一、激光光源系统 —— 精准“点亮”样品的核心引擎

在共聚焦显微镜中，激光被用作激发光源，其高强度和高准直度是实现点扫描和光学切片的关键。徕卡系统的激光光源主要有两种配置：

 

多线固体激光器组合：常见于TCS SP8等机型，集成多个固态激光器（如405nm、488nm、552nm、638nm等）和多线氩离子激光器（覆盖458-514nm），为不同荧光染料提供多种激发选择。

 

白激光：STELLARIS系列的一大标志性突破，可输出从440nm到790nm连续可调的光谱，支持灵活选择任意激发波长，并为复杂的多色实验提供了极大便利。

 

此外，系统还配备用于宽场观察的LED或金属卤化物灯，以便在共聚焦扫描前快速定位和寻找视野。

 

二、、光束分裂与扫描系统 —— 精密路径控制的核心

这部分位于扫描头内部，负责精准引导激光至样品并高效收集荧光信号。

 

声光可调滤光器：控制激光输出的强度（0-100%连续可调），确保照射到样品的激光能量精确可控。

 

声光分光器：徕卡专利技术，可替代传统分束镜，精确分离激发光和发射光，同时高效透射90%以上的发射荧光至检测器，显著提升灵敏度。

 

扫描振镜系统：通过快速移动的反射镜控制激光束在样品上扫描。徕卡提供常规振镜扫描器和高达8kHz的共振扫描器，后者可大幅提高成像速度，适用于捕捉细胞内钙火花等快速动态事件。

 

针孔：共聚焦成像的关键部件，位于光路中发射光焦点处，只有焦平面的信号光能通过，有效阻挡非焦平面的杂散光，实现光学切片。

 

三、检测器系统 —— 捕获微弱荧光信号的关键

被激发产生的荧光经针孔过滤后，最终到达检测器转换成电信号。徕卡共聚焦系统通常配备多通道检测器组合，以同时采集多个颜色的荧光。

 

光电倍增管：共聚焦显微镜的经典检测器件，灵敏可靠，适用于大多数常规成像场景。

 

HyD高灵敏度混合检测器：徕卡新一代核心技术，结合了PMT和雪崩光电二极管的优点，灵敏度极高（光子探测效率显著优于PMT），尤其适合检测弱荧光信号，并可在低激光功率下成像，减少光毒性。

 

光谱型检测器（棱镜分光）：SP8和STELLARIS系列均配备基于棱镜的全光谱检测器，检测波长范围可达400-850nm，每个通道的发射光谱带宽可连续调节（步进精度1nm），极大地增强了多色成像的灵活性和准确性。

 

四、控制系统与软件 —— 成像流程的“指挥官”

一套强大的计算机系统和用户友好的控制软件，是硬件发挥性能的保障。

 

计算机及图像存储系统：配备高性能工作站，负责控制硬件、实时接收并处理来自检测器的图像信号，最终在屏幕上呈现清晰的共聚焦图像。

 

图像采集与分析软件（如LAS X）：提供直观的图形界面，用于设置成像参数、控制硬件运行，并集成了三维重建、荧光强度分析、共定位等多种图像分析功能。

 

TauSense：STELLARIS系列独有的基于荧光寿命的成像工具集，能获取样品荧光寿命信息，提供不同于传统强度的新对比度，改善图像质量，并可分离光谱高度重叠的染料。

 

五、扩展与升级模块 —— 性能提升的可选部件

徕卡共聚焦平台支持按需添加多种功能模块：

 

超分辨模块：结合STED技术突破光学衍射极限，XY分辨率可达50nm。

 

活细胞工作站：配备CO₂浓度、温度和湿度控制的孵育系统，支持长时间活细胞动态观察。

 

双光子/多光子模块：采用更长波长激光进行深层组织成像，穿透深度可达1mm。

 

荧光寿命成像模块：用于分析样品荧光寿命和分子相互作用（如FRET-FLIM）。