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      显微镜技术 显微镜技术是将精密的光学显微技术、先进的光电转换技术与尖端的计算机图像处理技术完美的结合在一起而开发成功的高科技产品。
     显微镜的光学技术参数包括:数值孔径、分辨率、放大率、焦深、视场宽度、覆盖差、工作距离等等。这些参数并不都是越高越好,它们之间是相互联系又相互制约的,在使用时,应根据镜检的目的和实际情况来协调参数间的关系,但应以保证分辨率为准。

一. 数值孔径
    数值孔径简写NA,数值孔径是物镜和聚光镜的主要技术参数,是判断两者(尤其对物镜而言)性能高低的重要标志。其数值的大小,分别标刻在物镜和聚光镜的外壳上。数值孔径(NA)是物镜前透镜与被检物体之间介质的折射率(h)和孔径角(u)半数的正玄之乘积。用公式表示如下:

NA=hsinu/2
   孔径角又称“镜口角”,是物镜光轴上的物体点与物镜前透镜的有效直径所形成的角度。孔径角越大,进入物镜的光通亮就越大,它与物镜的有效直径成正比,与焦点的距离成反比。显微镜观察时,若想增大NA值,孔径角是无法增大的,唯一的办法是增大介质的折射率h值。基于这一原理,就产生了水浸系物镜和油浸物镜,因介质的折射率h值大于一,NA值就能大于一。数值孔径最大值为1.4,这个数值在理论上和技术上都达到了极限。目前,有用折射率高的溴萘作介质,溴萘的折射率为1.66,所以NA值可大于1.4。这里必须指出,为了充分发挥物镜数值孔径的作用,在观察时,聚光镜的NA值应等于或略大于物镜的NA值,数值孔径与其他技术参数有着密切的关系,它几乎决定和影响着其他各项技术参数。它与分辨率成正比,与放大率成正比,与焦深成反比,NA值增大,视场宽度与工作距离都会相应地变小。

二.分辨率
    分辨率又称“鉴别率”,“解像力”。是衡量显微镜性能的又一个重要技术参数。
显微镜的分辨率用公式表示为:d=l/NA
式中d为最小分辨距离;l为光线的波长;NA为物镜的数值孔径。可见物镜的分辨率是由物镜的NA值与照明光源的波长两个因素决定。NA值越大,照明光线波长越短,则d值越小,分辨率就越高。
要提高分辨率,即减小d值,可采取以下措施
1.降低波长l值,使用短波长光源。
2.增大介质h值和提高NA值(NA=hsinu/2)。
3.增大孔径角。
4.增加明暗反差。
三.放大率
    放大率就是放大倍数,是指被检验物体经物镜放大再经目镜放大后,人眼所看到的最终图象的大小对原物体大小的比值,是物镜和目镜放大倍数的乘积。放大率也是显微镜的重要参数,但也不能盲目相信放大率越高越好,在选择时应首先考虑物镜的数值孔径。
四.焦深
    焦深为焦点深度的简称,即在使用显微镜时,当焦点对准某一物体时,不仅位于该点平面上的各点都可以看清楚,而且在此平面的上下一定厚度内,也能看得清楚,这个清楚部分的厚度就是焦深。焦深大, 可以看到被检物体的全层,而焦深小,则只能看到被检物体的一薄层,焦深与其他技术参数有以下关系:
1.焦深与总放大倍数及物镜的数值孔镜成反比。
2.焦深大,分辨率降低。
由于低倍物镜的景深较大,所以在低倍物镜照相时造成困难。在显微照相时将详细介绍。
五.视场直径(Field of view)
    观察显微镜时,所看到的明亮的原形范围叫视场,它的大小,是由目镜里的视场光阑决定的。视场直径也称视场宽度,是指在显微镜下看到的圆形视场内所能容纳被检物体的实际范围。视场直径愈大,愈便于观察。
F=FN/Mob
F: 视场直径,FN:视场数,Mob:物镜放大率。
视场数(Field Number, 简写为FN),标刻在目镜的镜筒外侧。
由公式可看出:
1. 视场直径与视场数成正比。
2. 增大物镜的倍数,则视场直径减小。因此,若在低倍镜下可以看到被检物体的全貌,而换成高倍物镜,就只能看到被检物体的很小一部份。
六.覆盖差
    显微镜的光学系统也包括盖玻片在内。由于盖玻片的厚度不标准,光线从盖玻片进入空气产生折射后的光路发生了改变,从而产生了相差,这就是覆盖差。覆盖差的产生影响了显微镜的成响质量。

国际上规定,盖玻片的标准厚度为0.17mm, 许可范围在0.16—0.18mm.,在物镜的制造上已将此厚度范围的相差计算在内。物镜外壳上标科的确0.17,即表明该物镜要求盖玻片的厚度。
七.工作距离
    工作距离也叫物距,即指物镜前透镜的表面到被检物体之间的距离。镜检时,被检物体应处在物镜的一倍至二倍焦距之间。因此,它与焦距是两个概念,平时习惯所说的调焦,实际上是调节工作距离。
在物镜数值孔径一定的情况下,工作距离短孔径角则大。
数值孔径大的高倍物镜,其工作距离小。

 
 
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