蔡司LSM 900 MAT共焦点レーザー走査顕微鏡（CLSM）は、材料研究のために作られた多機能イメージングシステムである。正置Axio Imager.Z 2 mまたは逆置Axio Observer 7光学顕微鏡をアップグレードでき、光学顕微鏡と共焦点イメージング能力を融合させ、明場、暗場、偏光、蛍光などの伝統的な観察を実現することができ、また非接触式検出によって三次元表面形態分析と非破壊測定を完成することができ、材料科学分析研究の多次元とマルチスケール分析ソリューションであり、さらに共焦点蛍光とAiryscanを配置することによって生物材料サンプルの高分解能蛍光特性評価を実現することもできる。

ZEISS LSM 900 MAT材料レーザー共焦点顕微鏡

一、核心優勢：技術突破とシステム効率アップ

（一）高分解能イメージング：光学原理からハードウェア保障まで

システムは共焦点光路に基づいて設計されている：レーザーはスキャナによって制御されているX、Y方向走査試料は、焦点面内情報（黄色）のみがピンホールで検出でき、焦点外情報（赤）/青色破線）がフィルタリングされ、対物レンズとサンプルの距離を移動し、一連の光学スライスを取得してスタックし、画素強度分析と結合して高度図を生成し、3次元イメージングを実現する。

共焦点原理：サンプル全体を三次元イメージングする

ハードウェアにおいて、その中心的な利点は正確な光学構成：1つは複素色収差平面視場補正C Epiplan-APOCHROMAT対物レンズを搭載し、405 nmレーザー波長の最適化に対して、全視野収差は極めて小さく、イメージングアーチファクトとノイズは顕著に減少した--通常の対物レンズと比べて、エッジに歪みがなく、平面がより清潔で、細部がより正確に現れた、第二に、2種類のレーザー配置を提供し、共焦点顕微鏡の応用範囲を拡大する：単チャンネルシステム（405 nm紫外レーザー、2種類レーザー製品）は120 nm横分解能を実現し、URGB多波長モジュール（405/488/561/640 nm）は蛍光染料分布イメージングを支持し、生体材料細胞観察などのシーンに適合する。

異なる励起波長を用いたカラー顔料の識別

最終レベル（XY）の解像度は120 nmに達し、高さ（Z）は最小ステップで10 nm進み、走査解像度は最高6144×6144画素で、金属結晶粒境界、ポリマー層間構造などのナノスケールの詳細を捉えることができる。

（二）画像形成の柔軟性：光学顕微鏡と共焦点顕微鏡の二重合体

システムパス“プロセス最適化設計”操作の敷居を下げ、効率を高める：

デバイスの切り替え不要：同じプラットフォームは広い場の位置決めと共焦点分析を完成し、反射光と透過光の観察を実現し、同時に形態特性評価観察を行うことができる、広い視野観察方式を用いてサンプルの位置決めを実現し、共焦点顕微鏡の更なるその場分析を容易にする、

•機器設置時間の節約例えば、金属金相試料の反射光キャラクタリゼーションと岩石フレークの透過光観察とはシームレスに接続することができ、

• インテリジェントなワークフロー：ウィザード式操作はイメージングステップを簡略化し、自動データ収集は多位置一括スキャンをサポートする、プレビュー図で関心のある領域（ROI）を定義し、必要な領域だけを収集し、冗長データを回避することができる、

• 全プロセス・データ管理：イメージングパラメータの調整から後期処理まで自主的に制御可能、組み合わせゼンシリーズソフトウェア--ZENインテリジェント機械学習駆動の画像分割と位相判別を実現し、ZEN コネクト多モード実験画像を重畳管理でき、ZEN データストレージインテリジェントなデータアーカイブを提供し、多シーン研究のニーズを満たす。

（三）多機能拡張：被覆材料の全シーン需要の研究

ベースイメージングに加えて、システムは“モジュールのアップグレード+専用ソフトウェア”アプリケーション境界を広げるには：

• 量子化解析能力:標準ConfoMap のソフトウェア、展開可能粗さ（Ra/Rz）、幾何形状、機能性分析、体積、深さ、周長などのパラメータを含む詳細な報告を生成する、オプションモジュールを追加すると、3次元フーリエ解析、表面進化統計、結晶粒も行うことができる/粒子数;

ConfoMapを用いた3次元表面検出

• 非破壊とその場検出：サンプルを破壊することなくコーティングを測定できる/フィルムの厚さ、冷熱テーブル、延伸テーブルなどの第三者部品を組み合わせて、材料の環境変化下での動的応答を追跡することができます、

