顯微鏡物鏡的介紹

    物鏡是顯微鏡zui重要的光學(xué)部件，利用光線使被檢物體*次成象，因而直接關(guān)系和影響成象的質(zhì)量和各項(xiàng)光學(xué)技術(shù)參數(shù)，是衡量一臺(tái)顯微鏡質(zhì)量的首要標(biāo)準(zhǔn)。 
   物鏡的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制作精密，由于對(duì)象差的校正，金屬的物鏡筒內(nèi)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(shí)，當(dāng)用某一倍率的物鏡觀察圖象清晰后，在轉(zhuǎn)換另一倍率的物鏡時(shí)，其成象亦應(yīng)基本清晰，而且象的中心偏離也應(yīng)該在一定的范圍內(nèi)，也就是合軸程度。齊焦性能的優(yōu)劣和合軸程度的高低是顯微鏡質(zhì)量的一個(gè)重要標(biāo)志，它是與物鏡的本身質(zhì)量和物鏡轉(zhuǎn)換器的精度有關(guān)。 
    現(xiàn)代顯微鏡物鏡 已達(dá)到高度完善，其數(shù)值孔徑已接近極限，視場(chǎng)中心的分辨率與理論值之區(qū)別已微乎其微。但繼續(xù)增大顯微物鏡視場(chǎng)與提高視場(chǎng)邊緣成象質(zhì)量的可能性仍然存在，這種研究工作，至今仍在進(jìn)行。 
    現(xiàn)代顯微鏡物鏡在成像點(diǎn)  上是有區(qū)別的。物鏡是顯微鏡zui復(fù)雜和zui重要的部分，在寬光束中工作（孔徑大），但這些光束與光軸的傾角較小（視場(chǎng)小）；目鏡在窄光束中工作，但其傾角大（視場(chǎng)大）。當(dāng)計(jì)算物鏡與目鏡，在消除象差上有很大差別。
    與寬光束有關(guān)的象差是球差、慧差以及位置色差；與視場(chǎng)有關(guān)的象差是象散、場(chǎng)曲、畸變以及倍率包差。 
    顯微物鏡是一消球差系統(tǒng)。這意味著：就軸上的一對(duì)共軛點(diǎn)而言，消除了球差并且實(shí)現(xiàn)了正弦條件時(shí)，每一物鏡僅有兩個(gè)這種消球差點(diǎn)。因此，物體與象的計(jì)算位置的任何改變均導(dǎo)致象差變大。
    1物鏡的主要參數(shù) 
    （1）放大率β
    （2）數(shù)值孔徑NA
    （3）機(jī)械筒長(zhǎng)L：在顯微鏡中，物鏡支承面到目鏡支承面之間的距離稱為機(jī)械筒長(zhǎng)。對(duì)于一臺(tái)顯微鏡來說，機(jī)械筒長(zhǎng)是固定的。我國(guó)規(guī)定機(jī)械筒長(zhǎng)是160毫米。
    （4）蓋玻片厚度d
    （5）工作距離WD
    這些參數(shù)，大多刻在物鏡筒上，如圖3所示。    蔡康顯微鏡DMM-900C 有一種所謂筒長(zhǎng)無限的顯微物鏡有一種所謂筒長(zhǎng)無限的顯微物鏡，這種物鏡的后方一般帶有輔助物鏡（也叫補(bǔ)償物鏡或鏡筒物鏡），被觀察物體位于物鏡前焦點(diǎn)上，經(jīng)過物鏡以后，成像在無限遠(yuǎn)，再經(jīng)過輔助物鏡成像在輔助物鏡的焦平面上，如圖4所示。在物鏡和輔助物鏡之間是平行光，所以中間距離比較自由一些，可以加入棱鏡等光學(xué)元件。

