Числовая апертура NA
Числовая апертура NA относится к показателю преломления (η) среды между передней линзой объектива и образцом, умноженному на половину угла апертуры (u), и отношение равно NA=η·sinu /2. Это основной технический параметр объектива и конденсорной линзы. На корпус объектива нанесена маркировка, важная для оценки характеристик объектива.
Чем больше числовая апертура, тем лучше качество изображения. При наблюдении через объектив угол апертуры изменить нельзя, а изменение показателя преломления различных сред может изменить числовую апертуру. Таким образом, получаются объективы с водной иммерсией и объективы с масляной иммерсией. Вода η{{0}}.333, числовая апертура водно-иммерсионного объектива может составлять 0.1~1,25; кедровое масло η=1.515, числовая апертура масляного иммерсионного объектива может составлять 0,80~1,45; новое кольцо Бронафталин η=1.66, объективная NA больше или равна 1,40.
Числовая апертура пропорциональна разрешению, увеличению, яркости изображения и обратно пропорциональна глубине резкости. При увеличении числовой апертуры ширина поля зрения и рабочее расстояние соответственно уменьшаются.
Разрешение
Разрешение относится к минимальному расстоянию разрешения, при котором световые пятна показывают различия в процессе формирования изображения, выраженному как d{{0}}λ/NA, где d — минимальное расстояние разрешения, λ — длина волны оптического волокна, а NA — числовая апертура объектива. Видно, что чем больше числовая апертура, тем короче λ, меньше d и выше разрешение. Источник видимого света может разрешать только две точки объекта на минимальном расстоянии 0,4 мкм.
Улучшение разрешения зависит от 4 взаимосвязанных факторов: 1. Когда используется источник света с более короткой длиной волны, λ уменьшается; 2. При использовании среды с более высоким показателем преломления увеличивается η и увеличивается числовая апертура; 3. Разработайте и изготовьте объектив с большим углом апертуры; 4. Увеличьте контрастность света и тени на изображении и улучшите четкость изображения.
прирост
Глубина фокуса
Относится к глубине резкости, то есть к диапазону одного и того же диапазона четкости наблюдения выше и ниже фокальной плоскости образца. Чем больше глубина резкости, тем больше слоев, в которых образец будет резким.
① Глубина резкости обратно пропорциональна общему увеличению, числовой апертуре объектива и разрешению изображения. Чем выше увеличение, тем больше значение числовой апертуры, меньше глубина резкости и выше разрешение.
②Показатель преломления окружающей среды, такой как монтажный агент, приготовленный на образце, увеличивается, и глубина фокуса становится больше.
Ширина поля зрения
Относится к фактическому диапазону образца, помещенного в круглое поле зрения микроскопа, также известному как диаметр поля зрения. Чем он больше, тем больше объем выборочной информации.
① Ширина поля зрения пропорциональна количеству полей зрения окуляра. Если увеличение окуляра остается неизменным, то чем больше число полей зрения, тем больше ширина поля зрения, что удобно для наблюдения (Примечание: число полей зрения относится к ширине поля зрения). вид окуляра, который обозначен буквой FN и отмечен на корпусе окуляра). ② Увеличение объектива увеличивается, а ширина поля зрения уменьшается. То есть под маломощным объективом видна вся картинка, а под сильномощным — часть.
плохое покрытие
Международный стандарт толщины покровного стекла образца составляет 0,17 мм, а линза объектива скорректирована с учетом этой аберрации и отмечена на корпусе. Когда свет попадает в воздух через покровное стекло нестандартной толщины, он преломляется, и возникающая аберрация называется плохим освещением.
Плохое покрытие влияет на качество микроскопического изображения. При наблюдении за образцами нужно понимать следующие три момента:
(1) Чем выше увеличение, тем больше значение числовой апертуры и тем заметнее разница в покрытии. По мере увеличения толщины покровного стекла увеличивается плохое покрытие и затрудняется фокусировка.
