光學顯微鏡進展

1、一. 普遍采用無限遠光學系統(tǒng),物鏡按照無限遠象距進行設計這種光學系統(tǒng)稱為 無限遠色差和象差校正的光學系統(tǒng)或簡稱無限遠光學系統(tǒng),無限遠光學系統(tǒng),入射光從試樣表面反射進入 物鏡后,并不收斂而是保持為平行光束,直到通過鏡筒透鏡后才收斂并形成中間象,即一次放大實象,然后才供目鏡再次放大.,無限遠光學系統(tǒng)的優(yōu)點,1. 顯微鏡中的各種光學附件都可以放置在 物鏡凸緣與鏡筒透鏡之間平行光束的空間. 由于成象光束沒有受到上述光學

2、附件的干擾, 物象的質量不會受到損害, 從而簡化了物鏡的設計. 2. 鏡筒長度系數(shù)保持為一,無論物鏡與目鏡之間的距離有多遠,也不需要一個固定的中轉透鏡系統(tǒng).,目前,世界各國生產顯微鏡的主要公司均已先后采用無限遠光學系統(tǒng)設計,二. 同焦面性設計(Parfocality),更換物鏡及目鏡后不須重新調焦,一般只須略微調節(jié)微調旋鈕,就可以使物象準確聚焦.,三.對顯微鏡有效放大倍數(shù)的再認識,顯微鏡的有效放大倍數(shù)與物鏡數(shù)值孔徑的

3、關系:550 NA < M有效 < 1100 NA 實際上,分辨率還與物象的反差有關. 照明條件,放大倍數(shù),以及觀察條件都會影響分辨率. Vander Voort 指出: 為了獲得最高分辨率,最低有效放大倍數(shù)應當是最佳條件下的4倍左右,即M有效≈2200 NA,四. 平場消色差物鏡,老式物鏡初次放大實象的直徑只有18 mm ~ 20 mm 平場消色差物鏡規(guī)定: 經過高度校正的初次

4、放大實象的直徑為28 mm 即象場面積增大了一倍, 并使象場彎曲得到了很好的校正.,五. 高倍干物鏡,傳統(tǒng)高倍(100X)油浸物鏡的NA值可達1.4,但是使用后必須將物鏡的前透鏡和試樣上的油擦拭干凈. 現(xiàn)今這種鏡頭已被列為選購件, 而標準配置則為高倍干物鏡, 其NA值則在0.90至0.95之間,盡管有不少降低,但是卻方便了操作. 目前已經有100X, 150X, 200X,甚至有250X的干物鏡. 使用這種干物鏡

5、, 可以很容易使總放大倍數(shù)遠超過傳統(tǒng)上規(guī)定的1100 NA, 進一步證實了前述觀點.,六.長工作距離物鏡,為了避免物鏡因工作中不慎觸 及試樣或受熱而損壞,設計出長工作距離物鏡,使鏡頭的前透鏡與試樣之間的距離比常規(guī)鏡頭增加10倍左右. 雖然鏡頭的數(shù)值孔徑有所下降,但是成象質量仍然不錯.,七. 廣視場目鏡,老式目鏡的場光闌直徑只有16 mm 新型顯微鏡的廣視場目鏡的場光闌直徑一般為22 mm – 26.5 mm 充分利用了平

6、場物鏡擴大了的象場面積,八. 高眼點目鏡,進行顯微觀察時,人的眼睛與目鏡的接目透鏡的距離,對于老式目鏡為< 10 mm 對于高眼點目鏡則為< 20 mm 這樣, 眼睛有缺陷的人可以戴著眼鏡進行觀察,使物象的質量可以免受眼睛缺陷的影響.,九. 多功能緊湊設計,1. 緊湊的臺式設計,擯棄龐大笨重的臥式設計 2. 四種常用的標準照明方式,變換便利 明視場,暗視場,偏振光,微差干涉襯度 (Diff

7、erential Interference Contrast, DIC) 3. 電動控制的物鏡回轉頭,可自動將所需物鏡 旋入光程,孔徑光闌和視場光闌的大小也能 隨著物鏡的更換自動進行調整. 4. 物象為正置而不是反置,大大便利了操作.,十. 顯微照相和圖象分析進入了數(shù)字化時代,1. 35 mm 膠卷經濟便捷,獲得廣泛使用. 2. 數(shù)字成象系統(tǒng)逐漸用于顯微照相,數(shù)字 化圖象可儲存于計算機內