    2．物鏡的基本類型 
    （1）按顯微鏡鏡筒長(zhǎng)度（以mm計(jì)）：透射光用160鏡筒，帶0.17mm厚或更厚的蓋玻片；反射光用190鏡筒，不帶蓋玻片；透射光與反射光用鏡筒，筒長(zhǎng)無限大。
  （2）按浸法特征：非浸式（干式）、浸式（油浸、水浸、甘油浸及其它浸法）。
    （3）按光學(xué)裝置：透射式、反射式以及折反射式。
   （4）按數(shù)值孔徑和放大倍數(shù)：低倍（NA≤0.2與β≤10X），中倍（NA≤0.65與β≤40X），高倍（NA＞0.65與β＞40X）。
    （5）按校正象差的情況不同，通常分為復(fù)消色差物鏡，平視場(chǎng)消色差物鏡，平視場(chǎng)復(fù)消色差物鏡和單色物鏡。 
   
消色差物鏡Achromaticobjective）
    這是應(yīng)用zui廣泛的一類顯微物鏡，外殼上常有"Ach"字樣。它校正了軸上點(diǎn)的位置色差（紅，藍(lán)二色）、球差（黃綠光）和正弦差，保持了齊明條件。軸外點(diǎn)的象散不超過允許值（－4屬光度），二級(jí)光譜未校正。

    數(shù)值孔徑為0.1~0.15的低倍消色差物鏡一般由兩片透鏡膠合在一起的雙膠物鏡構(gòu)成。數(shù)值孔徑至0.2的消色差物鏡由兩組雙膠透鏡構(gòu)成。當(dāng)數(shù)值孔徑增大到0.3時(shí)，再加入一平凸透鏡，該平凸透鏡決定著物鏡的焦距，而其它透鏡則補(bǔ)償由其平面與球面產(chǎn)生的象差。高倍物鏡的平面象差可用浸法消除。高倍消色差物鏡一般均為浸式，由四部分構(gòu)成：前片透鏡、新月形透鏡及兩個(gè)雙膠透鏡組。
    b.復(fù)消色差物鏡（Apochromaticobjective）
    這類物鏡的結(jié)構(gòu)復(fù)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(biāo)有"Apo"字樣。它對(duì)兩個(gè)色光實(shí)現(xiàn)了正弦條件，要求嚴(yán)格地校正軸上點(diǎn)的位置色差（紅，藍(lán)二色）、球差（紅，藍(lán)二色）和正弦差，同時(shí)要求校正二級(jí)光譜（再校正綠光的位置色差）。其倍率色差并不能*校正，一般須用目鏡補(bǔ)償。 www.baikon.com
    由于對(duì)各種象差的校正極為完善，比響應(yīng)倍率的消色差物鏡有更大的數(shù)值孔徑，這樣不僅分辨率高，象質(zhì)量?jī)?yōu)而且也有更高的有效放大率。因此，復(fù)消色差物鏡的性能很高，適用于研究鏡檢和顯微照相。
    c.半復(fù)消色差物鏡（Semiapochromaticobjective）
    半復(fù)消色差物鏡又稱氟石物鏡，物鏡的外殼上標(biāo)有"FL"字樣。在結(jié)構(gòu)上透鏡的數(shù)目比消色差物鏡多，比復(fù)消色差物鏡少，成象質(zhì)量上，遠(yuǎn)較消色差物鏡為好，接近于復(fù)消色差物鏡。
    d.平場(chǎng)物鏡Planobjective）

