奥林巴斯3D激光共焦测量显微镜LEXT OLS5100

更智能的工作流程，更快速的实验设计

实现高效实验的实用功能

具有出色精度和光学性能的LEXT™ OLS5100激光扫描显微镜配备了让系统更加易于使用的智能工具。其能够快速高效完成亚微米级形貌和表面粗糙度的精确测量任务，既简化了工作流程又能让您获得可信赖的高质量数据。

简化测量检测流程

LEXT OLS5100显微镜的智能实验管理助手（Smart Experiment Manager）通过自动完成需要耗费大量时间的任务帮助您简化实验工作流程。

• 自动创建您的实验计划

• 将数据自动填充到实验计划矩阵中，减少错误输入的机会

• 一目了然的数据趋势可视化工具

*需要使用实验流辅助应用程序OLS51-S-ETA。

值得您信赖的数据

专为LEXT显微镜设计的物镜能够提供高度精确的数据，确保显微镜的测量精度。与智能物镜选择助手（Smart Lens Advisor）搭配使用，就可获得可靠的高精度数据。

• 针对405 nm波长优化的专用LEXT光学器件可减少像差，从而能够在整个视场获取到样品的真实形貌

• 智能物镜选择助手（Smart Lens Advisor）还可帮助您选择合适的物镜进行粗糙度测量

按下按钮即可获得可靠数据

精心设计的软件让新手和经验丰富的用户都能够轻松使用显微镜。

• 轻松获得准确数据 - 将样品放在载物台上按下开始按钮即可

• 在客户的实验环境下也能提供有保证的测试结果

体验激光显微镜的优势

亚微米3D观察/测量

观察纳米范围的台阶，并可测量亚微米级别的高度差。

ISO25178 - 符合标准的表面粗糙度测量

可测量从线到面的表面粗糙度。

非接触、无损且快速

无需制备样品 - 只需将样品放在载物台上即可测量。

传统测量工具	激光显微镜
光学显微镜、数码显微镜 无法测量较小的形貌	精密3D测量
横向分辨率较差	0.12μm横向分辨率
测量结果不可追溯	测量结果可追溯
接触式表面粗糙度测试仪 可能会损坏样品表面	非接触式测量不会损坏样品
仅提供一条线的信息	精准定位测量
白光干涉仪 难以获取粗糙表面形貌	通过捕获微小斜面实现准确的 表面粗糙度测量
扫描电子显微镜（SEM） 没有彩色信息	高清彩色观察
样品必须提前进行破坏和制备	无损测量且无需制备样品
无法获取3D形貌	精确的3D测量

LEXT™ OLS5100激光扫描显微镜基本原理

配置

LEXT OLS5100显微镜配备彩色成像和激光共焦两套光学系统，能够同时获取彩色信息、高度信息和高分辨率图像。

彩色光学系统

彩色成像光学系统使用白光LED光源和CMOS成像传感器获取彩色信息。

3D形貌信息和高分辨率图像

激光共焦光学系统采用405 nm激光二极管光源和高灵敏度光电倍增管获取共聚焦图像。浅焦深特性使其能用于测量样品的表面不规则性。

OLS5100 3D测量激光显微镜的配置

405nm激光光源

采用短波长激光光源的激光显微镜相比采用可见光（峰值550nm）的传统显微镜具有更优的横向分辨率。OLS5100显微镜的405 nm激光光源能够获得出色的横向分辨率

激光共焦光学系统

激光共焦光学系统仅接收通过圆形针孔聚焦的光线，并非采集从样品上反射和散射的所有光线。这样有助于消除模糊，让其能够获得比普通显微镜对比度更高的图像。

X-Y扫描振镜

显微镜光学扫描振镜的X轴采用电磁感应MEMS扫描振镜，Y轴采用Galvano扫描振镜，X-Y扫描振镜定位于相对物镜光瞳共轭的位置。其结果是可以实现具有较低扫描轨迹失真和较小光学像差的精确X-Y扫描。

传统的激光显微镜（近端Galvano结构）OLS5100显微镜（2轴一体式结构）

在测量高度时，显微镜通过自动移动焦点位置获取多个共焦图像。根据非连续的焦点位置（Z）和检测光强度（I）系统可以估算每个像素的光强变化曲线（I-Z曲线），并获得其峰值位置和峰值强度。由于所有像素的峰值位置与样品表面的不规则性相对应，因此可以获得样品表面的3D形貌信息。与此类似，通过峰值强度数据可以获得样品表面所有位置均对焦的图像（扩展图像）。

