Les microscopes confocaux ont une résolution supérieure — beaucoup plus élevée que les microscopes optiques conventionnels — et sont principalement utilisés dans les applications de mesure. Les microscopes confocaux peuvent être classés comme étant de type réflexion ou de type transmission en fonction du type d’éclairage utilisé pour l’imagerie. La plupart des microscopes confocaux utilisés dans les applications industrielles sont de type réflexion. Ils fournissent une image haute résolution avec toutes les zones de mise au point dans le champ de vision, même pour un échantillon dont la surface présente des bosses et des protubérances. Ils permettent la mesure non destructive sans contact de formes tridimensionnelles.
Les microscopes utilisant un laser comme source lumineuse sont appelés microscopes laser*1. Ce sont également des microscopes confocaux. Comme ils capturent une image bidimensionnelle en balayant des faisceaux de lumière en forme de points ou de lignes dans les directions XY, ils constituent également un type de microscope à balayage comme le microscope électronique à balayage (MEB) et le microscope à sonde à balayage (MSP).
En général, les performances d’un microscope optique dépendent largement de la longueur d’onde de la lumière qu’il utilise et de l’ouverture numérique (NA) de son objectif. Peu importe à quel point la longueur d’onde devient petite, à moins d’augmenter NA, vous ne pouvez pas obtenir une meilleure résolution. Pour observer des motifs fins, vous avez besoin d’un objectif à forte ouverture numérique et à fort grossissement. Cependant, si vous utilisez un objectif à fort grossissement et à forte valeur NA pour observer une surface inclinée ou rugueuse, il n’est pas possible d’obtenir une mise au point en tout point du champ de vision. En effet, plus le NA est élevé, plus la profondeur de champ diminue. Il existe un compromis entre la résolution et la profondeur de champ. Vous ne pouvez pas obtenir les deux en même temps.
Ce dilemme peut toutefois être résolu si vous utilisez un microscope confocal. Comment cela est-il possible ? La réponse réside dans l’optique confocale utilisée sur le microscope.
Image à haute résolution
L’optique confocale offre une caractéristique unique qui n’existe pas dans les microscopes conventionnels. Sur une image capturée avec l’optique confocale, les zones mises au point sont mises en évidence. C’est ce qu’on appelle le sectionnement optique. Il n’y a pas d’interférence de la lumière diffusée indésirable provenant des zones non focalisées sur les sections mises en évidence. Vous pouvez donc obtenir une image haute résolution à fort contraste. Si vous effectuez un Z-scan*2 et collez les images haute résolution de toutes les sections mises en évidence, vous pouvez créer une image avec toutes les zones mises au point. En d’autres termes, si vous capturez en continu les images des zones les plus lumineuses tout en changeant de position de mise au point et que vous les intégrez dans une seule image, vous obtenez une image avec mise au point sur toutes les zones dans l’ensemble du champ de vision. Par conséquent, on a l’impression que la profondeur de champ a été rendue plus profonde.
Image 3D
Grâce à l’effet de sectionnement optique, l’optique confocale possède un pouvoir de résolution dans la direction Z. L’optique confocale peut reproduire une structure tridimensionnelle à l’aide des données de position Z à chaque point obtenues à partir du balayage Z. Cela signifie que les microscopes confocaux peuvent effectuer diverses mesures qui ne sont pas possibles avec les microscopes optiques classiques, telles que la mesure de la forme, la mesure de l’écart de hauteur et la mesure de la rugosité.
- *1Le microscope laser est également connu sous le nom de microscope à balayage laser (LSM) ou de microscope à balayage laser (SLM).
- *2Le balayage Z est un balayage qui est effectué le long de l’axe optique tandis que la distance entre l’échantillon et l’objectif est modifiée.
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