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與旋轉圓盤(pán)、掃場(chǎng)和旋轉多邊形顯微鏡的情況不同，共振掃描激光共聚焦顯微鏡能夠通過(guò)使用多功能共焦變焦功能改變放大倍率而無(wú)需改變物鏡。變焦控制的物理基礎包括改變水平共振振鏡掃描鏡和垂直線(xiàn)性振鏡的旋轉角度。較小的掃掠角減少了被掃描樣本的面積，同時(shí)保持相同的像素數，以有效地提供所選樣本細節的放大圖像。
本程序以窗口左側所示的共振掃描共聚焦顯微鏡變焦光學(xué)系統的示意圖以及右側所示的樣本窗口和Ronchi 光柵進(jìn)行初始化。像素時(shí)鐘激光器發(fā)出的光從諧振檢流計反射鏡的后表面反射，并在反射鏡振蕩時(shí)聚焦在 Ronchi 光柵上。光柵散射的光由擴束透鏡收集并引導至光電二極管檢測器。要操作本程序，請使用縮放倍率滑塊將Ronchi 光柵盤(pán)旋轉到更高的縮放值并觀(guān)察樣品尺寸如何變化。
調用共焦縮放功能需要更改用于可變像素時(shí)鐘的 Ronchi 光柵中線(xiàn)的間距。圖 1 中的圓盤(pán)包含四種尺寸的 Ronchi 光柵，每種尺寸都可以旋轉到像素時(shí)鐘光學(xué)系統中以改變縮放系數。當 Ronchi 光柵中的線(xiàn)尺寸和間距尺寸減少一半時(shí)（保持相同的總線(xiàn)數），縮放系數增加兩倍。同樣，將光柵線(xiàn)尺寸尺寸減小 4 倍可將縮放因子增加到 4 倍�？赡艿目s放設置數量取決于可變像素時(shí)鐘可用的 Ronchi 光柵尺寸數量。尼康A1R HD25共聚焦顯微鏡能夠進(jìn)行 7 級變焦，范圍從 1x 到 8x。交換光柵需要減小共振檢流計的掃描角，這是使用顯微鏡控制電子設備中預先存儲的信息來(lái)實(shí)現的，這些信息將檢流計掃描角與選定的光柵協(xié)調起來(lái)。
圖1 中的示意圖概述了共振掃描共聚焦顯微鏡中基于 Ronchi 光柵的可變像素時(shí)鐘的光學(xué)系統組件。像素時(shí)鐘中的主要光學(xué)和電子元件顯示在圖的左側，包括一個(gè)低功率半導體近紅外激光源、一個(gè)包含不同間距 Ronchi 光柵的可旋轉圓盤(pán)、中間透鏡以聚焦反射激光束照射到 Ronchi 光柵上，光電二極管傳感器檢測通過(guò)光柵的光脈沖。圖中右側顯示了激發(fā)和成像光學(xué)系統中涉及的組件，但為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，成像組件的數量已減少到最少。
在操作中，由時(shí)鐘二極管激光器發(fā)射的光被引導到諧振掃描儀反射鏡的反射背面，而來(lái)自成像系統中涉及的激光器的光從同一反射鏡的前側反射。來(lái)自時(shí)鐘激光器的反射光被一個(gè)會(huì )聚透鏡聚焦，隨著(zhù)振鏡的振蕩運動(dòng)同步掃過(guò) Ronchi 光柵的表面。在光柵處，激光束在一系列交替的不透明線(xiàn)和等寬的透明空間上掃描。會(huì )聚透鏡將時(shí)鐘光束聚焦到小于光柵中線(xiàn)間距的尺寸，以確保光完全通過(guò)或部分被光柵阻擋，以取決于檢流計反射鏡的位置的交替方式。一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)是光柵表面水平的激光束光斑應明顯小于光柵線(xiàn)寬，以消除衍射。由振蕩電流計引起的光強波動(dòng)由位于光柵正下方的光電二極管檢測。
在諧振電流計的水平掃描周期內，時(shí)鐘光電二極管記錄由 Ronchi 光柵散射的激光脈沖，該脈沖可以電子轉換為具有可變頻率的像素時(shí)鐘。當檢流計反射鏡處于其振蕩周期的中心部分時(shí)，這些光脈沖會(huì )更頻繁地出現，但當反射鏡到達掃描結束并反轉方向時(shí)，它們會(huì )減慢。光電二極管檢測器的要求之一是處理可變脈沖頻率（就帶寬而言）的能力，并且它必須足夠大以檢測整個(gè)線(xiàn)掃描。檢測器連接到跨導放大器，該放大器將光電二極管電流脈沖轉換為放大電壓，然后將其饋送到一個(gè)倍頻器電路，該電路將每行的像素數量加倍。光電二極管和相關(guān)電子設備每行提供 256 個(gè)脈沖，倍頻電路將此輸出轉換為每行 512 個(gè)脈沖，這些脈沖由圖像采集卡采集并用于構建圖像。
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