奧林巴斯顯微鏡在鏡檢時,,人們總是希望能清晰而明亮的理想圖象,這就需要顯微鏡的各項光學(xué)技術(shù)參數(shù)達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn),,并且要求在使用時,,必須根據(jù)鏡檢的目的和實際情況來協(xié)調(diào)各參數(shù)的關(guān)系。只有這樣,,才能充分發(fā)揮顯微鏡應(yīng)有的性能,,得到滿意的鏡檢效果。
奧林巴斯顯微鏡的光學(xué)技術(shù)參數(shù)包括:數(shù)值孔徑,、分辨率,、放大率、焦深,、視場寬度,、覆蓋差、工作距離等等,。這些參數(shù)并不都是越高越好,,它們之間是相互聯(lián)系又相互制約的,在使用時,,應(yīng)根據(jù)鏡檢的目的和實際情況來協(xié)調(diào)參數(shù)間的關(guān)系,,但應(yīng)以保證分辨率為準(zhǔn)。
1.數(shù)值孔徑
數(shù)值孔徑簡寫NA,,數(shù)值孔徑是物鏡和聚光鏡的主要技術(shù)參數(shù),,是判斷兩者(尤其對物鏡而言)性能高低的重要標(biāo)志。其數(shù)值的大小,,分別標(biāo)刻在物鏡和聚光鏡的外殼上,。數(shù)值孔徑(NA)是物鏡前透鏡與被檢物體之間介質(zhì)的折射率(n)和孔徑角(u)半數(shù)的正弦之乘積。用公式表示如下:
NA=nsinu/2
孔徑角又稱"鏡口角",,是物鏡光軸上的物體點與物鏡前透鏡的有效直徑所形成的角度,。孔徑角越大,,進(jìn)入物鏡的光通亮就越大,,它與物鏡的有效直徑成正比,與焦點的距離成反比,。
顯微鏡觀察時,,若想增大NA值,,孔徑角是無法增大的,辦法是增大介質(zhì)的折射率n值,?;谶@一原理,就產(chǎn)生了水浸物鏡和油浸物鏡,,因介質(zhì)的折射率n值大于1,,NA值就能大于1。
數(shù)值孔徑較大值為1.4,,這個數(shù)值在理論上和技術(shù)上都達(dá)到了極限,。目前,有用折射率高的溴萘作介質(zhì),,溴萘的折射率為1.66,所以NA值可大于1.4,。這里必須指出,為了充分發(fā)揮物鏡數(shù)值孔徑的作用,,在觀察時,,聚光鏡的NA值應(yīng)等于或略大于物鏡的NA值。
數(shù)值孔徑與其他技術(shù)參數(shù)有著密切的關(guān)系,,它幾乎決定和影響著其他各項技術(shù)參數(shù),。它與分辨率成正比,與放大率成正比,,與焦深成反比,,NA值增大,視場寬度與工作距離都會相應(yīng)地變小,。
2.分辨率
奧林巴斯顯微鏡的分辨率是指能被顯微鏡清晰區(qū)分的兩個物點的較小間距,,又稱"鑒別率"。其計算公式是σ=λ/NA
式中σ為較小分辨距離;λ為光線的波長;NA為物鏡的數(shù)值孔徑,??梢娢镧R的分辨率是由物鏡的NA值與照明光源的波長兩個因素決定。NA值越大,,照明光線波長越短,,則σ值越小,分辨率就越高,。
要提高分辨率,,即減小σ值,可采取以下措施
(1)降低波長λ值,,使用短波長光源,。
(2)增大介質(zhì)n值以提高NA值(NA=nsinu/2)。
(3)增大孔徑角u值以提高NA值,。
(4)增加明暗反差,。
3.放大率和有效放大率
由于經(jīng)過物鏡和目鏡的兩次放大,,所以顯微鏡總的放大率Γ應(yīng)該是物鏡放大率β和目鏡放大率Γ1的乘積:
Γ=βΓ1
顯然,和放大鏡相比,,顯微鏡可以具有高得多的放大率,,并且通過調(diào)換不同放大率的物鏡和目鏡,能夠方便地改變顯微鏡的放大率,。
放大率也是顯微鏡的重要參數(shù),,但也不能盲目相信放大率越高越好。顯微鏡放大倍率的極限即有效放大倍率,。
分辨率和放大倍率是兩個不同的但又互有聯(lián)系的概念,。有關(guān)系式:500NA<Γ<1000NA
當(dāng)選用的物鏡數(shù)值孔徑不夠大,即分辨率不夠高時,,顯微鏡不能分清物體的微細(xì)結(jié)構(gòu),此時即使過度地增大放大倍率,,得到的也只能是一個輪廓雖大但細(xì)節(jié)不清的圖像,,稱為無效放大倍率。反之如果分辨率已滿足要求而放大倍率不足,,則顯微鏡雖已具備分辨的能力,,但因圖像太小而仍然不能被人眼清晰視見。所以為了充分發(fā)揮顯微鏡的分辨能力,,應(yīng)使數(shù)值孔徑與顯微鏡總放大倍率合理匹配,。
4.焦深
焦深為焦點深度的簡稱,即在使用顯微鏡時,,當(dāng)焦點對準(zhǔn)某一物體時,,不僅位于該點平面上的各點都可以看清楚,而且在此平面的上下一定厚度內(nèi),,也能看得清楚,,這個清楚部分的厚度就是焦深。焦深大,可以看到被檢物體的全層,,而焦深小,,則只能看到被檢物體的一薄層,焦深與其他技術(shù)參數(shù)有以下關(guān)系:
(1)焦深與總放大倍數(shù)及物鏡的數(shù)值孔徑成反比,。
(2)焦深大,,分辨率降低。
由于低倍物鏡的景深較大,,所以在低倍物鏡照相時造成困難,。在顯微照相時將詳細(xì)介紹。
5.視場直徑(Field Of View)
觀察顯微鏡時,,所看到的明亮的圓形范圍叫視場,,它的大小是由目鏡里的視場光闌決定的,。
視場直徑也稱視場寬度,是指在顯微鏡下看到的圓形視場內(nèi)所能容納被檢物體的實際范圍,。視場直徑愈大,,愈便于觀察。
有公式F=FN/β
式中F:視場直徑,,F(xiàn)N:視場數(shù)(Field Number,簡寫為FN,,標(biāo)刻在目鏡的鏡筒外側(cè)),β:物鏡放大率,。
由公式可看出:
(1)視場直徑與視場數(shù)成正比,。
(2)增大物鏡的倍數(shù),則視場直徑減小,。因此,,若在低倍鏡下可以看到被檢物體的全貌,而換成高倍物鏡,,就只能看到被檢物體的很小一部份,。