顯微鏡物鏡知識(shí)大全

物鏡是決定光學(xué)顯微鏡基本性能及功能的最重要的光學(xué)單元。因此，為了滿足各種需求和應(yīng)用，我們研制出了有著最佳光學(xué)性能和功能（這對(duì)光學(xué)顯微鏡而言也是最重要的性能和功能）的物鏡，推出了能滿足不同使用目的多種物鏡產(chǎn)品。

基本上物鏡是按照用途、觀察方法、倍率、性能（像差校正）等進(jìn)行分類。其中，按照像差校正來(lái)分類的是顯微鏡物鏡特有的分類方法。

物鏡分類：

按照用途分類
光學(xué)顯微鏡的用途大致分為“生物用”和“工業(yè)用”兩大類。物鏡也可以按照這兩種用途，劃分為“生物用”物鏡和“工業(yè)用”物鏡。在生物用途中，一般是將生物標(biāo)本放置在載玻片上，并從上面用蓋玻片遮蓋固定。由于生物用物鏡需要透過(guò)蓋玻片觀察樣本，所以采用了考慮到蓋玻片的厚度（一般為0.17 mm）的光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。而在工業(yè)用途中，一般是在金屬礦物切片、半導(dǎo)體晶圓和電子零部件等標(biāo)本沒(méi)有被遮蓋的狀態(tài)下進(jìn)行觀察的。所以，工業(yè)用物鏡采用了物鏡前端和標(biāo)本之間沒(méi)有蓋玻片狀態(tài)的最佳光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。


按照觀察方法分類
根據(jù)光學(xué)顯微鏡的用途開(kāi)發(fā)出了各種觀察方法，也開(kāi)發(fā)出了對(duì)應(yīng)這些觀察方法的專用物鏡�？梢园凑沼^察方法劃分物鏡。例如，“反射暗視場(chǎng)用物鏡（內(nèi)部透鏡的周圍有環(huán)狀照明光路）”、“微分干涉用物鏡（減少透鏡內(nèi)部失真，優(yōu)化了與微分干涉棱鏡的光學(xué)特性組合）”、“熒光用物鏡（改善了近紫外線領(lǐng)域的透射率）”、“偏振光用物鏡（極大程度減少了透鏡的內(nèi)部失真）”和“相位差用物鏡（內(nèi)置相位板）”等。
 

按照倍率分類
光學(xué)顯微鏡是在稱為物鏡轉(zhuǎn)換器的裝置上安裝了多個(gè)物鏡。這樣，只要轉(zhuǎn)動(dòng)物鏡轉(zhuǎn)換器就可以把低倍率切換到高倍率，輕松完成倍率變換。所以一般是在物鏡轉(zhuǎn)換器上安裝一組不同倍率的物鏡。為此，物鏡的產(chǎn)品陣容由低倍率（5×、10×）、中倍率（20×、50×）和高倍率（100×）物鏡構(gòu)成。其中，特別是在高倍率產(chǎn)品中，為了得到高清晰成像，我們推出了在物鏡的前端與標(biāo)本之間填充合成油、水等折射率高的專用液體的液浸物鏡。另外，還推出了用于特殊用途的超低倍率（1.25×、2.5×）和超高倍率（150×）物鏡等。
 

像差校正和物鏡的分類
按照色差校正分類（等級(jí)）根據(jù)軸色差（縱向色差）校正的程度，可以分為消色差、半消色差（Fluorite）、復(fù)消色差3個(gè)等級(jí)。產(chǎn)品陣容也按照普通級(jí)別到高級(jí)別排序，價(jià)格不同。

1.放大倍數(shù)：物鏡的放大倍數(shù)，是指物鏡在線長(zhǎng)度上放大實(shí)物倍數(shù)的能力指標(biāo)。有兩種表示方法，一種是直接在物鏡上刻度出如8×、10×、45×等；另一種則是在物鏡上刻度出該物鏡的焦距f，焦距越短，放大倍數(shù)越高。前一種物鏡放大倍數(shù)公式為M物=L/f物，L是光學(xué)鏡筒長(zhǎng)度，L值在設(shè)計(jì)時(shí)是很準(zhǔn)確的，但實(shí)際應(yīng)用時(shí)，因不好量度，常用機(jī)械鏡筒長(zhǎng)度。機(jī)械鏡筒長(zhǎng)度是指從顯微鏡目鏡接口處之直線距離。每一物鏡上都用數(shù)字標(biāo)明了機(jī)械鏡筒長(zhǎng)度。

2.鏡筒長(zhǎng)度： 鏡筒長(zhǎng)度是指物鏡底面到目鏡頂面的距離。由于物鏡的像差是依據(jù)一定位置的映像來(lái)校正的，因此物鏡一定要在規(guī)定的機(jī)械鏡筒長(zhǎng)度上使用，一般顯微鏡的機(jī)械鏡筒長(zhǎng)度多為160mm、170mm、190mm。金相顯微鏡在攝影時(shí)，由于放大倍數(shù)不同，映像投射距離變化很大，因此，優(yōu)良的物鏡的像差是按任意鏡筒長(zhǎng)度校正的，即在無(wú)限長(zhǎng)范圍內(nèi)，物鏡像差均已校正。
 

3.數(shù)值孔徑：數(shù)值孔徑表征物鏡的聚光能力，是物鏡的重要性質(zhì)之一，通常以“NA”表示。物鏡的數(shù)值孔徑大小決定了物鏡的分辨能力（鑒別）及有效放大倍數(shù)。根據(jù)理論推導(dǎo)得出：NA=nsinθ

增大物鏡的數(shù)值孔徑有兩個(gè)途徑：
 （1） 增大透鏡的直徑或減小物鏡的焦距即設(shè)計(jì)短焦距的物鏡，以增大孔徑半角θ。但此法會(huì)導(dǎo)致像差增加及制造困難，一般不采用。實(shí)際上sinθ的最大值只能達(dá)到0.95。

 （2） 增大物鏡與觀察物之間的折射率n。干系物鏡是以空氣為介質(zhì)的，折射率n=1，一般用于低倍物鏡。油系物鏡常以松柏油（n=1.515，NA=1.4）、α-壹代溴萘（n=1.658，NA=1.60）為介質(zhì)，用于高倍物鏡。油物鏡的數(shù)值孔徑此時(shí)可達(dá)1.30~1.40，其放大倍數(shù)可達(dá)100~140倍。但干系物鏡不能隨便用油作為介質(zhì)。