普渡大学工程学院的研究人员正在开发已获得专利和正在申请专利的创新技术，使 3D 显微镜的运行速度更快，制造成本更低。
传统的大景深 3D 显微镜广泛应用于学术界和工业界，应用范围从生命科学到半导体制造中的质量控制流程。 普渡大学机械工程学院教授宋张表示，由于需要高精度平移台，它们捕获 3D 图像的速度太慢，而且建造成本太高。
“显微镜的这些缺点会减慢测量过程，使其难以用于需要高速的应用，例如现场质量控制，”张说。
有关普渡大学 3D 显微镜及其创新的研究已发表在同行评审的《光学快报》以及 2023 年 8 月和 2024 年 3 月的同行评审的《光学和激光工程》杂志上。 美国国家科学基金会拨款资助开展这项研究。
普渡大学的创新
张说，普渡大学的 3D 显微镜自动完成三个步骤：聚焦物体、确定最佳捕获过程以及为最终用户创建高质量的 3D 图像。
“相比之下，传统显微镜需要用户仔细遵循制造商提供的说明才能进行高质量的捕获，”张说。
张和他的同事使用电子可调镜头（ETL），无需移动部件即可改变成像系统的焦平面。 他说，使用镜头可以使 3D 显微镜更易于使用，并且制造成本更低。
“我们的一系列专利涵盖了如何校准 ETL、如何快速创建全焦点 3D 图像以及如何利用 ETL 硬件信息来加快数据采集过程，”张说。 “最终结果与传统显微镜相同：场景的 3D 表面图像。我们的不同之处在于其速度快且成本相对较低。”
下一步的发展步骤
张和他的团队在实验室开发了算法并创建了原型系统。 他们希望将他们的研究转化为商业产品。
“这需要一个工业合作伙伴，”张说。 “我们当然有兴趣帮助这一过程，包括分享我们的专业知识和研究成果，以使过渡顺利。”
张向普渡大学技术商业化创新办公室披露了这些创新成果，该办公室已申请并获得了专利来保护多项知识产权。
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