El microscopio de escaneo láser confocal Zeiss lsm 900 Mat (clsm) es un sistema de imagen multifuncional creado especialmente para la investigación de materiales, que puede actualizar el Microscopio óptico axio imager.z2m o invertir el observador axio 7, integrar la microscopía óptica y la capacidad de imagen confocal, no sólo puede realizar observaciones tradicionales como campo brillante, campo oscuro, polarización y fluorescencia, sino también completar el análisis morfológico de la superficie tridimensional y la medición no destructiva a través de pruebas sin contacto, que es una solución de análisis multidimensional y multiescala para la investigación de análisis científico de materiales, e incluso configurar la fluorescencia confocal y airyscan para lograr la caracterización de fluorescencia de alta resolución de muestras de materiales biológicos.

Microscopio confocal láser de material Zeiss lsm900 Mat

I. ventajas básicas: avances tecnológicos y actualización de la eficiencia del sistema

I) imágenes de alta resolución: desde principios ópticos hasta garantías de hardware

El sistema se basa en el diseño del Camino óptico del confocal: el láser se controla a través del escáner.X,YMuestra escaneada en dirección, solo la información en el plano focal (amarillo) se puede detectar a través del agujero de la aguja, la información fuera del foco (rojo)/.Línea punteada azul) filtrada; Al mover la distancia entre el objetivo y la muestra, se obtienen una serie de rebanadas ópticas y se apilan, combinadas con el análisis de intensidad de píxeles para generar un mapa de altura para lograr imágenes tridimensionales.

Principio de enfoque común: imágenes tridimensionales de toda la muestra

En términos de hardware, su ventaja central es queConfiguración óptica precisa: primero, equipado con un objetivo de corrección de campo plano de eliminación de color complejo cepilan - apochromat, para optimizar la longitud de onda del láser de 405 nm, la distorsión de campo completo es muy pequeña, los artefactos de imagen y el ruido se reducen significativamente - en comparación con los objetivos ordinarios, el borde no es distorsionado, el plano es más limpio y la presentación de detalles es más precisa; El segundo es proporcionar dos tipos de configuración láser para ampliar el alcance de aplicación del microscopio confocal: el sistema de canal único (láser ultravioleta de 405 nm, producto láser de 2 tipos) logra una resolución transversal de 120 nm, mientras que el módulo de longitud de onda múltiple urgb (405 / 488 / 561 / 640 nm) admite imágenes de distribución de tintes fluorescentes, adaptación a escenarios como la observación celular de biomateriales.

Identificación de pigmentos de color con diferentes longitudes de onda de excitación

La resolución horizontal final (xy) alcanza los 120 nm, el paso mínimo de altura (z) es de 10 nm y la resolución de escaneo es de 6.144 × 6.144 píxeles, lo que puede capturar detalles a nivel nanométrico como límites de grano metálico y estructuras intercalares de polímeros.

(2) flexibilidad de imagen: Microscopio óptico y Microscopio confocal en uno

El sistema pasa“Diseño de optimización de procesos",Reducir el umbral de operación y mejorar la eficiencia:

No es necesario cambiar de dispositivo: la misma plataforma completa el posicionamiento de campo ancho y el análisis de enfoque común, realiza la observación de la luz reflejada y transmitida, y también puede realizar la observación de la caracterización morfológica; El método de Observación de campo ancho se utiliza para localizar la muestra, lo que facilita el análisis in situ adicional del microscopio confocal;

·Ahorrar tiempo en la configuración del instrumentoPor ejemplo, la caracterización de la luz reflejada de las muestras metalográficas y la observación de la luz transmitida de las láminas de roca se pueden conectar sin problemas;

· Flujo de trabajo inteligente: la operación guiada simplifica los pasos de imagen, y la adquisición automatizada de datos admite el escaneo por lotes de múltiples posiciones; El área de interés (roi) se puede definir en la vista previa, y solo se pueden recoger las áreas necesarias para evitar datos redundantes;

· Control de datos de todo el proceso: desde la regulación de los parámetros de imagen hasta el procesamiento posterior, son autónomos y controlables, combinadosZENSerie de software- - zen IntelligenceLograr la segmentación de la imagen y la identificación de fase impulsada por el aprendizaje automático,ZEN ConectarSe pueden superponer para gestionar imágenes experimentales multimodal,Almacenamiento de datos ZENPor su parte, proporciona un archivo inteligente de datos para satisfacer las necesidades de investigación de múltiples escenarios.

