超聲掃描顯微鏡（Ultrasound Scanning Microscope, USM）是利用超聲波掃描樣品的原理而設計的一種顯微鏡，它可以進行圖像采集，并將采集的圖像轉化為數字信號，再通過電腦分析處理形成影像。這種儀器在世界上很多地區已經得到了應用并取得了良好的效果。在實際工作中，我們常常需要將樣品放在顯微鏡下進行觀察，但是顯微鏡在使用過程中很容易出現聚焦不準確、光斑不完整或放大倍率不穩定等問題，而USM就可以幫助我們解決這些問題。USM具有以下特點：USM是基于超聲原理而設計的光學顯微鏡； USM通過高速數字信號處理系統可以實現圖像采集，并將獲得的圖像進行快速數字處理分析； USM可實現圖像從粗到細的變化；超聲波對樣品表面有一定的穿透性，使得 USM可以用于觀察表面不平整的區域；USM通過高速數字信號處理系統具有較高的放大倍率，可以獲得更清晰、更高質量的圖像。

一、基于超聲技術而設計的光學顯微鏡

傳統的光學顯微鏡是利用機械透鏡或凸透鏡將光聚焦到樣品上，而超聲波則是將光從樣品處反射出去。當被觀察物體在超聲波作用下產生變形時，可以產生不同的變形波：當反射的波進入折射透鏡后形成散射波；在折射鏡下方的波形成透射（光衍射）；當散射的波進入凸透鏡并通過聚焦透鏡形成匯聚，在焦點處形成衍射圖案。因此，超聲波使得聚焦變得更加容易，可以實現從小到大的變化。USM是基于超聲技術而設計的一種光學顯微鏡，它可以獲得更清晰、更高質量的圖像。USM可以實現圖像從粗到細的變化，而不是傳統顯微鏡一樣只有局部區域可觀察到（如：光斑大小、光斑中心位置等）。

二、USM可實現圖像從粗到細的變化

超聲掃描顯微鏡可以實現從宏觀到微觀的圖像變化，所以在很多情況下，我們要觀察細胞或者是其他一些物體，只需要通過改變超聲掃描顯微鏡的焦距就可以得到不同的圖像。USM不僅具有上述功能，而且還增加了其他一些獨特功能。USM可以獲得圖像從粗到細的變化：這是因為 USM將超聲信號轉化為數字信號，并經高速數字信號處理系統進行分析，再轉換為數據信號來觀察樣品。USM具有較高的放大倍率：利用高速數字信號處理系統來實現圖像收集和轉換，因此具有較高的放大倍率。USM由于其特殊的工作原理而具有很高的靈敏度：因為是利用超聲波來檢測和掃描樣品，因此 USM在觀察樣品時不僅可以用肉眼觀察，而且還能用數碼相機或電腦進行直接觀察和記錄。

三、USM可實現表面不平整區域的觀察

USM可實現從粗到細的變化，即從輪廓線到細節圖像都可以通過 USM得到顯示和測量。另外，USM可以進行非接觸式掃描成像，對微小細節如輪廓和缺陷有很好的識別能力。 在機械加工過程中往往會遇到很多不平整區域，這對于零件表面質量要求很高。

四、 USM具有較高的放大倍率

USM的放大倍率可以通過調節探頭來調整，可以達到5-15倍，甚至更高。 由于超聲波的傳播速度非常快（約為聲速的10-20倍），因此 USM探頭在掃描樣品時要保持穩定的方向和穩定的速度才能保證成像區域不發生變形。 在掃描過程中如果樣品表面被覆蓋，超聲波就會被減弱。如果覆蓋的厚度不大，超聲波還會被繼續增強。