超(chao)景深(shen)顯微鏡(jing)是(shi)一種高分(fen)辨率顯微鏡(jing)，其特(te)點是(shi)能(neng)夠在不(bu)犧牲(sheng)景深(shen)的情況(kuang)下獲得高分(fen)辨率圖像。在傳統顯微鏡(jing)中(zhong)，只有焦(jiao)平(ping)面(mian)內的樣品才會(hui)清(qing)(qing)晰(xi)可(ke)見(jian)(jian)，而(er)(er)焦(jiao)平(ping)面(mian)之外的部分(fen)則會(hui)模糊不(bu)清(qing)(qing)。這是(shi)因為(wei)傳統顯微鏡(jing)的景深(shen)非常有限，只有幾個微米左右。但在超(chao)景深(shen)顯微鏡(jing)中(zhong)，由于采用了特(te)殊的光學設計和算法處理，可(ke)以實(shi)現更大(da)的景深(shen)范(fan)圍(wei)，從而(er)(er)使(shi)整(zheng)個樣品都能(neng)夠保持清(qing)(qing)晰(xi)可(ke)見(jian)(jian)。
其(qi)原理(li)是(shi)通過改(gai)(gai)變(bian)光(guang)路來(lai)實現的。傳統顯微鏡中，光(guang)線(xian)經過物(wu)鏡后進入目鏡，形成焦(jiao)平面上(shang)的清(qing)晰圖像。而在超(chao)景深顯微鏡中，除(chu)了(le)(le)物(wu)鏡和(he)目鏡之外，還(huan)加入了(le)(le)一個(ge)特殊的光(guang)學元件——超(chao)景深控(kong)制器。這個(ge)控(kong)制器可以調整光(guang)線(xian)的干涉和(he)相位差(cha)，從(cong)而改(gai)(gai)變(bian)光(guang)路，實現更大的景深范圍。
具體來說，超景(jing)深(shen)控制器(qi)利(li)用(yong)了干(gan)涉的(de)(de)(de)(de)(de)(de)原理，將來自不同(tong)深(shen)度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)線(xian)重(zhong)新疊加在(zai)一(yi)起(qi)，形(xing)(xing)成一(yi)個(ge)(ge)清晰的(de)(de)(de)(de)(de)(de)圖像(xiang)。干(gan)涉是指兩個(ge)(ge)或多個(ge)(ge)光(guang)波相(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時發(fa)生的(de)(de)(de)(de)(de)(de)現象(xiang)，它(ta)會產生明暗(an)交替的(de)(de)(de)(de)(de)(de)條紋圖案。超景(jing)深(shen)控制器(qi)利(li)用(yong)這種干(gan)涉現象(xiang)，使(shi)(shi)來自不同(tong)深(shen)度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)線(xian)在(zai)特定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)位(wei)置上相(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)，疊加后形(xing)(xing)成清晰圖像(xiang)。同(tong)時，超景(jing)深(shen)控制器(qi)還可以調整(zheng)光(guang)線(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)(xiang)位(wei)差，使(shi)(shi)得非焦平面(mian)上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)線(xian)也(ye)能夠貢獻到圖像(xiang)中(zhong)，從而實現更(geng)大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)景(jing)深(shen)范圍。
除了光學設計(ji)之外(wai)，超景深顯(xian)(xian)微(wei)鏡(jing)還需(xu)要配合計(ji)算(suan)(suan)(suan)機算(suan)(suan)(suan)法(fa)來處理圖(tu)像(xiang)。因(yin)為它所(suo)獲得的圖(tu)像(xiang)包含了來自(zi)不(bu)同深度(du)的光線，需(xu)要通過計(ji)算(suan)(suan)(suan)將(jiang)這(zhe)些光線重新組合成(cheng)一個清(qing)晰的圖(tu)像(xiang)。這(zhe)個計(ji)算(suan)(suan)(suan)過程需(xu)要考慮許(xu)多因(yin)素，比如光路的形狀、深度(du)分辨率、噪聲等等。但是，由于(yu)計(ji)算(suan)(suan)(suan)機技術的不(bu)斷進步，現在(zai)已經可以實時對(dui)圖(tu)像(xiang)進行處理和顯(xian)(xian)示(shi)。
目前，超景(jing)深顯微(wei)(wei)鏡可(ke)以(yi)應用于許多領(ling)(ling)域(yu)，比如生(sheng)物(wu)醫學(xue)(xue)、材(cai)料(liao)(liao)科(ke)學(xue)(xue)、納(na)米技術(shu)等(deng)。在生(sheng)物(wu)醫學(xue)(xue)領(ling)(ling)域(yu)，它(ta)可(ke)以(yi)用于觀(guan)(guan)察細胞(bao)、組(zu)織和器(qi)官的結構(gou)和功能，對疾病的診斷(duan)和治療具有重要意義。在材(cai)料(liao)(liao)科(ke)學(xue)(xue)領(ling)(ling)域(yu)，它(ta)可(ke)以(yi)用于觀(guan)(guan)察材(cai)料(liao)(liao)表(biao)面的微(wei)(wei)觀(guan)(guan)結構(gou)和化(hua)學(xue)(xue)成分(fen)，對新材(cai)料(liao)(liao)的設計和合成提供幫助。在納(na)米技術(shu)領(ling)(ling)域(yu)，它(ta)可(ke)以(yi)用于觀(guan)(guan)察和制造納(na)米級(ji)別的器(qi)件和結構(gou)，對納(na)米技術(shu)的發(fa)展具有重要意義。
