超声扫描显微镜（Ultrasound Scanning Microscope, USM）是利用超声波扫描样品的原理而设计的一种显微镜，它可以进行图像采集，并将采集的图像转化为数字信号，再通过电脑分析处理形成影像。这种仪器在世界上很多地区已经得到了应用并取得了良好的效果。在实际工作中，我们常常需要将样品放在显微镜下进行观察，但是显微镜在使用过程中很容易出现聚焦不准确、光斑不完整或放大倍率不稳定等问题，而USM就可以帮助我们解决这些问题。USM具有以下特点：USM是基于超声原理而设计的光学显微镜； USM通过高速数字信号处理系统可以实现图像采集，并将获得的图像进行快速数字处理分析； USM可实现图像从粗到细的变化；超声波对样品表面有一定的穿透性，使得 USM可以用于观察表面不平整的区域；USM通过高速数字信号处理系统具有较高的放大倍率，可以获得更清晰、更高质量的图像。

一、基于超声技术而设计的光学显微镜

传统的光学显微镜是利用机械透镜或凸透镜将光聚焦到样品上，而超声波则是将光从样品处反射出去。当被观察物体在超声波作用下产生变形时，可以产生不同的变形波：当反射的波进入折射透镜后形成散射波；在折射镜下方的波形成透射（光衍射）；当散射的波进入凸透镜并通过聚焦透镜形成汇聚，在焦点处形成衍射图案。因此，超声波使得聚焦变得更加容易，可以实现从小到大的变化。USM是基于超声技术而设计的一种光学显微镜，它可以获得更清晰、更高质量的图像。USM可以实现图像从粗到细的变化，而不是传统显微镜一样只有局部区域可观察到（如：光斑大小、光斑中心位置等）。

二、USM可实现图像从粗到细的变化

超声扫描显微镜可以实现从宏观到微观的图像变化，所以在很多情况下，我们要观察细胞或者是其他一些物体，只需要通过改变超声扫描显微镜的焦距就可以得到不同的图像。USM不仅具有上述功能，而且还增加了其他一些独特功能。USM可以获得图像从粗到细的变化：这是因为 USM将超声信号转化为数字信号，并经高速数字信号处理系统进行分析，再转换为数据信号来观察样品。USM具有较高的放大倍率：利用高速数字信号处理系统来实现图像收集和转换，因此具有较高的放大倍率。USM由于其特殊的工作原理而具有很高的灵敏度：因为是利用超声波来检测和扫描样品，因此 USM在观察样品时不仅可以用肉眼观察，而且还能用数码相机或电脑进行直接观察和记录。

三、USM可实现表面不平整区域的观察

USM可实现从粗到细的变化，即从轮廓线到细节图像都可以通过 USM得到显示和测量。另外，USM可以进行非接触式扫描成像，对微小细节如轮廓和缺陷有很好的识别能力。 在机械加工过程中往往会遇到很多不平整区域，这对于零件表面质量要求很高。

四、 USM具有较高的放大倍率

USM的放大倍率可以通过调节探头来调整，可以达到5-15倍，甚至更高。 由于超声波的传播速度非常快（约为声速的10-20倍），因此 USM探头在扫描样品时要保持稳定的方向和稳定的速度才能保证成像区域不发生变形。 在扫描过程中如果样品表面被覆盖，超声波就会被减弱。如果覆盖的厚度不大，超声波还会被继续增强。