• 光電併用：蔡司電子顕微鏡と併用することで、よりマルチスケール関連分析を実現し、ミクロ構造とマクロ性能データを統合することができる。

二、典型的な応用：工業検査から科学研究の探索まで

（一）工業品質と失効分析

•携帯電話の故障分析：テクスチャイメージ、オーバーレイマップ、カラー高さマップ（画像幅1.1ミリメートル）、ハウジングの傷、内部構造の変形などの問題を直観的に位置決めする、

•金属と合金の特性評価：増材製造合金のレーザー研磨表面の平坦度を観察し、二相ステンレス鋼溶接近傍のオーステナイトとフェライト結晶粒の差異（画像幅445μm）、溶接プロセスの最適化を支援する；

• まもうしけん：金属摩耗孔に対して三次元体積測定を行い、表面面積、深さなどのパラメータを導出し、摩耗の程度を定量化する。

•材料摩耗の金属試験。オリフィスの体積測定。カラー高さビューの3 Dビュー。ボリューム、サーフェス、深さ、周長、複雑さなどのパラメータをレポートからエクスポートできます。

（二）材料構造と性能の研究

•ポリマーと複合体：多層複合ポリマーの層間界面を明確に呈示し、層間信号干渉がなく、多層システム設計を支援する、

• セラミックスと地質材料：セラミック表面は色高さ図で微視的な起伏を展示し、砂岩空隙率の研究では、蛍光染色後に4×4接合イメージング（非接触測定）、3次元特性化細孔分布、

•機能材料検出：文書中の回折光学素子（安全特性コンポーネント）に対してカラー3 Dビューを生成し、ミクロ構造と偽造防止特性を正確に識別する。

セラミック表面

（三）新エネルギー材料の開発

ペロブスカイト太陽電池の研究では、チームはLSM 900 マットの高感度蛍光イメージング機能を実現し、ペロブスカイト薄膜成長過程のリアルタイムモニタリングを実現する。多色蛍光標識技術により、粒界におけるヨウ素空孔凝集と有機陽イオン移動現象を同時に観察し、AI補助分析は欠陥密度と光電変換効率の量子化関係を確立した。最適化プロセス後に製造されるバッテリ効率の向上8%、システムの高速スペクトルイメージング能力は 10 バッテリ全体の欠陥分布を分で完了マッピング。

（四）工業品質管理

ある自動車メーカーが導入LSM 900 マットアルミニウム合金レーザ溶接継手の品質検査を行った。システムの反射光イメージングモード結合AI欠陥識別アルゴリズム、伝統的な方法では発見しにくいマイクロクラックと気孔欠陥の検出に成功し、最小識別可能サイズは1μmを選択して設定できます。3D再構築技術は欠陥の体積、分布密度及び空間配向を正確に測定し、溶接プロセスパラメータを最適化するために量子化根拠を提供し、応用後の溶接合格率の向上15%水素エネルギー産業において、このシステムは電解槽極板の表面構造と粗さを検査することができ、同時にダイヤフラム繊維構造の完全性を観察し、重要なコンポーネントの性能を保障する。

（五）地質材料の分析

LSM 900 マットの反射光走査モードは岩石の三次元構造を再建し、孔の位置と深さを定位し、蛍光標識と結合して残油の位置を定位し、採掘の難しさを評価し、合理的な方案を制定するのに役立つ。その十分に大きいサンプル収容空間は各種類の地質サンプルの形態とサイズ分析を支持し、軽量成分の多チャンネル収集機能はエネルギー探査に重要なミクロデータを提供する。

三、未来展望：賦能多分野革新

材料科学が多機能、複合化の方向に発展するにつれて、LSM 900 マット継続的なソフトウェアアップグレードとモジュール拡張により、アプリケーション境界を拡大し続けています。持続可能な材料の研究開発分野では、その温和なイメージング条件は生物系複合材料のその場分解過程の観察を可能にする、新エネルギー分野では、水素エネルギー電解槽の重要部品の品質制御にミクロキャラクタリゼーション支援を提供する。実験室の基礎研究から生産ラインの品質制御まで、LSM 900 MATの性能と柔軟性は材料科学分野の特徴づけツールとなっている。それは研究者が材料のミクロ神秘を明らかにするのを助けるだけでなく、標準化分析プロセスと量子化データを通じて科学研究成果の工業応用への転化を加速させる。蔡司光学技術の支持の下で、LSM 900 MAT引き続きご案内いたします材料顕微特性化技術の発展は、新材料、新技術の革新に絶えず動力を提供する。

参考文献

[1]蔡司公司。ZEISS LSM 900材料研究応用ガイドライン

[2]蔡司公司ZEISS LSM 900：Airyscan 2超分解能イメージング技術[R].Carl Zeiss Microscopy GmbH，2024.

[3] ペロブスカイト太陽電池研究における共焦点顕微鏡技術の応用[EB/OL]。材料科学ネットワーク2025。

［4］蔡司工業顕微鏡ソリューション。金属加工、2025.