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顯微鏡的一些光學附件
顯微鏡的光學部件包括物鏡,目鏡,聚光鏡及照明裝置幾個部分。各光學部件都直接決定和影響光學性能的優劣,現分述如下:
一.物鏡
物鏡是顯微鏡zui重要的光學部件,利用光線使被檢物體*次成像,因而直接關系和影響成像的質量和各項光學技術參數,是衡量一臺顯微鏡質量的首要標準。物鏡的檢測標準是以蔡司物鏡為基準的。物鏡的結構復雜,制作精密,由于對像差的校正,金屬的物鏡筒內由相隔一定距離并被固定的透鏡組組合而成。物鏡有許多具體的要求,如合軸,齊焦。齊焦既是在鏡檢時,當用某一倍率的物鏡觀察圖像清晰后,在轉換另一倍率的物鏡時,其成像亦應基本清晰,而且像的中心偏離也應該在一定的范圍內,也就是合軸程度。齊焦性能的優劣和合軸程度的高低是顯微鏡質量的一個重要標志,它是與物鏡的本身質量和物鏡轉換器的精度有關。
傳統物鏡的種類很多,可從不同的角度分類,現分類介紹。
根據物鏡位置色差校正的程度進行分類,可分為:
1.消色差物鏡(Achromaticobjective):這是常見的物鏡,外殼上常有“Ach"字樣。這類物鏡僅能校正軸上點的位置色差(紅,藍二色)和球差(黃綠光)以及消除近軸點慧差。不能校正其它色光的色差和球差,且場曲很大。zui早的消色差物鏡是由蔡司制造的。
2.復消色差物鏡(Apochromaticobjective):復消色差物鏡的結構復雜,透鏡采用了特種玻璃或螢石等材料制作而成,物鏡的外殼上標有“Apo"字樣,這種物鏡不僅能校正紅綠藍三色光的色差,同時能校正紅,藍二色光的球差。由于對各種像差的校正極為完善,比響應倍率的消色差物鏡有更大的數值孔徑,這樣不僅分辨率高,像質量優而且也有更高的有效放大率。因此,復消色差物鏡的性能很高,適用于研究鏡檢和顯微照相.完善的復消色差物鏡由蔡司制造的.2004年蔡司推出了研究級ICCS物鏡是在傳統的平場復消色差物鏡的基礎上進一步校正倍率色差和無應變,增強短波長的透過率,并且增強反差,明顯提高分辨率。
3.半復消色差物鏡(Semiapochromaticobjedtive):半復消色差物鏡又稱氟石物鏡,物鏡的外殼上標有“FL"字樣,在結構上透鏡的數目比消色差物鏡多,比復消色差物鏡少,成像質量上,遠較消色差物鏡為好,接近于復消色差物鏡。平場物鏡是在物鏡的透鏡系統中增加一快半月形的厚透鏡,以達到校正場曲的缺陷。平場物鏡的視場平坦,更適用于鏡檢和顯微照相。
4.特種物鏡:所謂“特種物鏡"是在上述物鏡的基礎上,專門為達到某些特定的觀察效果而設計制造的。主要有以下幾種:
(1)帶校正環物鏡(Correctioncollarobjective):
在物鏡的中部裝有環裝的調節環,當轉動調節環時,可調節物鏡內透鏡組之間的距離,從而校正由蓋玻片厚度不標準引起的覆蓋差。調節環上的刻度可從0.11--.023,在物鏡的外殼上也標有此數字,表明可校正蓋玻片從0.11—0.23mm厚度之間的誤差。
(2)帶虹彩光闌的物鏡(Irisdiaphragmobjective):
在物鏡鏡筒內的上部裝有虹彩光闌,外方也可以旋轉的調節環,轉動時可調節光闌孔徑的大小,這種結構的物鏡是的油浸物鏡,它的作用是在暗視場鏡檢時,往往由于某些原因而使照明光線進入物鏡,使視場背景不夠黑暗,造成鏡檢質量的下降。這時調節光闌的大小,使背景變黑,使被檢物體更明亮,增強鏡檢效果。
(3)相襯物鏡(Phasecontrastobjective):
這種物鏡是由于相襯鏡檢術的物鏡,其特點是在物鏡的后焦平面處裝有相板。
(4)無罩物鏡(Nocoverobjective):有些被檢物體,如涂抹制片等,上面不能加用蓋玻片,這樣在鏡檢時應使用無罩物鏡,否則圖像質量將明顯下降,特別是在高倍鏡檢時更為明顯。這種物鏡的外殼上常標刻NC,同時在蓋玻片厚度的位置上沒有0.17的字樣,而標刻著“0"。
(5)長工作距離物鏡:這種物鏡的焦距大于普通物鏡,它是為了滿足液態材料(高溫金相)、液晶、組織培養、懸浮液等材料的鏡檢而設計。
二.目鏡
目鏡的作用是把物鏡放大的實像(中間像)再放大一便,并把物像映入觀察者的眼中,實質上目鏡就是一個放大鏡。已知顯微鏡的分辨率能力是由物鏡的數值孔徑所決定的,而目鏡只是起放大作用。因此,對于物鏡不能分辨出的結構,目鏡放的再大,也仍然不能分辨出。由于不同系列目鏡光學設計不同,所以不能混用。
三.聚光鏡
聚光鏡又名聚光器,裝在載物臺的下方。小型的顯微鏡往往無聚光鏡,在使用數值孔徑0.40以上的物鏡時,則必須具有聚光鏡。聚光鏡不僅可以彌補光量的不足和適當改變從光源射來的光的性質,而且將光線聚焦于被檢物體上,以得到的照明效果。
聚光鏡的的結構有多種,同時根據物鏡數值孔徑的大小,相應地對聚光鏡的要求也不同。
1.阿貝聚光鏡(Abbecondenser)
這是由德國光學大學大師恩斯特。阿貝.(ErnstAbbe蔡司公司的創始人之一)設計。阿貝聚光鏡由兩片透鏡組成,有較好的聚光能力,但是在物鏡數值孔徑高于0.60時,則色差,球差就顯示出來。因此,多用于普通顯微鏡上。
2.消色差聚光鏡(Achromaticaplanaticcondenser)
這種聚光鏡又名“消色差消球差聚光鏡"和“齊明聚光鏡"它由一系列透鏡組成,它對色差球差的校正程度很高,能得到理想的圖像,是明場鏡檢中質量zui高的一種聚光鏡,其NA值達1.4。因此,在研究顯微鏡常配有此種聚光鏡。它不適用于4X以下的低倍物鏡,否則照明光源不能充滿整個視場。
3.搖出式聚光鏡(Swingoutcondenser)
在使用低倍物鏡時(如4X),由于視場大,光源所形成的光錐不能充滿真整個視場,造成視場邊緣部分黑暗,只中央部分被照亮。要使視場充滿照明,就需將聚光鏡的上透鏡從光路中搖出。
4.其它聚光鏡:
聚光鏡除上述明場使用的類型外,還有作特殊用途的聚光鏡。如暗視野聚光鏡,相襯聚光鏡,偏光聚光鏡,微分干涉聚光鏡等
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