高度测量原理

可让您的测量任务实现多达30%的提速

检测新材料时管理实验条件具有挑战性和复杂性，我们为此设计了可通过关键步骤自动化（如创建实验计划）简化这一过程的智能实验管理助手（Smart Experiment Manager）。创建计划之后，所采集的数据就会自动填充电子数据表格。您再也不必浪费时间将实验信息从显微镜系统保存到计算机上，系统会为您完成所有这些工作。

简化测量检测流程

智能实验管理助手

提高您的工作效率

定义评估条件后，智能实验管理助手（Smart Experiment Manager）就会自动创建实验计划，节省您的时间。之后您只需制备样品并将其放在载物台上然后按下按钮，系统将完成其余的工作。

大限度减少输入错误

无需通过手动方式将数据输入Excel单元格，软件可自动将值添加到实验计划矩阵中，从而减少可能导致数据出现问题的转录错误。只需点击几下鼠标，您就可以将实验数据导出到Excel电子表格。

方便的数据访问和组织

通过点击实验计划中的每个单元格，软件即可自动生成包含评估条件的文件名，从而方便保存记录。每个文件均包含关联的图片和数据。

提早发现问题

该软件可以显示帮助您更好地了解实验期间所收集数据的颜色图。直观的图表布局和热图能够实现快速的数据可视化，这样如果有任何问题，更容易在早期发现和纠正。

值得您信赖的数据

适用于LEXT™显微镜的物镜能够提供精确的数据，确保显微镜的测量精度。与智能物镜选择助手（Smart Lens Advisor）搭配使用，就可获得可靠的高精度数据。

智能物镜选择助手

要想实现精确的粗糙度测量，选择合适的物镜非常重要。但如何才能知道选择哪种物镜呢？我们通过智能物镜选择助手（Smart Lens Advisor）让这一过程得到简化。只需输入诸如视场和想要使用的物镜等一些基本信息，智能物镜选择助手（Smart Lens Advisor）就会告诉您该物镜的推荐程度。这样，就可以确定您所使用的物镜对于测试而言是否合适。

让物镜的选择不必依靠猜测

智能物镜选择助手（Smart Lens Advisor）通过三个简单步骤即可避免通过猜测为粗糙度测量选择合适的物镜。只需确定您的视场，启动智能物镜选择助手（Smart Lens Advisor），然后按下开始按钮，软件就会告诉您所选的物镜是否适合您的实验。

*对该测量值不做担保

减少重复实验的次数

智能物镜选择助手（Smart Lens Advisor）可以减少因错误选择物镜造成的实验时间浪费。

专用LEXT物镜

奥林巴斯提供一系列专为405nm开发的低像差物镜，倍数包括从10x至100x物镜。其中还包括低倍率和长工作距离物镜。所有LEXT专用物镜均可确保测量性能，由此可以选择适合您观察样品的物镜。

高级功能

横向分辨率

405nm紫色激光和专用高数值孔径物镜可以捕捉到传统光学显微镜、白光干涉仪或红色激光显微镜无法发现的精细纹理和缺陷。

红色激光          紫色激光

(658 nm:0.26μm线距)  (405nm:0.12μm线距)

MEMS扫描振镜

奥林巴斯MEMS扫描振镜能够实现具有较低扫描轨迹失真和较小光学像差的精确X-Y扫描。某些激光显微镜容易在边缘部位产生测量波动，而OLS5100显微镜无论在视场中心还是边缘区域测量均可获得稳定一致的结果。

MEMS扫描振镜

4K扫描技术

OLS5100显微镜可在X轴方向扫描4,096像素，是传统机型的四倍。4K扫描提高了高度测量的可靠性，改善了分辨率，信噪比提升了两倍。该显微镜无需图像处理就能检测几乎垂直的陡峭斜面和极低的台阶。

检测87.5°斜度的表面  德国国家计量研究所提供的6nm高度样品

（MPLAPON50XLEXT）   （MPLAPON20XLEXT）

双共焦系统

显微镜采用不同针孔直径的两个共焦光学通道。根据镜头类型和数据采集模式选择通道，实现可靠数据的采集。

Sq噪声（测量噪声）保证

Sq噪声是测量工具对高度检测分辨率的量化指标。OLS5100显微镜可保证测量符合ISO25178-700标准的要求。采用MPLAPON 100X LEXT物镜时测量噪声为1nm。

