顯微鏡光學系統
鏡頭類型
光學顯微鏡使用物鏡和目鏡進行成像。觀察放大率是每個鏡頭放大率的乘積。通常範圍為10×至1,000×,有些型號甚至達到2000×放大率。
物鏡
物鏡由多個鏡頭組成,用於放大物體並投射更大的影像。根據焦距的差異,可安裝不同放大率的鏡頭,例如4×,10×,40×和50×。除放大率外,物鏡性能的指標還包括數值孔徑和工作距離。
透過鏡頭的光會產生色差(滲色),其折射率根據波長的不同而變化。為了防止這種情況,研發了以下鏡頭:
- - 消色差鏡頭
- 是指能對兩種色光消除色差的鏡頭。被廣泛使用的部分原因是價格合理。
- - 半復消色差鏡頭(螢石鏡頭)
- 是指能對三種色光消除色差的鏡頭。這種鏡頭具有觀察波長約為340 nm的紫外光所需的透射比,因此適用於螢光觀察。
- - 復消色差鏡頭
- 與半復消色差鏡頭一樣,這種鏡頭能對三種色光消除色差。具有較大的數值孔徑和較好的解析度,通常用於需要詳細觀察的研究領域。而高性能意味著價格也更高。
- - 平場鏡頭
- 這種鏡頭的場曲像差被校正,因此鏡頭中心和周邊均完成對焦。如果上述鏡頭的場曲像差得到校正,則分別稱為平場消色差鏡頭、平場螢石鏡頭和平場復消色差鏡頭。在大多數情況下,在鏡頭側面標有「PLAN」。
- - 浸沒鏡頭
- 這種鏡頭透過在物鏡和標本之間填充液體來增加數值孔徑,以實現高解析度。使用油的浸沒鏡頭稱為油浸鏡頭,使用水的浸沒鏡頭稱為水浸鏡頭。前者在側面標有「HI」或「OIL」,後者標有「W」或「WATER」。
目鏡
目鏡是安裝在觀察者一側的鏡頭。物鏡放大的影像被目鏡進一步放大以進行觀察。目鏡由一到三個鏡頭組成,還配有視場光闌,可消除不必要的反射光和像差。
根據放大率的不同,如7×和15×,可使用不同類型的目鏡。除了放大倍率外,鏡頭的性能還可表示為視場數,即視場的範圍。
與物鏡相反,目鏡的放大率越高,長度越短。
根據視場光闌的結構或應用的不同,可安裝以下鏡頭:
- - 惠更斯鏡頭
- 該鏡頭由兩個平凸鏡頭組成。這種鏡頭用於低放大率,其特點是視場光闌位於鏡筒中。
- - 拉姆斯登鏡頭
- 這種鏡頭的特點是視場光闌位於鏡筒外部。
- - PERIPLAN鏡頭
- 這種鏡頭能夠校正放大率和其他屬性的色差,即使在視場週邊也能清晰觀察。
- - 補償鏡頭
- 該鏡頭是補償物鏡產生的像差的目鏡。
- - 寬視場鏡頭
- 該鏡頭可實現寬視野,主要用於觀察生物體和礦物質。
- - 超視場鏡頭
- 該鏡頭可實現更寬的視野,主要用於立體顯微鏡。
聚光鏡
該鏡頭是安裝在載物台下方的鏡頭。這種鏡頭可以調節光量,使光線均勻照亮物體。適用於高放大倍率觀察。聚光鏡可分為多種類型,包括“阿貝聚光器”和用於校正色差的“消色差聚光器”。
- - 阿貝聚光器
- 阿貝聚光器是一種簡單的聚光鏡,通常用於教育機構中安裝的顯微鏡。
- - 消色差聚光器
- -消色差聚光器是一種可以校正色差的聚光鏡。消色差齊明聚光鏡是對消色差聚光器的改進,可以校正場曲率。
- - 通用聚光器
- 這種聚光器支持多種觀察方法,如暗視野、相位差、微分干涉對比和偏光觀察。
關於放大率
總觀察放大率表示為物鏡和目鏡放大倍率的乘積。例如,如果是20×的物鏡和10×的目鏡,則總放大率為200×。
放大率1×是指觀察者在距物體250 mm處觀察該物體的狀態。250 mm被認為是人眼最容易看到的距離。這個距離稱為明視距離。目鏡的放大倍率等於明視距離除以鏡頭的焦距。
清潔鏡頭
使用完顯微鏡後,必須清潔上面的灰塵、油污和污漬,因為鏡頭在操作過程中很容易粘上灰塵、指紋或培養液。
如何清潔鏡頭
清潔鏡頭主要需要以下工具:
- 鼓風機(壓縮空氣)
- 鏡頭清潔紙
- 棉簽
- 清潔劑(製造商推薦的清潔劑、無水酒精、乙醚和酒精的混合物、蒸餾水等)
- 1.使用鼓風機或其他設備清潔
- 用鼓風機或壓縮空氣清除鏡頭上的灰塵和污垢。
(由於壓縮空氣的氣壓很高,部分鏡頭不應使用壓縮空氣。是否可以使用,請參閱操作手冊。) - 2.清除污漬
- 使用清潔劑來清除污漬,例如製造商推薦的清潔劑、無水酒精、乙醚和酒精的混合物或蒸餾水。眼鏡清潔劑含有除霧劑,不應使用。
使用乙醚等易燃清潔劑時,請注意防止點燃。清潔前應先關閉周圍的電子設備。同時保證房間通風。
在紗布、無紡布或清潔紙等防塵材料上塗抹少量清潔劑,然後以螺旋狀從中心到外周輕輕擦拭鏡頭。在擦拭尺寸較小的鏡頭時,將拭紙纏繞在棉簽頂端,然後擦拭鏡頭,注意不要用力過猛。
上述清潔過程也可用於聚光鏡。
使用油浸物鏡後,請務必清潔;否則鏡頭表面會變質。用清潔紙吸走剩餘的油,然後用蘸有清潔劑的拭紙輕輕擦拭鏡頭。