میکروسکوپ هم-کانونی
مفهوم اساسی

اصل تصویربرداری هم‌کانونی در سال ۱۹۵۷ توسط ماروین مینسکی ثبت شد و هدف آن غلبه بر برخی از محدودیت‌های میکروسکوپ‌های فلورسانس دید وسیع معمولی است. در یک میکروسکوپ فلورسانس معمولی (به عنوان مثال، میدان وسیع)، کل نمونه به‌طور مساوی از منبع نور روشن می‌شود. تمام قسمتهای نمونه می‌توانند همزمان برانگیخته شوند و فلورسانس حاصل توسط دستگاه ردیاب نوری یا دوربین میکروسکوپ از جمله یک قسمت بزرگ فاقد تمرکز شناسایی می‌شود. در مقابل، میکروسکوپ هم‌کانونی برای حذف سیگنال خارج از فوکوس از یک نقطه نوری متصل در مقابل آشکارساز از روشنایی نقطه ای استفاده می‌کند (به عملکرد تابع نقطه گستر مراجعه کنید) و یک سوراخ سوزنی Pinhole - نام «کانفیکال» از این پیکربندی نشات می‌گیرد و بخش مهم از میکروسکوپ کانونی می‌باشد. از آنجا که تنها نوری که توسط فلورسانس بسیار نزدیک به صفحه کانونی تولید می‌شود قابل تشخیص است، وضوح نوری تصویر، به ویژه در جهت عمق نمونه، بسیار بهتر از میکروسکوپ‌های میدان وسیع است. با این حال، همان‌طور که مقدار زیادی از نور فلورسانس نمونه در فیلتر سوراخ سوزنی مسدود می‌شود، این افزایش وضوح به قیمت کاهش شدت سیگنال است - بنابراین اغلب به نوردهی طولانی نیاز است. برای جبران این افت سیگنال بعد از سوراخ سوراخ، شدت نور توسط یک ردیاب حساس، معمولاً یک لامپ فوتوفزون‌گر یا (PMT) یا فوتودیود بهمن یا (SPAD)، شناسایی می‌شود و سیگنال نور را به سیگنال الکتریکی تبدیل می‌کند.
از آنجا که فقط یک نقطه از نمونه به‌طور هم‌زمان روشن می‌شود، تصویربرداری دو بعدی یا سه بعدی نیاز به اسکن روی یک رستر معمولی (یعنی یک الگوی مستطیل شکل از خطوط اسکن موازی) در نمونه دارد. پرتو با استفاده از یک یا چند آینه نوسانی (کنترل سروو) در سطح افقی در سطح نمونه اسکن می‌شود. این روش اسکن معمولاً تأخیر واکنش پایینی دارد و سرعت اسکن نیز می‌تواند متفاوت باشد. اسکن کندتر نسبت سیگنال به نویز بهتری را ارائه می‌دهد و نتیجه آن کنتراست بهتر است.
ضخامت قابل دستیابی صفحه کانونی بیشتر توسط طول موج نور مورد استفاده تقسیم شده توسط دیافراگم عددی عدسی هدف، بلکه همچنین توسط خصوصیات نوری نمونه تعریف می‌شود. برش نوری نازک ممکن این نوع میکروسکوپ‌ها را به ویژه در تصویربرداری سه بعدی و مشخصات سطح نمونه‌ها خوب می‌کند.
برش‌های پی در پی در بعد سوم یا "z-stack" را تشکیل می‌دهند، که می‌تواند برای ایجاد یک تصویر سه بعدی پردازش شود، یا در یک پشته 2D ادغام شود (عمدتاً حداکثر شدت پیکسل گرفته می‌شود، سایر روش‌های معمول شامل استفاده از انحراف استاندارد یا جمع‌بندی پیکسل)
میکروسکوپ هم‌کانونی ظرفیت برش مستقیم، غیرتهاجمی یعنی بدون آسیب به نمونه، تصاویر لایه لایه سریالی نمونه‌های سالم، ضخیم و زنده با حداقل آماده‌سازی نمونه و همچنین بهبود حاشیه ای در وضوح جانبی را در مقایسه با میکروسکوپ میدان وسیع فراهم می‌کند. نمونه‌های زیستی اغلب با رنگهای فلورسنت تحت درمان قرار می‌گیرند تا اشیا انتخاب شده قابل مشاهده باشند. با این حال، غلظت واقعی رنگ می‌تواند کم باشد تا اختلال در سیستم‌های بیولوژیکی به حداقل برسد: برخی از ابزارها می‌توانند مولکول‌های فلورسنت منفرد را ردیابی کنند. همچنین، تکنیک‌های تراریخته می‌توانند موجوداتی را ایجاد کنند که مولکول‌های کایمریک فلورسنت خود را تولید می‌کنند (مانند تراریخته پروتئین سبز GFP، پروتئین فلورسنت سبز با پروتئین مورد علاقه). میکروسکوپ‌های هم‌کانونی بر اساس اصل تحریک نقطه در نمونه (نقطه پراش محدود) و تشخیص نقطه سیگنال فلورسنت حاصل کار می‌کنند. یک سوراخ فضایی در آشکارساز یک مانع فیزیکی ایجاد می‌کند که فلورسانس خارج از کانون را مسدود می‌کند. فقط نقطه کانونی یا نقطه مرکزی دیسک Airy ثبت شده‌است. اسکن رستر نمونه ای یک بار در هر زمان، اجازه می‌دهد تا بخشهای نوری نازک با تغییر ساده فوکوس z جمع شوند. تصاویر حاصل را می‌توان روی هم قرار داد و یک تصویر سه بعدی از نمونه تولید کرد.