该值为在奥林巴斯指定条件下测得的典型值，并非担保值。

德国国家计量研究所提供的6nm高度样品（MPLAPON100XLEXT）

智能判定功能

传统激光显微镜使用图像处理技术（如平滑处理）消除噪声，但有时会将细微的高度不规则数据与噪声一起滤除，导致数据不够准确。OLS5100显微镜的智能判定算法可以自动检测可靠数据，可在不丢失细微高度不规则数据的情况下实现精确测量。

关闭智能判定功能     开启智能判定功能

按下按钮即可获得精确数据

无需培训，易于使用

经验丰富的用户和新手均可以利用Smart Scan II功能快速轻松获取数据。

将样品放在载物台上，按下“启动”按钮，显微镜即可完成其余操作。

快速、精确的测量

OLS5100显微镜的PEAK算法可在低倍率和高倍率下提供用于3D数据重建的快速、精确测量结果，其数据采集速度是传统激光显微镜的四倍。

在客户的实验环境下也能提供有保证的测试结果

使用任何测量工具的关键在于能够在其具体操作环境中实现测量性能。如果只是在制造商工厂担保设备性能，其在客户现场安装后极有可能无法获得相同的结果。为了确保您能够获得所需的性能，我方工程师将在客户的操作环境组装、调整和校准该设备。校准证书和检验结果仅在显微镜安装后才会签发，由此让您将能够充满信心地使用该系统。

提供可靠数据的先进技术

智能扫描II

PEAK算法

OLS5100显微镜采用了用于3D数据构建的PEAK算法。该算法可获得从低倍率到高倍率的高精度数据，并可缩短数据采集时间。

VLSI标准80nm高度样品

（MPLFLN10XLEXT）

精确的形貌数据

此前，由于样品条件和物镜的原因，并非始终能够获取到准确的形貌数据。OLS5100显微镜的自动判断系统可根据每个样品要求进行调整，同时HDR扫描通过改变检测灵敏度的方式获取两组形貌信息，以构建准确的形貌数据。

以前的型号        OLS5100显微镜

红宝石球，半径：1mm（MPLAPON20XLEXT）

跳跃扫描

在测量存在近似垂直面（如电子器件或MEMS）样品上的台阶形貌时，可通过限制Z方向扫描范围缩短数据采集时间。在不降低精度的情况下，100μm台阶可在大约10秒完成测量（在使用MPLAPON50XLEXT物镜时）。

硅表面的光致抗蚀图

由京都大学纳米技术中心提供

积极的可追溯性

为确保高质量的产品性能，OLS5100显微镜从物镜到激光头的每个组件均采用严格的生产系统制造而成。

测量结果基于与国家工业标准相关的可追溯系统。在显微镜交付时，资深工程师将进行系统的调整和校准，根据您的应用将显微镜调整到良好状态。

准确度和重复性双重保证*

测量工具的性能通常用准确度表示测量值与其真实值的接近程度，用重复性表示重复测量值的变化程度。奥林巴斯以基于可追溯系统的显微镜保证准确度和重复性，从而让您对测量结果充满信心。

大视野表面测量

OLS5100显微镜的电动载物台中包含一个长度测量模块，奥林巴斯以此确保拼接图像数据的准确性。尽管以前的激光显微镜也可根据图案匹配拼接数据，但OLS5100显微镜能够将长度测量模块的位置信息添加到模式匹配中，以可担保的精度获得高可靠性的拼接数据。

*仅适用于OLS5100-SAF/EAF

长度测量模块

精度管理功能

在将测量结果记录作为证据使用时，管理设备的状态就非常重要。OLS5100显微镜提供校准功能，可在每次测量之前使用带有校准证书的校准样品（选配）对设备状态进行校准。点击一个按钮即可使用校准样品完成校准工作，且校准结果将作为记录添加到报告中。

X-Y校准标样       Z校准标样

OLS50-CS-XY       OLS50-CS-Z

混合式减振

OLS5100显微镜采用螺旋弹簧和阻尼橡胶组成的混合减振装置来稳定操作环境。

*仅适用于OLS5100-SMF/SAF

混合式减振机构

全球服务网络

奥林巴斯提供全球技术支持（日本、美国、德国、中国、韩国、新加坡、印度和澳大利亚）。每个服务地点均配备拥有激光显微镜技术许可证的工程师，以及经过验证的校准系统，以此确保产品安装后的可靠使用。

