业行业中，对于显微镜及扫描电镜的应用主要分为三个方面，一是铝工业矿产资源勘查、开发与综合利用方面；二是铝产品加工过程中的金相组织检验及表面形貌观察；三是铝产品使用后的失效分析。

下面将对显微镜及扫描电镜在这三个方面的应用分别作以阐述：

一、显微镜及扫描电镜在铝工业矿产资源勘探开发综合利用方面的应用

1、铝矿产资源勘探开发方面的应用

   在铝矿产资源勘探的过程中开展矿床地质研究，借助偏光显微镜及扫描电子显微镜对岩石组构，矿物成分，矿物、岩石和矿石的成因特征等进行详细的观察和研究是必不可少的方法手段。对偏光显微镜及扫描电镜的性能、指标、功能都有较高的要求。例如作为研究需要，对矿物的显微结构，显微镜的使用方法，特别是矿物内部结构要求观察清晰、光学参数测定准确性都要求很高。蔡司的偏光显微镜结构紧凑、观察方式齐全、使用方便，非常适合岩、矿石薄片分析领域的研究及检验使用。为提高岩石、矿石鉴定和研究水平，需要快速、、精准的显微镜设备。蔡司的扫描电镜作为电子光学的领导企业，具有分辨率高，升级空间大，对岩石和矿物的表面形貌分析提供了可靠的依据。

2、铝资源开发综合利用方面----高粉煤灰资源开发

   粉煤灰是燃煤电厂排放的主要废弃物。由于粉煤灰颗粒小，很容易成为尘埃，污染空气。另一方面，粉煤灰富含氧化铝、氧化铁、二氧化硅和其它多种金属，具有一定的资源价值。因此，综合治理和利用粉煤灰具有重大的经济效益和环保意义。为此，我国有色金属工业十二五规划中，提出加强内蒙，山西等地区高粉煤灰资源的开发与利用。

   采用光学显微镜、扫描电子显微镜，能谱仪等仪器可以研究粉煤灰在提铝工艺过程中的微观形貌和组成变化，从而指导其应采取的提铝工艺，提高煤灰中铝的提取率。所了解，内蒙古地区在国家有色金属“十二五”政策的支持下，设立专业的科研平台---大唐国际高铝煤炭研发中心，据悉该中心近期购买了多台蔡司的光学显微镜来进行粉煤灰的微观结构研究，响应我国节能环保的发展理念。

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