Son principe
Avec la microscopie optique à balayage, le champ n’est pas uniformément éclairé dans sa totalité, mais balayé de manière continue par l'image d'un point lumineux fournie par l'objectif lui-même, donc par un « spot » dont la dimension est du même ordre de grandeur que la limite de résolution. Le flux lumineux transmis ou réfléchi en chaque point de l'objet, donc à chaque instant du balayage, est recueilli par un photorécepteur unique fournissant une analyse spatiale du niveau photométrique de l’objet. L'image obtenue est donc construite séquentiellement point par point.
La microscopie flying-spot est à l'origine de cette procédure. Le spot émis par l'écran d'un oscilloscope, ou tube analyseur, balayé selon une trame rectangulaire, est projeté dans le champ par le microscope (fig. 1). Un photorécepteur placé dans la pupille du condenseur capte l'information sur le facteur de transmission en chaque point de l'objet et délivre un signal photoélectrique qui, appliqué à un second oscilloscope ou tube moniteur dont le balayage est synchrone de celui du tube analyseur, permet l’affichage d’une image (signal appliqué au canon) ou une analyse photométrique de l’objet (signal appliqué à l'entrée).
 Fig. 1 - Microscope flying-spot |
En fait l'intérêt premier du balayage est de permettre la microscopie quantitative, le signal photoélectrique n'étant porteur à chaque instant que de l'information relative à un seul point résolu dans le champ.
Les améliorations
La mise en œuvre de cette méthode de balayage optique présentant de sérieuses difficultés, celle-ci fut rapidement remplacée par la technique du balayage électronique de l'image à l’aide d’une chaîne de télévision classique captant l'image fournie par le microscope, facilitant l’observation collective mais limitant le champ analysé au nombre de points du standard télévision. Les possibilités actuelles des moyens informatiques et l’existence d’objectifs de microscope à champ plan qui permettent le traitement de l'information pour l'ensemble des points résolus de ce champ, ont favorisé un regain d’intérêt pour le balayage par l'image d'un point lumineux. Deux sortes de configuration se sont développées. La première, améliorant légèrement la résolution et permettant une analyse en profondeur de l'objet par sa faible latitude de mise au point, est dite confocale. Une source ponctuelle S étant projetée dans le plan de l'objet A, le flux lumineux transmis en ce point (fig. 2) est recueilli par un récepteur R, également ponctuel, par l'intermédiaire d'un second objectif identique au premier (de même ouverture numérique). L'objet doit être animé d'un double mouvement de translations orthogonales par rapport à l'ensemble des deux objectifs, ce qui n’est pas aisé à réaliser sans perturber la mise au point et sans limiter la fréquence de balayage compte tenu des masses des deux corps de microscope associés aux objectifs ou de celle de la platine porte-objet.
 Fig. 2 - La microscopie confocale |
La seconde configuration, plus proche du système flying-spot et plus facile à mettre en œuvre en microscopie par réflexion, utilise un faisceau lumineux issu d'un laser focalisé dans le plan de l'objet à travers le microscope (fig. 3) en un point image ponctuelle d'un trou source Ts. Ce faisceau, sous l'action d'un système déflecteur XY, balaie le plan de l'objet A suivant deux directions perpendiculaires. Le flux lumineux réfléchi par l'objet, subissant au retour l'action du déflecteur, est focalisé sur un trou ponctuel Tr, puis recueilli par un photorécepteur unique PM placé dans un plan pupillaire. Cette méthode de balayage laser, profitant de la confocalité grâce aux trous ponctuels conjugués Ts et Tr, permet de plus les applications liées à l'irradiation ponctuelle par un faisceau laser intense, telle l’excitation de la fluorescence.
 Fig. 3 - Microscope à balayage laser |
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