人性化的高分辨率/高倍率观察

跟踪样品位置

实时宏观地图

当载物台移动时，系统生成的全景宏观地图将实时对移动路径上的图像进行拼接，帮助用户找到样品。宏观地图也可在报告中使用，将样品的放大图像与其整体图像的位置相关联。

解决聚焦难题

连续自动对焦

显微镜的连续自动聚焦功能可在移动载物台或改变物镜时让图像保持对焦状态，从而尽可能减少手动调整的必要。持续聚焦跟踪可让您能够快速轻松的进行观察。

当载物台移动时失焦   自动对焦

检测纳米级不规则形貌

用于纳米级实时成像的微分干涉观察（DIC）

通过实时纳米级观察检测样品中的微小损伤。微分干涉观察（DIC）可用于观察通常超出激光显微镜分辨能力的纳米级表面轮廓。得益于其激光DIC模式，OLS5100显微镜即便在5x或10x较低倍率下也能够获得与电子显微镜分辨率相当的实时图像。

晶片后表面

激光观察        激光DIC观察

硬盘启停区

彩色观察         彩色DIC观察

实现更加清晰的观察

彩色高动态范围（HDR）观察

彩色高动态范围（HDR）功能让您能够观察具有较低对比度或存在光晕样品的细微形貌。HDR以不同的曝光获取多个图像并将其进行合成。

超密度织物

关闭HDR的彩色图像       启用HDR的彩色图像

（20X物镜，1X变焦）     （20X物镜，1X变焦）

同时观察彩色和激光图像

双模式观察

同时观察激光图像和高分辨率彩色图像，方便评估颜色差异或评估金属表面上的腐蚀情况。该功能有助准确聚焦如镜面或薄膜等对比度极低的样品。

激光观察图像      彩色观察图像

丰富的数据采集工具

能够进行各种测量

多种数据采集模式

OLS5100显微镜拥有多种数据采集模式，这其中包括可在单视场同时获取彩色图像、激光图像和3D形貌数据的面扫描模式，以及在视场中心获取单线形貌的线扫描模式。也可使用薄膜厚度模式测量薄膜的厚度。

面扫描（彩色图像、激光图像、3D形貌）     线扫描（形貌）薄膜厚度（多层模式、断层模式）

宽视场下实现高分辨率测量

拼接模式

通过在平面方向拼接数据方式可获得高达3600万像素宽视场的精确数据。可在宏观地图上轻松指定目标区域。指定的拼接区域可保存留待以后导入。

拼接后的2D图像    拼接后的3D图像

硬盘主轴轮毂

（MPLAPON20XLEXT/5x5拼接）

分析透明薄膜的上表面形貌

上表面检测滤色片

当检测表面有透明薄膜的样品时，OLS5100显微镜可利用高反射光强度检测界面。上表面检测滤色片利用偏振特性检测上表面的形貌。

高速采集

带宽扫描

在有限目标区域使用3D成像或薄膜厚度模式时，带宽扫描可以改变Y方向的数据大小，从而仅采集相应区域的数据，提升采集速度。

1024 x 1024  1024 x 768  1024 x 512   1024 x 256   1024 x 128

可以捕捉细微的刮痕或凹凸点

超高清模式

超高清模式在光学分辨率大于单个像素尺寸时非常有用。可不切换物镜或使用变焦倍率的情况下准确捕捉到细微形貌。

确保一致性结果的功能

指定区域测量

简单分析

简单分析功能可在指定区域内测量台阶、线宽、表面粗糙度和体积。以往测量误差原因之一的边缘位置指定或体积测量时的阈值设定等都可自动完成，减少了人为误差；不管操作者熟练度都能测得稳定数据。

测量两个指定区域之间的台阶高差和距离

测量两个指定区域之间的角度差

测量指定区域的体积

测量指定区域的表面粗糙度

通过自动检测指定区域的边缘测量宽度

基于指定区域中的圆形自动识别测量半径R和距离基准平面的高度

一键式自动校正

自动校正

某些激光显微镜需要对采集到的数据进行诸如消除噪声和校正倾斜度等预处理，从而拖慢扫描时间并增加了工作量。OLS5100显微镜可在保留准确数据的情况下一键自动消除测量噪声，并可检测零高度位处的水平面（基准面）。无需复杂的设置，因此用户的技能和经验水平对结果影响极小。

 

自动校正之前            自动校正之后

 

一键式轮廓测量

轮廓测量

轮廓测量功能通过在图像上的待测量位置任意绘制测量线的方式显示表面轮廓。其还可测量任意两点之间的距离、宽度、横截面积和半径。与接触式测量工具不同的是，设定测量位置非常简单。测量线和点可在图像上标记，因此即便极小的区域也能够进行准确测量。

表面轮廓

 