(2) Объектив с масляной иммерсией не имеет проблем с плохим покрытием, поскольку показатель преломления масла и покровного стекла равен 1,52, образуя однородную оптическую систему.
(3) Чем больше числовая апертура объектива, тем меньше допустимая погрешность толщины покровного стекла и тем строже требования к качеству толщины покровного стекла.
рабочее расстояние
Относится к расстоянию между передней поверхностью объектива и образцом, также известному как расстояние до объекта. Образец должен находиться на расстоянии от 1 до 2 фокусных расстояний объектива во время наблюдения. Это и фокусное расстояние два понятия. Фокусировка микроскопа фактически регулирует рабочее расстояние.
Когда числовая апертура (NA) объектива остается неизменной, если рабочее расстояние укорачивается, угол апертуры необходимо увеличить. Чем выше числовая апертура мощного объектива, тем меньше рабочее расстояние.
Яркость зеркала и яркость поля
(1) Яркость зеркального изображения — это яркость изображения, которая указывает на яркость изображения, наблюдаемого глазами. Требуется не быть тусклым, не ослепляющим и не утомленным.
(2) Яркость поля зрения — это яркость поля зрения под микроскопом, на которую влияют различные факторы, такие как объектив, окуляр и интенсивность источника света.
Связь между яркостью зеркального изображения и другими техническими параметрами микроскопа имеет два основных момента.
(1) Яркость зеркального изображения пропорциональна квадрату числовой апертуры (NA). В тех же условиях значительно улучшается яркость объектива с большой числовой апертурой.
(2) Яркость зеркального изображения обратно пропорциональна квадрату полного увеличения. При тех же условиях увеличение окуляра увеличивается, а яркость зеркального изображения уменьшается.
объектив
Объектив — это первый формирующий оптический компонент микроскопа, состоящий из нескольких групп линз, склеенных вместе. Фокусное расстояние — это общее фокусное расстояние группы линз.
В зависимости от степени коррекции хроматических аберраций, аберраций, кривизны поля и т.п., а также собственнических характеристик различают объективы различных типов: (план)ахроматические объективы, (план)апохроматические объективы, ультраплановые и специальные объективы, и т.п.
окуляр
Окуляр увеличивает реальное изображение объектива, которое является увеличением промежуточного изображения, которое является вторым увеличением. Конструкция окуляра относительно проста, состоит из нескольких линз в нескольких группах. Точка, в которой световые лучи, проходящие через окуляр, пересекаются вверху, называется точкой наблюдения, которая является наилучшей позицией для визуализации наблюдения.
Окуляры имеют различные конфигурации увеличения, чаще всего используется 10-кратное; 5X имеет более высокую воспроизводимость изображения, но увеличение небольшое; Окуляры 20Х имеют наибольшее увеличение, но четкость изображения снижается. Выбирайте в соответствии с реальными потребностями.
конденсатор
Конденсорная линза используется для компенсации недостатка света, соответствующего изменения световых свойств источника света, фокусировки образца и улучшения освещения. Он расположен под сценой и должен совпадать при использовании цели NA больше или равной 0.40. Он имеет разнообразную конструкцию, и требования к конденсору также различны для числовой апертуры объектива.
1. Конденсор Аббе: Конденсор Аббе состоит из двух линз, обладающих лучшей светосилой. Когда числовая апертура объектива обычного микроскопа больше или равна 0.60, коррекция хроматической и сферической аберраций неполная и должна использоваться вместе.
2. Ахроматический апланатический конденсор: Ахроматический конденсор состоит из ряда линз, которые могут корректировать хроматическую и сферическую аберрации и получать удовлетворительное изображение. Это лучший прибор для наблюдения в светлом поле, оснащенный усовершенствованным микроскопом и объективом с малым увеличением. Не применимо.
3. Прочие конденсоры относятся к конденсорам, используемым для других целей, кроме указанных выше светлопольных, таких как конденсоры темного поля, фазово-контрастные конденсоры, поляризованные конденсоры, дифференциальные интерференционные конденсоры и т. д.
