臺式掃描電子顯微鏡(Ultrasound Scanning Microscope,USM)是利用超聲波掃描樣品的原理而設計的一種顯微鏡，它可以進(jìn)行圖像采集，并將采集的圖像轉化為數字信號，再通過(guò)電腦分析處理形成影像。這種儀器在世界上很多地區已經(jīng)得到了應用并取得了良好的效果。在實(shí)際工作中，我們常常需要將樣品放在顯微鏡下進(jìn)行觀(guān)察，但是顯微鏡在使用過(guò)程中很容易出現聚焦不準確、光斑不完整或放大倍率不穩定等問(wèn)題，而USM就可以幫助我們解決這些問(wèn)題。USM具有以下特點(diǎn)：USM是基于超聲原理而設計的光學(xué)顯微鏡;USM通過(guò)高速數字信號處理系統可以實(shí)現圖像采集，并將獲得的圖像進(jìn)行快速數字處理分析;USM可實(shí)現圖像從粗到細的變化;超聲波對樣品表面有一定的穿透性，使得USM可以用于觀(guān)察表面不平整的區域;USM通過(guò)高速數字信號處理系統具有較高的放大倍率，可以獲得更清晰、更高質(zhì)量的圖像。
一、基于超聲技術(shù)而設計的光學(xué)顯微鏡：
傳統的光學(xué)顯微鏡是利用機械透鏡或凸透鏡將光聚焦到樣品上，而超聲波則是將光從樣品處反射出去。當被觀(guān)察物體在超聲波作用下產(chǎn)生變形時(shí)，可以產(chǎn)生不同的變形波：當反射的波進(jìn)入折射透鏡后形成散射波;在折射鏡下方的波形成透射(光衍射);當散射的波進(jìn)入凸透鏡并通過(guò)聚焦透鏡形成匯聚，在焦點(diǎn)處形成衍射圖案。因此，超聲波使得聚焦變得更加容易，可以實(shí)現從小到大的變化。USM是基于超聲技術(shù)而設計的一種光學(xué)顯微鏡，它可以獲得更清晰、更高質(zhì)量的圖像。USM可以實(shí)現圖像從粗到細的變化，而不是傳統顯微鏡一樣只有局部區域可觀(guān)察到(如：光斑大小、光斑中心位置等)。
二、USM可實(shí)現圖像從粗到細的變化：
臺式掃描電子顯微鏡可以實(shí)現從宏觀(guān)到微觀(guān)的圖像變化，所以在很多情況下，我們要觀(guān)察細胞或者是其他一些物體，只需要通過(guò)改變臺式掃描電子顯微鏡的焦距就可以得到不同的圖像。USM不僅具有上述功能，而且還增加了其他一些功能。USM可以獲得圖像從粗到細的變化：這是因為USM將超聲信號轉化為數字信號，并經(jīng)高速數字信號處理系統進(jìn)行分析，再轉換為數據信號來(lái)觀(guān)察樣品。USM具有較高的放大倍率：利用高速數字信號處理系統來(lái)實(shí)現圖像收集和轉換，因此具有較高的放大倍率。USM由于其特殊的工作原理而具有很高的靈敏度：因為是利用超聲波來(lái)檢測和掃描樣品，因此USM在觀(guān)察樣品時(shí)不僅可以用肉眼觀(guān)察，而且還能用數碼相機或電腦進(jìn)行直接觀(guān)察和記錄。
三、USM可實(shí)現表面不平整區域的觀(guān)察：
USM可實(shí)現從粗到細的變化，即從輪廓線(xiàn)到細節圖像都可以通過(guò)USM得到顯示和測量。另外，USM可以進(jìn)行非接觸式掃描成像，對微小細節如輪廓和缺陷有很好的識別能力。在機械加工過(guò)程中往往會(huì )遇到很多不平整區域，這對于零件表面質(zhì)量要求很高。
四、USM具有較高的放大倍率：
USM的放大倍率可以通過(guò)調節探頭來(lái)調整，可以達到5-15倍，甚至更高。由于超聲波的傳播速度非?？?約為聲速的10-20倍)，因此USM探頭在掃描樣品時(shí)要保持穩定的方向和穩定的速度才能保證成像區域不發(fā)生變形。在掃描過(guò)程中如果樣品表面被覆蓋，超聲波就會(huì )被減弱。如果覆蓋的厚度不大，超聲波還會(huì )被繼續增強。
