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与旋转圆盘、扫场和旋转多边形显微镜的情况不同，共振扫描激光共聚焦显微镜能够通过使用多功能共焦变焦功能改变放大倍率而无需改变物镜。变焦控制的物理基础包括改变水平共振振镜扫描镜和垂直线性振镜的旋转角度。较小的扫掠角减少了被扫描样本的面积，同时保持相同的像素数，以有效地提供所选样本细节的放大图像。
本程序以窗口左侧所示的共振扫描共聚焦显微镜变焦光学系统的示意图以及右侧所示的样本窗口和Ronchi 光栅进行初始化。像素时钟激光器发出的光从谐振检流计反射镜的后表面反射，并在反射镜振荡时聚焦在 Ronchi 光栅上。光栅散射的光由扩束透镜收集并引导至光电二极管检测器。要操作本程序，请使用缩放倍率滑块将Ronchi 光栅盘旋转到更高的缩放值并观察样品尺寸如何变化。
调用共焦缩放功能需要更改用于可变像素时钟的 Ronchi 光栅中线的间距。图 1 中的圆盘包含四种尺寸的 Ronchi 光栅，每种尺寸都可以旋转到像素时钟光学系统中以改变缩放系数。当 Ronchi 光栅中的线尺寸和间距尺寸减少一半时（保持相同的总线数），缩放系数增加两倍。同样，将光栅线尺寸尺寸减小 4 倍可将缩放因子增加到 4 倍。可能的缩放设置数量取决于可变像素时钟可用的 Ronchi 光栅尺寸数量。尼康A1R HD25共聚焦显微镜能够进行 7 级变焦，范围从 1x 到 8x。交换光栅需要减小共振检流计的扫描角，这是使用显微镜控制电子设备中预先存储的信息来实现的，这些信息将检流计扫描角与选定的光栅协调起来。
图1 中的示意图概述了共振扫描共聚焦显微镜中基于 Ronchi 光栅的可变像素时钟的光学系统组件。像素时钟中的主要光学和电子元件显示在图的左侧，包括一个低功率半导体近红外激光源、一个包含不同间距 Ronchi 光栅的可旋转圆盘、中间透镜以聚焦反射激光束照射到 Ronchi 光栅上，光电二极管传感器检测通过光栅的光脉冲。图中右侧显示了激发和成像光学系统中涉及的组件，但为简单起见，成像组件的数量已减少到最少。
在操作中，由时钟二极管激光器发射的光被引导到谐振扫描仪反射镜的反射背面，而来自成像系统中涉及的激光器的光从同一反射镜的前侧反射。来自时钟激光器的反射光被一个会聚透镜聚焦，随着振镜的振荡运动同步扫过 Ronchi 光栅的表面。在光栅处，激光束在一系列交替的不透明线和等宽的透明空间上扫描。会聚透镜将时钟光束聚焦到小于光栅中线间距的尺寸，以确保光完全通过或部分被光栅阻挡，以取决于检流计反射镜的位置的交替方式。一个关键点是光栅表面水平的激光束光斑应明显小于光栅线宽，以消除衍射。由振荡电流计引起的光强波动由位于光栅正下方的光电二极管检测。
在谐振电流计的水平扫描周期内，时钟光电二极管记录由 Ronchi 光栅散射的激光脉冲，该脉冲可以电子转换为具有可变频率的像素时钟。当检流计反射镜处于其振荡周期的中心部分时，这些光脉冲会更频繁地出现，但当反射镜到达扫描结束并反转方向时，它们会减慢。光电二极管检测器的要求之一是处理可变脉冲频率（就带宽而言）的能力，并且它必须足够大以检测整个线扫描。检测器连接到跨导放大器，该放大器将光电二极管电流脉冲转换为放大电压，然后将其馈送到一个倍频器电路，该电路将每行的像素数量加倍。光电二极管和相关电子设备每行提供 256 个脉冲，倍频电路将此输出转换为每行 512 个脉冲，这些脉冲由图像采集卡采集并用于构建图像。
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