(3) expansión multifuncional: requisitos de toda la escena para la investigación de materiales de cobertura

Además de la imagen básica, el sistema pasa“Actualización del módulo- sí.Software especial",Ampliar los límites de la aplicación:

· Capacidad de análisis cuantitativo: estándarConfoMapSoftware que puede llevar a cabo la rugosidad..Ra / Rz), análisis de geometría y funcionalidad, generación de informes detallados con parámetros como volumen, profundidad y circunferencia; Después de instalar módulos opcionales, también se pueden realizar análisis tridimensionales de ft, estadísticas de evolución de la superficie y granos./.Recuento de partículas;

Detección de superficie tridimensional con confomap

· Pruebas no destructivas e in situ: se puede medir el recubrimiento sin destruir la muestra/.El espesor de la película, con accesorios de terceros como mesas frías y calientes y mesas de dibujo, puede rastrear la respuesta dinámica del material bajo los cambios ambientales;

· Fotoelectricidad unida:Junto con la microscopía electrónica de zeiss, se puede realizar un análisis de correlación a múltiples escalas e integrar datos de microestructura y propiedades macroscópicas.

2. aplicaciones típicas: de la detección industrial a la exploración de la investigación científica

I) calidad industrial y análisis de fallos

·Análisis de fallos de teléfonos móviles: generar imágenes de textura, superposiciones, mapas de altura de color (ancho de imagen1,1 mm) Localizar intuitivamente los arañazos de la carcasa, la deformación de la estructura interna y otros problemas;

·Caracterización de metales y aleaciones: observar la planitud de la superficie pulida por láser de la aleación de fabricación aditiva y analizar la diferencia entre los granos de Austenita y ferrita cerca de la soldadura de acero inoxidable bifásico (ancho de imagen)445 μm), ayudar a optimizar el proceso de soldadura;

· Prueba de desgaste: medir el volumen tridimensional del agujero de desgaste metálico, derivar parámetros como el área de la superficie y la profundidad, y cuantificar el grado de desgaste.

·Prueba de metal para el desgaste del material.Medición del volumen del agujero. Una vista tridimensional de un mapa de altura de color. A partir del informe se pueden derivar parámetros como volumen, superficie, profundidad, circunferencia y complejidad.

(2) investigación sobre la estructura y las propiedades de los materiales

·Polímeros y compuestos: presenta claramente la interfaz entre capas de polímeros compuestos de varias capas, sin interferencia de señal entre capas, ayudando al diseño del sistema de varias capas;

· Cerámica y materiales geológicos: la superficie cerámica muestra fluctuaciones microscópicas en mapas de altura de color; En el estudio de la permeabilidad de la arenisca, después de teñir por fluorescencia, pasa4 × 4Imagen de empalme (medición sin contacto), caracterización tridimensional de la distribución de poros;

·Detección de materiales funcionales: generar una vista tridimensional en color de los elementos ópticos difractivos (componentes de características de seguridad) en el documento para identificar con precisión la microestructura y las características antifalsificación.

