細く集光させたレーザーや電子線、もしくは探針(プローブ)で試料表面を走査することにより、試料表面の高解像度な顕微鏡像を得ることができます。
共焦点レーザー顕微鏡は、光源から照射されるレーザーを対物レンズを用いて試料表面で焦点(ビームスポット)に絞り、試料表面から発せられる蛍光を焦点(ピンホール)を通して光検出器で検出する共焦点方式を採用したレーザー顕微鏡のことです。
このレーザーを試料面上に走査することによって、従来の顕微鏡よりも鮮明で高解像度なイメージが得られます。
走査型電子顕微鏡(SEM)は、電子銃から照射される電子線を電場や磁場を用いて試料表面で焦点(ビームスポット)に絞り、試料表面から発せられる二次電子や反射電子などを検出器で検出することで試料表面の様々な情報を得ることができます。
この電子線を試料面上に走査することによって、試料表面の微細な構造や形態、組成の違いが画像として観察できます。
走査型プローブ顕微鏡(SPM)は、微小な探針(プローブ)を用いて試料表面をなぞるように走査することで、試料表面の微細な構造を観察できます。
SPMには、微少な電流(トンネル電流)を利用する走査型トンネル顕微鏡(STM)や、原子間力を利用する原子間力顕微鏡(AFM)などの種類があり、これらは空間分解能が極めて高く、超高真空下では原子レベル以下の表面凹凸を観察することができます。