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LEXT OLS5000 3D測量激光顯微鏡配備的兩套光學系統（彩色成像光學系統和激光共焦光學系統）讓其能夠獲取彩色信息、高度信息和高分辨率圖像。
[獲取彩色信息] 
彩色成像光學系統使用利用白光LED光源和CMOS相機獲取彩色信息。
[獲取 3D 高度信息和高分辨率共焦圖像]
激光共焦光學系統采用405納米激光二極管光源和高靈敏度光電倍增管獲得共焦圖像。淺焦深使其能夠用于測量樣品的表面不規則性。

[405納米激光光源]

光學顯微鏡的橫向分辨率隨著波長的減小而獲得提升。采用短波長激光的激光顯微鏡相比采用可見光（峰值550納米）的傳統顯微鏡具有更優的橫向分辨率。 OLS5000顯微鏡利用405納米短波長激光二極管獲得卓越的橫向分辨率。

[激光共焦光學系統]

激光共焦光學系統僅接收通過圓形針孔聚焦的光線，并非采集從樣品上反射和散射的所有光線。這樣有助于消除模糊，讓其能夠獲得比普通顯微鏡對比度更高的圖像。

[X-Y掃描儀]

OLS5000顯微鏡配有奧林巴斯光學掃描儀。通過將采用電磁感應MEMS諧振掃描儀的X軸與采用Galvano掃描振鏡的Y軸相結合，能夠讓X-Y掃描儀定位于相對物鏡瞳鏡共軛的位置，因而能夠實現具有較低掃描軌跡失真和較小光學像差的卓越X-Y掃描。

[高度測量原理]

在測量高度時，顯微鏡通過自動移動焦點位置獲取多個共焦圖像。
根據非連續的焦點位置（Z）和檢測光強度（I）可以估算每個像素的光強變化曲線（I-Z曲線），并獲得其峰值位置和峰值強度。由于所有像素的峰值位置與樣品表面的不規則性相對應，因此可以獲得樣品表面的3D形狀信息。與此類似，通過峰值強度數據可以獲得針對樣品表面所有位置焦點的圖像（擴展圖像）。