Superficie cerámica

(3) investigación y desarrollo de nuevos materiales energéticos

En el estudio de las células solares de perovskita, el equipo utilizóEl LSM 900 MATLa función de imagen fluorescente de alta sensibilidad realiza el monitoreo en tiempo real del proceso de crecimiento de la película de perovskita. A través de la tecnología de etiquetado fluorescente multicolor, se observaron simultáneamente la aglomeración de vacantes de yodo y la migración de iones positivos orgánicos en el límite del grano, utilizandoIAEl análisis Auxiliar estableció una relación cuantitativa entre la densidad de defectos y la eficiencia de conversión fotoeléctrica. Mejora de la eficiencia de la batería preparada después de optimizar el proceso8%La capacidad de imagen espectral rápida del sistema puede ser 10 Distribución de defectos de toda la batería completada en minutosMapeo.

(4) control de calidad industrial

Introducción de un fabricante de automóvilesEl LSM 900 MATRealizar pruebas de calidad de juntas de soldadura láser de aleación de aluminio. Combinación de modos de imagen de luz reflejada en el sistemaIAEl algoritmo de reconocimiento de defectos detecta con éxito microcracks y defectos estomacales difíciles de encontrar por métodos tradicionales, con un tamaño mínimo reconocible de hasta1 μm. aprobado3DLa tecnología de reconstrucción mide con precisión el volumen, la densidad de distribución y la orientación espacial de los defectos, proporciona una base cuantitativa para optimizar los parámetros del proceso de soldadura y mejora la tasa calificada de soldadura después de la Aplicación.15%En la industria de la energía del hidrógeno, el sistema puede probar la estructura de la superficie y la rugosidad de las placas de las células electroliticas, mientras observa la integridad de la estructura de fibra del diafragma y garantiza el rendimiento de los componentes clave.

V) análisis de materiales geológicos

El LSM 900 MATEl modo de escaneo de luz reflejada puede reconstruir la estructura tridimensional de la roca, localizar la ubicación y profundidad de los poros y combinar Marcas fluorescentes para localizar la ubicación restante del petróleo, ayudando a evaluar la dificultad de la extracción y formular un plan razonable. Su espacio de alojamiento de muestras lo suficientemente grande como para apoyar el análisis morfológico y de tamaño de todo tipo de muestras geológicas, y la función de adquisición multicanal de componentes ligeros y pesados proporciona datos microcósmicos clave para la exploración energética.

III. perspectivas para el futuro: empoderar la innovación en múltiples campos

Con el desarrollo de la ciencia de materiales hacia la multifuncionalidad y la recombinación,El LSM 900 MATAmpliar continuamente los límites de la aplicación a través de actualizaciones continuas de software y expansión de módulos. En el campo de la investigación y el desarrollo de materiales sostenibles, sus condiciones suaves de imagen hacen posible observar el proceso de degradación in situ de los compuestos de matriz biológica; En el campo de la nueva energía, proporciona soporte de caracterización microscópica para el control de calidad de los componentes clave de las células electroliticas de energía de hidrógeno. Desde la investigación básica de laboratorio hasta el control de calidad de la línea de producción,Las propiedades y flexibilidad del lsm 900 Mat se han convertido en herramientas de caracterización en el campo de la ciencia de materiales. No solo ayuda a los investigadores a revelar los misterios microscópicos de los materiales, sino que también acelera la transformación de los resultados de la investigación científica en aplicaciones industriales a través de procesos de análisis estandarizados y datos cuantitativos. Con el apoyo de la tecnología óptica de zeiss, LSM 900 MATSeguirá liderandoEl desarrollo de la tecnología de caracterización microscópica de materiales proporciona un impulso continuo para la innovación de nuevos materiales y procesos.

Referencias

[1] zeiss. Zeiss lsm 900 guía de aplicación para la investigación de materiales

[2] zeiss. Zeiss lsm 900: airyscan 2 super resolución Image Technology [r]. Carl Zeiss Microscopy gmph, 2024.

[3] Aplicación de la microscopía confocal en la investigación de células solares de Perovskita [eb / ol] red de Ciencia de materiales 2025.

[4] Zeiss industrial Microscopy solution. Procesamiento de metales, 2025.