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什么是超声显微镜?

发布时间:2025-02-19人气:59

超声显微镜,ultrasonic microscope,利用样品声学性能的差别,用声成像的方法来生成高反差、高放大倍率的超声像的装置。有吸收式超声显微镜、激光扫描法超声显微镜和布拉格衍射成像法超声显微镜等。用于显示介质材料内部的微小结构。能观察材料内部与声学性质差别有关的结构,这是用普通光学显微镜和电子显微镜所不能观察到的。

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谛通超声显微镜

超声显微镜利用物体声学特性的差异来显示物体。声学特性指的是声阻抗率和声衰减,它们与物质的弹性和粘弹性有关。声镜给出的是物体的声学像或弹性像。声镜还具有一些引人注目的特点,如被测物体不需透光;对于生物组织切片或样品无需染色,观察及时;对于大规模集成电路,毋需损坏样品表面即可直接进行内层观察。声镜与光镜和电镜相互补充,为增进对物质性质的了解提供一种新工具。

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1936年索科洛夫提出超声显微镜的设想;60年代初,声成像技术的进步,特别是微波超声进展为声镜的研究奠定了基础;70年代,声镜技术迅速发展,出现了布喇格衍射法、光扫描法、激光扫描法、聚焦声束扫描法、检测表面形变法、光导压电开关法和辐射压力法等。



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声镜的用途大约可分为三个方面。①在生物学和医学上,可以进行活体观察;②在微电子学上,利用反射式声镜,可对大规模集成电路不同层次(包括层间细节)进行非破坏性观察;③在材料科学上,样品表面不必抛光腐蚀,声像能显示出明显的晶粒间界、合金内不同组分的区域。声镜经过几十年的演变和发展,SLAM型的工作频率高至500MHz,分辨本领较低但能实时显示。SAM型正在向纵深发展。在提高分辨率方面,最近美国斯坦福大学将声镜放在0.2K液氦环境下工作,由于声速小,获得了50nm的分辨率,英国C.R.佩茨采用高压气体作声耦合媒质,在压力为30atm的氦气中,频率为45MHz,就获得7μm的分辨率。在声聚焦方面,一方面用传递函数进行声透镜理论分析,另一方面,日本的中钵宪贤发展了无透镜技术,直接采用微型球面聚焦换能器。在应用方面,声镜在计量方面得到新应用,如测量极薄层状结构的层厚,对鸡胚胎纤维细胞的观察,有助于细胞生理学的研究。

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