共聚焦顯微鏡，最常見的是共聚焦激光掃描顯微鏡（CLSM）或激光共聚焦掃描顯微鏡（LCSM），是一種光學成像技術，可通過使用空間針孔來阻擋散焦光來提高顯微圖像的光學分辨率和對比度。在圖像形成中。捕獲樣品中不同深度的多個二維圖像可重建三維結構（此過程稱為光學切片）。該技術廣泛用于科學和工業界，典型的應用是生命科學、半導體檢查和材料科學。

光在常規顯微鏡下穿過樣品，直到它可以穿透到樣品為止，而共聚焦顯微鏡一次只能將一束較小的光束聚焦在一個狹窄的深度上。CLSM實現了受控且高度受限的景深。

共焦顯微鏡有四種類型：

共焦激光掃描顯微鏡使用多個反射鏡（通常沿x軸和y軸線性掃描2或3個鏡面）在樣品上掃描激光，并在固定的針孔和檢測器上“掃描”圖像。

旋轉圓盤（Nipkow圓盤）共聚焦顯微鏡使用圓盤上的一系列移動針孔來掃描光斑。由于一系列針孔平行掃描一個區域，因此與激光掃描顯微鏡相比，允許每個針孔懸停在特定區域上更長的時間，從而減少了照明樣品所需的激發能。激發能的降低降低了樣品的光毒性和光漂白，通常使其成為對活細胞或生物成像的首選系統。

微透鏡增強或雙旋轉盤共聚焦顯微鏡的工作原理與旋轉盤共聚焦顯微鏡相同，只是在包含針孔的旋轉盤之前放置了第二個包含微透鏡的旋轉盤。每個針孔都有一個相關的微透鏡。微透鏡的作用是捕獲較寬的光帶并將其聚焦到每個針孔中，從而顯著增加引導到每個針孔中的光量并減少旋轉盤所阻擋的光量。因此，微透鏡增強的共聚焦顯微鏡比標準的旋轉盤系統具有更高的靈敏度。橫河電機于1992年發明了這項技術。

可編程陣列顯微鏡（PAM）使用電控空間光調制器（SLM），該調制器會產生一組移動的針孔。SLM是一種包含像素陣列的設備，該像素陣列具有可以通過電子方式調整的單個像素的某些屬性（不透明度，反射率或旋光度）。SLM包含微機電鏡或液晶組件。該圖像通常是通過電荷耦合器件（CCD）相機獲取的。

這些共聚焦顯微鏡中的每一種都有特定的優點和缺點。大多數系統針對錄制速度（即視頻捕獲）或高空間分辨率進行了優化。共焦激光掃描顯微鏡可以具有可編程的采樣密度和非常高的分辨率，而Nipkow和PAM使用由相機分辨率定義的固定采樣密度。單點激光掃描系統的成像幀速率通常比旋轉磁盤或PAM系統慢。商業旋轉盤共聚焦顯微鏡可實現每秒50幀以上的幀率–這是動態觀察（例如活細胞成像）的理想功能。

實際上，只要針孔足夠遠，Nipkow和PAM允許多個針孔并行掃描同一區域。

通過使用多個微機電掃描鏡，共聚焦激光掃描顯微鏡的前沿發展現在可以提供比標準視頻速率（每秒60幀）更好的成像效果。

共焦X射線熒光成像是一種較新的技術，例如，在分析繪畫中的掩埋層時，除了水平和垂直瞄準以外，還可以控制深度。

共聚焦顯微鏡是一種掃描成像技術，通過與其他掃描技術（如掃描電子顯微鏡SEM）進行比較，可以xxx地解釋所獲得的分辨率。CLSM的優點是，例如在AFM或STM中，不需要將探針從表面上懸垂納米級，例如，通過在表面上用細小尖端進行掃描即可獲得圖像。從物鏡到表面的距離（稱為工作距離）通常可與常規光學顯微鏡相媲美。它隨系統光學設計的不同而變化，但是典型的工作距離是幾百微米到幾毫米。

在共聚焦顯微鏡CLSM中，樣品由點激光源照射，每個體積元素都與離散的散射或熒光強度相關。在此，掃描體積的大小由光學系統的光斑大小（接近衍射極限）決定，因為掃描激光的圖像不是無限小的點而是三維衍射圖案。此衍射圖樣的大小及其定義的焦點體積由數值孔徑控制系統的物鏡和所用激光的波長。這可以看作是使用廣角照明的傳統光學顯微鏡的經典分辨率極限。但是，通過共聚焦顯微鏡，甚至可以改善寬視場照明技術的分辨率極限，因為可以關閉共聚焦孔以消除更高階的衍射圖。例如，如果針孔直徑設置為1艾里單位那么只有一階衍射圖樣會通過孔徑到達檢測器，而更高的階數會被遮擋，從而以稍微降低亮度的代價提高了分辨率。在熒光觀察中，共聚焦顯微鏡的分辨率極限通常受信噪比限制由熒光顯微鏡中通常可用的少量光子引起的。可以通過使用更靈敏的光電探測器或通過增加照明激光點光源的強度來補償這種影響。增加照明激光的強度可能會對目標樣品造成過度漂白或其他損壞，特別是對于需要比較熒光亮度的實驗。當對屈光不同的組織（例如植物葉片的海綿狀葉肉或其他包含空氣的組織）進行成像時，通常會損害共聚焦圖像質量的球面像差。但是，通過將樣品安裝在光學透明，無毒的全氟化碳（如全氟萘烷）中，可以xxx降低此類像差容易滲入組織，其折射率幾乎與水相同。

從細胞生物學和遺傳學到微生物學和發育生物學，CLSM廣泛用于眾多生物科學學科。它也用于量子光學、納米晶體成像和光譜學。

臨床上，CLSM用于評估各種眼部疾病，并且特別適用于角膜內皮細胞的成像，定性分析和定量。用于角質化病的情況下，可以定位和識別角膜基質中絲狀真菌元素的存在，從而能夠快速診斷，從而盡早進行明確的治療。研究激光共聚焦顯微鏡技術內窺鏡程序（顯微內鏡）也呈現出承諾。在制藥工業中，建議遵循薄膜藥物劑型的制造過程，以控制藥物分配的質量和均勻性。

CLSM在某些3D光學數據存儲系統中用作數據檢索機制，并有助于確定Magdalen紙莎草紙的年齡。

所述IRENE系統利用用于光學掃描和損壞的歷史音頻的恢復共焦顯微鏡的。