自动提取特征点

轮廓辅助工具

可通过指定特定区域的大/小值点、两条线的交点、圆柱体中心或球体中心确定所需的测量线。在所获取的数据中指定一个位置时，可根据指定条件自动提取特征点，减少人为误差。

穿过球体中心测量线的设置

 

自动提取特征点

测量辅助工具

需要测量的点可使用高值点、低值点、中间值点、和/或平均值点进行准确指定。在所获取的数据中指定一个位置时，可根据指定条件自动提取特征点。

测量表面轮廓中高点和低点之间的台阶

 

综合分析及报告功能

ISO4287标准

线粗糙度测量

接触式表面粗糙度仪由于难以将探针定位在极小的位置上，因此无法精确测量管或线上的目标位置。OLS5100显微镜可让操作员从表面获取数据之后再确定测量线，由此轻松完成细小目标的线粗糙度测量。

超细管的线粗糙度测量

 

ISO25178标准

面粗糙度测量

OLS5100显微镜使用直径0.4μm的激光束扫描样品表面，这让其能够轻松测量接触式表面粗糙度仪无法测量的样品表面粗糙度。同时还可获取接触式表面粗糙度仪无法获得的表面彩色图像、激光图像和3D形貌数据，使得更多分析功能得以实现。

抛光金属表面的面粗糙度测量

 

精确的位置设定

平面测量

可在图像上进行各种测量，其中包括两点之间的距离、两条线形成的夹角以及指定位置的面积。另外还可提供自动边缘检测功能，无论操作人员技术如何都可以实现精确的测量位置设定。

与基准面进行对比

台阶高度测量

在所采集的数据中指定作为对比使用的高度参考位置和测量位置，可让您能够量化参考位置和测量位置之间的大值、小值和平均台阶差值。以上指定位置可保存供以后加载使用，这让该功能非常适合重复性测量。

定量形貌差异

差值测量

包括准许/不准许判别、磨损前后的形貌（高度）差异、表面积和体积在内的差异均可通过目测确定并进行量化。

只需点击一下，您就可在水平方向上对齐XYZθ数据和角度调整数据之间的位置，从而轻松分析表面形貌差异。

刀具刃部的磨损测量（MPLAPON50XLEXT）

 

自动检测表面不规则的样品

面积/体积测量

具有不规则表面形貌的部位的面积和体积可通过在采集图像内设置参考高度平面进行测量。软件也可根据样品形貌自动检测参考平面。

当发现具有表面不规则性的多个部位时，各部位的体积、面积、表面积以及距离参考平面高度均可进行测量。

Bump（MPLAPON20XLEXT）

 

台阶和面积测量

直方图分析

所获取的高度数据或颜色或激光强度的分布可以以直方图形式显示，能够用于台阶和面积的测量。另外也可提供模式、半值宽度和3σ以及自动直方图峰值检测等诸多统计量的输出。

光刻胶(MPLAPON100XLEXT)

 

自动测量重复形貌

球体/圆柱体/表面角度分析

微透镜阵列或导光板等样品具有重复的表面形貌，其半径、残差和表面角度均可进行测量。通过将特征部分指定为感兴趣位置之后，显微镜就可自动获取所有相同特征的数据。

球形分析模式的测量示例微透镜阵列（MPLAPON100XLEXT）

由KOSHIBU PRECISION CO.,LTD提供。

 

自动测量宽度和高度

自动边缘测量

半导体芯片上规则图案的宽度和高度可根据规定的检测条件轻松进行测量。也可根据样品特征对彩色图像、激光图像和3D形貌数据应用各种设置。该功能对于重复样品测量非常有用。

硅衬底上的光刻图形（MPLAPON100XLEXT）

由京都大学纳米技术中心提供

测量透明膜的厚度

薄膜厚度测量

可以测量透明膜的薄膜厚度和界面高度。多层模式有助于分析透明薄膜的3D延伸、结构和位置关系。断层模式可将光检测强度转换为图像，该模式在分析具有极低反射强度界面时特别有用

 

多层模式             断层模式

 

颗粒物直径/重心测量

自动颗粒分析

该功能可以自动检测颗粒。直径、重心、费雷特直径和圆度均可测量，并可将结果以直方图显示。

陶瓷颗粒（MPLAPON20XLEXT）

 

多个数据项目的比较分析

多文件分析

该功能可以并排显示多个获取的数据，并且统一显示比例、3D显示角度设定、图像校正和分析。对处理条件不同的多个样品进行分析非常有用。各种图像、配置文件和数值结果也可以导出到Excel表格中，从而可以快速排列和评价想要分析的项目。