    平場(chǎng)物鏡是在物鏡的透鏡系統(tǒng)中增加一快半月形的厚透鏡，以達(dá)到校正場(chǎng)曲的缺陷，提高視場(chǎng)邊緣成像質(zhì)量的目的。平場(chǎng)物鏡的視場(chǎng)平坦，更適用于鏡檢和顯微照相。對(duì)于平視場(chǎng)消色差物鏡，其倍率色差不大，不*特殊目鏡補(bǔ)償。而平視場(chǎng)復(fù)消色差物鏡，則必須用目鏡來補(bǔ)償它的倍率色差。

    e.   單色物鏡

類物鏡由石英、熒石或氟化鋰制的一組單片透鏡構(gòu)成。只能在紫外線光譜區(qū)的個(gè)別區(qū)內(nèi)使用（寬度不超過20mm），可見光譜區(qū)不能采用單色物鏡。這類物鏡均制成反射式與折反射式系統(tǒng)。主要缺點(diǎn)是相當(dāng)大一部分光束在中心被遮蔽（入瞳面積的25%）。在新型折反射系統(tǒng)中，由于采用半透明反射鏡以及物鏡的膠合結(jié)構(gòu)，使這一缺點(diǎn)大為減輕，從而可以取消反射鏡框的遮光。并且兩同軸反射鏡的殘余象差是互相補(bǔ)償?shù)模瑫r(shí)用透鏡組來增大數(shù)值孔徑。若系統(tǒng)的校正滿意，孔徑達(dá)到NA=1.4時(shí)，中心遮蔽可不超過入瞳面積的4%。

    f.特種物鏡
    所謂"特種物鏡"是在上述物鏡的基礎(chǔ)上，專門為達(dá)到某些特定的觀察效果而設(shè)計(jì)制造的。主要有以下幾種：

    （a）帶校正環(huán)物鏡（Correctioncollarobjective）
    在物鏡的中部裝有環(huán)裝的調(diào)節(jié)環(huán)，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)環(huán)時(shí)，可調(diào)節(jié)物鏡內(nèi)透鏡組之間的距離，從而校正由蓋玻片厚度不標(biāo)準(zhǔn)引起的覆蓋差。調(diào)節(jié)環(huán)上的刻度可從0.11--.023,在物鏡的外殼上也標(biāo)科有此數(shù)字，表明可校正蓋玻片從0.11-0.23mm厚度之間的誤差。

    （b）帶虹彩光闌的物鏡（Irisdiaphragmobjective）
    在物鏡鏡筒內(nèi)的上部裝有虹彩光闌，外方也可以旋轉(zhuǎn)的調(diào)節(jié)環(huán)，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可調(diào)節(jié)光闌孔徑的大小，這種結(jié)構(gòu)的物鏡是的油浸物鏡，它的作用是在暗視場(chǎng)鏡檢時(shí)，往往由于某些原因而使照明光線進(jìn)入物鏡，使視場(chǎng)背景不夠黑暗，造成鏡檢質(zhì)量的下降。這時(shí)調(diào)節(jié)光闌的大小，使背景變黑，使被檢物體更明亮，增強(qiáng)鏡檢效果。

    （c）相差物鏡   （Phasecontrastobjective）
    這種物鏡是由于相襯鏡檢術(shù)的物鏡，其特點(diǎn)是在物鏡的后焦平面處裝有相板。

    （d）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(shí)應(yīng)使用無罩物鏡，否則圖象質(zhì)量將明顯下降，特別是在高倍鏡檢時(shí)更為明顯。這種物鏡的外殼上常標(biāo)刻N(yùn)C，同時(shí)在蓋玻片厚度的位置上沒有0.17的字樣，而標(biāo)刻著"0"。

    （e）長(zhǎng)工作距離物鏡
這種物鏡是倒置顯微鏡的物鏡[/url]，它是為了滿足組織培養(yǎng)，懸浮液等材料的鏡檢而設(shè)計(jì)。

（五）目鏡 http://www.caikon.com.cn

    目鏡的作用是把物鏡放大的實(shí)象（中間象）再放大一級(jí)，并把物象映入觀察者的眼中，實(shí)質(zhì)上目鏡就是一個(gè)放大鏡。已知顯微鏡的分辨率能力是由物鏡的數(shù)值孔徑所決定的，而目鏡只是起放大作用。因此，對(duì)于物鏡不能分辨出的結(jié)構(gòu)，目鏡放的再大，也仍然不能分辨出。