數碼顯微鏡全稱數碼顯微鏡操作系統,由于現在絕大部分產品的數據接口都采用的USB連接,又稱USB數碼顯微鏡,分為生物和體視兩種。除常規的室內使用顯微鏡外,由于某些工作的需要,又衍生出來一些相關的產品,比如為了滿足科研野外工作,顯微鏡廠商開發了手持式數碼顯微鏡,也稱便攜式數碼顯微鏡,光學配置相比傳統顯微鏡低,但是滿足了這一部分細分市場,也得到了市場的認可。
數碼顯微鏡的核心部分包括了光學部分和顯示芯片,現在主流的顯示芯片有CCD和CMOS兩種,前者優于后者。當數碼顯微鏡含微粒或低原子序數的極薄樣品成像時,由于數碼顯微鏡彈性散射電子的比率很小,而且大部分散射電子都在近軸區。因此用散射吸收的機理不能有效給出足夠襯度的圖像,這就是基于利用電子微粒性成像法的局限性,于是人們想到求助于電子顯微鏡的波動性。
從波動學說的角度,電子和樣品顯微鏡的作用可給出透射波和散射波,如果顯微鏡物鏡光闌能讓兩束或兩束以上的波同時通過,則顯微鏡中的像就是這些波經透鏡作用后,按一定相位關系干涉合成的結果。當相位條件合適時,散射波的振幅恰好可與透射波的振幅數值相加或相減,從而在徠卡數碼顯微鏡圖像上表現出相應的效果。由于顯微鏡樣品內的微結構決定了散射波的強弱分布,因此圖像上就會出現不同的干涉強度。這種強度分布就是像的相位襯度。研究表明,較佳相位條件要求數碼顯微鏡物鏡處于某種離焦狀態,而離焦量的大小應與物鏡的球差系數以及電子波長等匹配。換句話說,這種成像方法的特點是利用欠焦來補償物鏡的像差,從而顯著提高電子顯微像的分辨率。