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超聲顯微鏡的原理、現(xiàn)狀和領(lǐng)域

閱讀:1265        發(fā)布時(shí)間:2021/9/17
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 原理
入射到物體上的機(jī)械波要發(fā)生反射、折射、衍射和吸收等現(xiàn)象,經(jīng)歷這些現(xiàn)象因與物體發(fā)生相互作用而含有物體的信息,利用某些物理效應(yīng)把含有新信息的顯示出來(lái)就實(shí)現(xiàn)了成像。至于顯微分辨本領(lǐng)則與波長(zhǎng)相當(dāng)。現(xiàn)就透射式SAM進(jìn)一步說(shuō)明。電信號(hào)激發(fā)壓電換能器,經(jīng)透鏡穿過(guò)放在平面上的被測(cè)樣品,載物片是幾微米厚的聚酯樹(shù)脂薄膜,耦合媒質(zhì)是水,當(dāng)?shù)竭_(dá)對(duì)面的透鏡,含有樣品信息的經(jīng)壓電換能器接收又變成電信號(hào),經(jīng)接收電路送到示波器,機(jī)械掃描裝置使載物臺(tái)作二維掃描運(yùn)動(dòng),使得樣品上作逐點(diǎn)逐行地照射,當(dāng)機(jī)掃與示波管的電子束運(yùn)動(dòng)同步,屏幕上出現(xiàn)一幅對(duì)應(yīng)于物體的被照射部位,這幅是由許多像元組成。由于掃描的限制,需幾秒才能完成。
 
現(xiàn)狀
經(jīng)過(guò)幾十年的演變和發(fā)展,分辨本領(lǐng)較低但能實(shí)時(shí)顯示。SAM型正在向縱深發(fā)展。在提高分辨率方面,最近美國(guó)斯坦福大學(xué)將放在0.2K液氦環(huán)境下工作,獲得了50nm(500┱)的分辨率,英國(guó)C.R.佩茨采用高壓氣體作耦合媒質(zhì),在壓力為30atm的氦氣中,就獲得7μm的分辨率,一方面用傳遞函數(shù)進(jìn)行透鏡理論分析,另一方面,日本的中缽憲賢發(fā)展了無(wú)透鏡技術(shù),直接采用微型球面換能器。在應(yīng)用方面,在計(jì)量方面得到新應(yīng)用,如測(cè)量極薄層狀結(jié)構(gòu)的層厚,對(duì)雞胚胎纖維細(xì)胞的觀察,有助于細(xì)胞生理學(xué)的研究。
 
領(lǐng)域
用途大約可分為三個(gè)方面。①在生物學(xué)和醫(yī)學(xué)上,可以進(jìn)行活體觀察;②在微電子學(xué)上,利用反射式,可對(duì)大規(guī)模集成電路不同層次(包括層間細(xì)節(jié))進(jìn)行非破壞性觀察;③在材料科學(xué)上,樣品表面不必拋光腐蝕,能顯示出明顯的晶粒間界、合金內(nèi)不同組分的區(qū)域。

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