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光学元件

光学显微镜的原理及结构(二)

星之球激光 来源:百度文库2012-10-16 我要评论(0 )   

聚光镜系统有两个调节装置: a. 聚光镜的调中螺丝(centering screws) 调中螺丝通常为1对,位于聚光镜托架前方的左右测。和环形燕尾槽中的调中螺丝成三足鼎立之势,可...

        聚光镜系统有两个调节装置:

  a. 聚光镜的调中螺丝(centering screws) 调中螺丝通常为1对,位于聚光镜托架前方的左右测。和环形燕尾槽中的调中螺丝成三足鼎立之势,可以聚光镜前后、左右调整,使聚光镜的光轴 
与照明光路、成像光路合轴;

  b. 聚光镜托架的上下调节装置(vertical adjustment of condenser carrier) 利用这个调节装置,可使聚光镜的位置作上下调动,使视场光阑经过聚光镜在样品视野中的成像调到最为清晰,光阑像的位置也可利用托架上的调中螺丝来进行调中,从而满足库勒照明系统调整的要求。

  10. 机械移动式载物台(specimen stage) 载物台可以承载样品,装有可在水平方向上作前后、左右移动的调节装置,有的还可以在水平方向上作大约100度的旋转,以便使样品能更好地与显微照相的取景框相适配。

  11. 物镜转换器(nosepiece) 物镜转换器安装在滑插式燕尾槽座上,已作了准确的对中。可迅速更换物镜。常用的有6个、5个及4个孔位的物镜转换器。

  12. 物镜(objectives) 物镜是显微镜的核心光学部件,显微镜的放大倍数、分辨本领、色差与像差的校正状况、工作距离等,都有直接由物镜来决定。

  衡量物镜质量的基本参数主要有:

  a. 色差消正的程度(或级别);

  b. 像场平坦的程度;

  c. 所使用的玻璃材料。数值孔径(NA)是物镜最重要的参数,数值孔径越大,分辨率越高。目前物镜的数值孔径最大只有1.30。

  按照物镜色差和像差校正的程度,物镜可以分为以下类别:

  (1) 消色差物镜(achomats) 通常对红光与蓝光两种色光作了色差校正,但视域中像场的平坦程度并未作过完善的校正,因此只能作一般的观察应用。在偏光显微镜中,由于需要消除物镜内各个镜片的内应力,反而需要利用这种镜片数目不多的物镜来做偏光物镜。

  (2) 有限平像场消色差物镜(flat-field achromats) 这也是对两种色光作了校正的消色差物镜,但视域范围内像场的平坦程度只作了有限范围内的校正,通常在显微照相取景框范围内像场是平坦的,以确保显微照相对焦的清晰,取景框范围以外,往往不一定能保证同样的清晰度。适用于常规检验而又需要作显微照相的工作中。

  (3) 完善平像场消色差物镜(plan-achromats) 这也是对两种色光作了校正的高级消色差物镜,主要特点是像场在整个视域中作了完善的校正,适合于作要求较高的显微镜检工作,特别是作显微照相效果更好。由于这种物镜仍采用常用的光学玻璃#p#分页标题#e#,不适宜作荧光等这一类弱光的观察和照相。

  (4) 萤石玻璃消色差物镜(neofluar) 这也是对两种色光作了色差校正的消色差物镜,其中全部或部分镜片则采用了可透过近紫外光(波长约为365nm)的萤石玻璃(即氟化钙晶体)来制造。因此特别适合于作荧光与相差方法的观察与显微照相,也可用在偏光显微镜中。

  (5) 完善平像场复消色差物镜(plan-opo-chromats) 这是最高一级的消色差物镜,对红、绿、蓝3种颜色都作了很好的色差校正,而视域中的像也作了完善的校正,数值孔径比萤石物镜大,可应用于要求极高的显微观察与显微照相中,但价格十分昂贵,由于所使用的镜片数目多达12片,光能损失较大,不宜用作荧光观察与照相。

  (6) 已消除内应力又可以调节中心的物镜(pol Z objectives) 这是一种适用于作偏光观察的物镜,是从以上所介绍的几种物镜中挑选出来的,在装配时特别注意消除了其中的内应力,以免内应力所引起的干涉条纹干扰了偏光样品中真正的干涉条纹。

  (7) 完善平像场萤石消色差多种介质浸没式物镜( plan-neofluar imm.) 这是一种新型物镜,采用萤石玻璃制造其中全部或部分镜片,成像质量特别明亮,反差十分好,色差接近于复消色差,因此又属于半复消色差物镜。数值孔径特别大,透光能力强,而且分辨率十分好。最大的特点是可用好几种浸没介质,如常用的浸没油、甘油、蒸馏水等,既可使用权盖玻片也可以不使用。这种物 
镜制成干式物镜时,可加上校正环,用来校正盖玻片的厚度不均匀性,以消除盖玻片厚度不规则造成的成像失真,对于厚度在0.12-0.22mm之间的盖玻片 都可以作相应的校正。

   1986年以来,德国蔡司公司推出的新一代光学显微镜,其中的物镜突破了传统光学显微镜的概念,采用了无限远色差校正的 光学系统(infinity color-corrected system,简称ICS物镜),其特点是:由物镜射出的成像光束是一束平行光,可在成像光路中按需要插入任意多的光学部件而不影响成像质量。在显微镜镜 体内有一特制的镜筒透镜(tube lens)与物镜相配,两者结合起来把物镜的色差与像差都作了十分完善的校正,而且物镜的视域相当宽阔,比传统物镜的视域扩大约40% 。

  13. 荧光滤光片组插板的插口(slot for the fluorescence slider) 这是为作荧光观察时插入荧光滤光片组插板预留的插口。

  14. 勃氏镜插板的插口(slot for Bertcand-lens slider) 这是为作偏光观察时插入勃氏镜插板预留的插口,勃氏镜是偏光显微镜中用作锥光干涉图试验的重要部件。

  15. 补色器插板的插口(slot for auxiliary objects) 这是当作微分干涉相衬观察和偏光需加入的各种补色器预留的插口。

  16. 双目镜筒或带照像镜筒的双目镜筒(binocular tubes or binocular phototubes) 用来安放目镜及照像装置。为便于观察,镜筒制成具有一定倾斜角度(30°或45°),设有瞳距调节装置,可在55°至75°范围 内调节,以适合不同使用者两眼瞳孔距离。双目镜筒内装有一些折光和分光棱镜,能把从物镜出来的一束成像光束等分成两部分,分别由两个目镜作观察。带照像镜筒的双目筒一般在右测装有光束分配棱镜的拉杆,把它全部推入时只作观察,拉出来则一边观察一边照像,或全部作显微照像。 
  17. 目镜(eyepieces) 目镜是显微镜中把物镜所成的像作再一次放大的光学部件,显微镜的总放大倍数通常就是物镜与目镜放大倍数的乘积。为方便不同视 力者进行显微拍照时调焦同样清晰,一些目镜设计成可调焦式。为了使显微镜获得最大有效放大倍数和最高分辨本领,必须合理选配目镜。到目前为止,由于受光学定律的制约,光学显微镜最大的有效放大倍数为1250-1300倍。10×目镜是最常用而必须配备的目镜,观察荧光时最好选用10×以下的目镜。

 

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