激光共聚焦顯微鏡、掃描電鏡和原子力顯微鏡都是科研領(lǐng)域中常用的成像系統(tǒng)，它們?cè)诜直媛?、掃描?qū)動(dòng)方式、立體成像、工作環(huán)境以及應(yīng)用范圍等方面存在顯著的區(qū)別。以下是對(duì)這三者區(qū)別的詳細(xì)介紹：

一、極限分辨率

激光共聚焦顯微鏡：極限分辨率為150nm。它采用極純單色短波可見光做光源成像，通過更換物鏡可改變分辨率和圖像質(zhì)量。

掃描電鏡：極限分辨率為20nm~0.8nm。它根據(jù)電子槍發(fā)射原理不同，采用電子光學(xué)成像，主要通過改變電磁透鏡的焦距來改變分辨率。

原子力顯微鏡：極限分辨率為0.1nm。它采用杠桿放大激光測距成像，掃描針尖的曲率半徑?jīng)Q定分辨率。

二、掃描驅(qū)動(dòng)方式

激光共聚焦顯微鏡：使用計(jì)算機(jī)控制的激光轉(zhuǎn)鏡控制激光掃描范圍和掃描速度，從而控制放大倍數(shù)和圖像質(zhì)量。

掃描電鏡：計(jì)算機(jī)控制的掃描線圈控制電子束掃描范圍和掃描速度，從而調(diào)節(jié)放大倍數(shù)和圖像質(zhì)量。

原子力顯微鏡：計(jì)算機(jī)控制的壓電位移傳感器驅(qū)動(dòng)樣品臺(tái)X、Y方向掃描，實(shí)現(xiàn)掃描范圍和掃描速度調(diào)控，從而改變放大倍數(shù)和圖像質(zhì)量。

三、立體成像

激光共聚焦顯微鏡：通過納米精度步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)樣品在Z軸方向逐層成像，然后軟件將設(shè)定的各層圖像合成清晰立體圖像。

掃描電鏡：單幀圖像具有很大景深，但屬于二維圖像，通過立體對(duì)技術(shù)可實(shí)現(xiàn)三維成像。

原子力顯微鏡：成像的本質(zhì)就是測量表面每個(gè)像素點(diǎn)的高低，描繪出立體形貌。每個(gè)像素Z方向的數(shù)據(jù)B須是精確的，否則形貌不準(zhǔn)確。

四、工作環(huán)境

激光共聚焦顯微鏡：可以在大氣環(huán)境中進(jìn)行測試樣品。

掃描電鏡：B須在高真空環(huán)境下進(jìn)行測試樣品。

原子力顯微鏡：可以在大氣環(huán)境中進(jìn)行測試樣品，甚至在液體環(huán)境下也能夠保持較好的工作。

五、應(yīng)用范圍及樣品制備

激光共聚焦顯微鏡：

應(yīng)用范圍：幾倍到幾千倍，樣品制備簡單。

應(yīng)用領(lǐng)域：細(xì)胞生物學(xué)、生物化學(xué)、藥理學(xué)、生理學(xué)、發(fā)育生物學(xué)、遺傳學(xué)和組胚學(xué)、神經(jīng)生物學(xué)、微生物學(xué)和寄生蟲學(xué)、病理學(xué)及病理學(xué)臨床應(yīng)用、免疫學(xué)、環(huán)境醫(yī)學(xué)和營養(yǎng)學(xué)等。

掃描電鏡：

應(yīng)用范圍：幾倍到幾十萬倍，樣品制備稍微復(fù)雜一些，但總體也很簡單。

應(yīng)用領(lǐng)域：材料科學(xué)、納米技術(shù)、生物學(xué)、半導(dǎo)體行業(yè)、地質(zhì)學(xué)等。

原子力顯微鏡：

應(yīng)用范圍：幾萬倍到幾千萬倍，要求樣品非常平坦，樣品制備很難。

應(yīng)用領(lǐng)域：材料科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)研究、納米技術(shù)研究、表面物理化學(xué)研究等。

綜上所述，激光共聚焦顯微鏡、掃描電鏡和原子力顯微鏡在多個(gè)方面存在顯著差異。這些差異使得它們?cè)诓煌I(lǐng)域的研究中具有各自獨(dú)特的優(yōu)勢和適用性。