自从1957年Marvin L minsky发明激光共聚焦扫描显微镜以来（LSCM），其出色的成像分辨率和信噪比，使得其在医学和生物学研究方面得到了广泛应用。目前，除了知名显微镜品牌推出了各种基于共聚焦原理的显微镜之外，也有很多研究人员为了提高图像信噪比，根据自己实验的特点进行共聚焦显微镜的搭建，从而进行共聚焦成像。本期我们就来讲讲，想自己搭个共聚焦显微镜，该如何选择探测器。

当然在正式讲解之前，也想与各位分享一下滨松自研的大幅降低共聚焦成像门槛的显微成像模块MAICO点击了解详情。

激光共聚焦显微镜具有出色的成像分辨率和信噪比主要是因为使用了单色激光作为光源。单色激光具有方向性比较强、发散角度小、亮度高的特点。由于激光光源波束的波长都是相同的，可以从根本上消除色差。同时，在光源和检测器前面有一个针孔，其中光源针孔和检测的针孔的位置相对于物镜焦平面是共轭的，也是说经过光源针孔的点光通过一系列的透镜最终可同时聚焦于光源针孔和检测针孔，也就是所谓的“共聚焦”。这样的结构可以将焦平面以外的杂散光挡住，消除了球差，进一步提高了成像的质量。并且点光源可以通过对样品进行左右、上下的扫描可以获得厚标本不同层面的图像，可以对细胞或者组织厚片进行类似CT断层扫描的无损伤性连续光切片，然后利用计算机进行三维重建，能够实现从任意角度观察标本的三维剖面或者整体的结构。

因为使用的激光器和荧光探针的不同，到达探测器端的波长信号也各有不同。光电倍增管具有较广泛的波长检测范围，主要和阴极的材料有关，具有宽光谱的响应特性，不同材料的波长覆盖范围可以参考下图。所以在选型的时候，需要结合多个波段，选择在这几个波段下都有响应的光电倍增管。

光电倍增管通常具有较高的灵敏度，能够检测低强度的光信号。但是在同一个阴极材料在不同波段下的灵敏度也各不相同。常见的光电倍增管的阴极材料为多碱材料，但目前也有量子效率比较高的磷砷化镓（GaAsP）材料，如果需要观测波长为近红外光的荧光样品，也有砷化镓（GaAs）材料的光电倍增管型号。这几种阴极材料在不同波段下的量子效率的对比如下。

如果需要测量不同光强度水平的信号，那么选择具有良好线性响应的PMT非常重要。线性响应是指PMT在不同光强度下输出信号的比例保持恒定，如果选择光电倍增管的线性输出比较差，那可能在一些光比较强的环境下，出现线性偏离，影响成像的质量。

在激光共聚焦显微镜中，一般是通过控制激光转镜来控制激光扫描范围和扫描速度，扫描的速度越快，在单个点上停留的时间就比较少，那就需要光电倍增管能在短时间内获取该点的光强信息，需要有快的响应速度，响应速度越快，获得的信息就越多，成像质量就越好。

探测器的噪声是影响图像质量的一个关键因素，低噪声的探测器可以提高图像的清晰度和信噪比。光电倍增管由于是真空电子管，在没有任何光的时候，也会有信号输出，我们把这一部分的信号称之为暗噪声，暗噪声是不可避免的，所以只能是选择暗噪声比较低的光电倍增管来进行信号探测。

动态范围是指光电倍增管可以测量的最低和最高光强度之间的范围。动态范围越高，获取到的光强信息越全面，反映图像的信息就越多，所以光电倍增管的动态范围也是制约图像质量的关键因素。

除了以上的几点，那还有其他的因素会影响我们探测器选择，比如有效检测面积、体积大小、裸管或者模块等，所以在选择时，我们需要结合多个因素进行选择。其中，光电倍增管模块的产品相对来说使用比较简单，对客户的开发要求比较低，并且不太容易受到周围环境的影响，是我们探测器选型的首选，那以下也介绍几款常用在激光共聚焦显微镜应用中的光电倍增管模块，用于平时的选型参考。

以下是可以满足不同客户需求的探测器型号分享。

其中除了内置的放大器，滨松也提供单独的放大器产品，能够覆盖低通和高通频率范围。放大器的特性参数也会影响成像质量，所以大家需要根据采集速率和采集卡的参数范围选择合适的放大器产品。

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