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自从胡克发明显微镜以来，显微镜一直是最直接的观察和精细检测的手段。为适应科学技术的发展，显微镜自身也在不断地发展，逐渐形成了一个琳琅满目的显微镜家族，如光学显微镜、紫外显微镜、电子显微镜、超声显微镜等。光学显微镜由于工作于可见光波长内，无论如何提高镜头的精度，也无法分辨被观察物体小于100微米的细节。紫外显微镜由于像差等问题难以解决，在实践中难以应用。而超声显微镜的分辨率还不如普通光学显微镜，只能用于特殊场合或进行物理演示。称雄一时的电子显微镜，早然有很高的分辨本领，但也存在不少难以克服的缺点。例如，电子束要求真空，这就使观察活的、潮湿的生物样品极其困难。高能电子束的轰击，对样品也有明显的损伤。对于本身发光的样品，电子显微镜就无可奈何了。
由于在科学研究和实际应用过程中，人们对显微镜的要求越来越高，上述几种显微镜已远远满足不了科学研究与生产实践的需要，迫使人们寻求其他的方法。经过多年的探索，终于制成了激光显微镜。
X射线激光显微镜
英国威尔士大学医学院的罗伯特·戴维斯博士研制成功的X射线激光显微镜，以波长比可见光短100倍的X光作光源，所以有比可见光显微镜高100倍以上的分辨能力。
使用X射线激光显微镜，可以直接观察生物样品，不必像电子显微镜那样需对样品染色。由于所需X射线剂量很小，因而对样品的辐射损伤也大为减少。利用这种显微镜，能使生物学家直接观察到控制繁殖、抵抗疾病，以及其他许多科学家都期望了解的生理功能的微观过程，能够最精细地揭示活细胞内的微细结构，将为生物学家开辟一个科学发现的新天地。
在X射线激光显微镜中，可使用多种不同的显微镜技术。如接触显微术、扫描显微术、波带板成像术、多膜层反射镜成像术和掠入射光学元件成像术等。这些技术各具特色，以适应不同的要求。例如把一种抗蚀剂的光敏物质作为照相底片，把它放在要观察的样品下，用X射线束曝光，就得到与样品同样大小的X射线照片，即称“X射线接触显影术”。用这种方法，可以拍摄人体血小板的照片；利用波带板成像术，可以拍摄厚度只有几微米的肝细胞截面照片。X射线激光显微镜，还能清晰地显现出红血球单细胞，因而能给医生提供较理想的毛细血管图像。
共焦激光扫描显微镜
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