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當代生命科學研究對光學顯微技術提出了越來越高的要求——更高的空間分辨率、更大的成像深度、更快的成像速度。特別是對于生物活體顯微成像來說，巴南顯微鏡，生物組織對光的散射使得噪聲大大增強，嚴重影響了空間分辨率和成像深度。為了提高成像深度，雙光子激發激光掃描熒光顯微技術自20世紀90年代提出后被廣泛應用于神經成像等領域，但是其逐點掃描的成像方式嚴重制約了成像速度。因為高分辨率光學顯微鏡的景深很小，數碼顯微鏡，要對樣品完成三維成像，通常需要數十層乃至上百層的二維圖像進行疊加重建得到，圖像采集和處理一般需要數分鐘甚至數十分鐘，要快速實時地獲取和顯示三維圖像非常困難。
瞬態室超分辨成像團隊在研究員姚保利和葉彤的帶領下，以雙目視覺原理和貝塞爾光束產生擴展焦場為基礎，提出了由四個振鏡組成的激光束立體掃描裝置，實現了對貝塞爾光束的橫向位置和傾角共三個維度的控制，突破了只有兩個自由度的傳統激光掃描不能實時切換視角的限制。通過對四振鏡立體掃描裝置的優化設計和控制，實現了對貝塞爾光束的三自由度快速掃描，可在毫秒量級進行雙視角切換，從而解決了激光掃描立體顯微成像系統中雙光路同時成像的技術難題，一次實現了基于雙視角實時激光掃描的立體顯微成像和顯示系統。該系統可對樣品進行立體動態成像和實時雙目立體觀測，其三維成像速度比傳統的逐點掃描方式提高了一到兩個數量級。該雙光子立體顯微系統為活體生物的三維實時成像和顯示提供了一種新的觀測工具。
“它可以讓我們像觀看立體電影一樣實時地觀測動態的三維微觀世界，無需光切片，無需耗時的三維圖像重構。”楊延龍如此總結這套系統的特點，他負責設計和完成了其中的立體掃描和成像顯示的關鍵部分。“雙目視覺成像是非常有效的三維信息獲取方式，但是現有的體視顯微鏡，空間分辨率和景深互相制約，我們利用三自由度掃描的貝塞爾光束進行非線性熒光激發突破了這種限制。”
這項研究先后在中科院“百人計劃”和國家自然科學的支持下，從基本原理驗證、關鍵技術突破，到原理樣機完成，原子力顯微鏡，經歷了從基礎研究到應用集成的各個環節。目前，課題組正在與國內外相關科研機構開展生物醫學應用的合作研究，期望盡快將該項技術應用于生物活體三維快速成像和顯示領域。
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在鋁工業行業中，對于顯微鏡及掃描電鏡的應用主要分為三個方面，一是鋁工業礦產資源勘查、開發與綜合利用方面；二是鋁產品加工過程中的金相組織檢驗及表面形貌觀察；三是鋁產品使用后的失效分析。
下面將對顯微鏡及掃描電鏡在這三個方面的應用分別作以闡述：
一、顯微鏡及掃描電鏡在鋁工業礦產資源勘探開發綜合利用方面的應用
1、鋁礦產資源勘探開發方面的應用
在鋁礦產資源勘探的過程中開展礦床地質研究，借助偏光顯微鏡及掃描電子顯微鏡對巖石組構，礦物成分，礦物、巖石和礦石的成因特征等進行詳細的觀察和研究是必不可少的方法手段。對偏光顯微鏡及掃描電鏡的性能、指標、功能都有較高的要求。例如作為研究需要，對礦物的顯微結構，顯微鏡的使用方法，特別是礦物內部結構要求觀察清晰、光學參數測定準確性都要求很高。蔡司的偏光顯微鏡結構緊湊、觀察方式齊全、使用方便，非常適合巖、礦石薄片分析領域的研究及檢驗使用。為提高巖石、礦石鑒定和研究水平，需要快速、、精準的顯微鏡設備。蔡司的掃描電鏡作為電子光學的領導企業，具有分辨率高，升級空間大，對巖石和礦物的表面形貌分析提供了可靠的依據。
2、鋁資源開發綜合利用方面----高粉煤灰資源開發
粉煤灰是燃煤電廠排放的主要廢棄物。由于粉煤灰顆粒小，很容易成為塵埃，污染空氣。另一方面，粉煤灰富含氧化鋁、氧化鐵、二氧化硅和其它多種金屬，具有一定的資源價值。因此，綜合治理和利用粉煤灰具有重大的經濟效益和環保意義。為此，我國有色金屬工業十二五規劃中，提出加強內蒙，山西等地區高粉煤灰資源的開發與利用。
采用光學顯微鏡、掃描電子顯微鏡，能譜儀等儀器可以研究粉煤灰在提鋁工藝過程中的微觀形貌和組成變化，從而指導其應采取的提鋁工藝，提高煤灰中鋁的提取率。所了解，內蒙古地區在國家有色金屬“十二五”政策的支持下，設立專業的科研平臺---大唐國際高鋁煤炭研發中心，據悉該中心近期購買了多臺蔡司的光學顯微鏡來進行粉煤灰的微觀結構研究，響應我國節能環保的發展理念。
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