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上海蒲柘光電儀器有限公司

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技術(shù)文獻(xiàn)

淺談常用各種顯微鏡物鏡的分類與標(biāo)注

來(lái)源:上海蒲柘光電儀器有限公司 作者:上海蒲柘光電 日期:2015-01-22 16:33:18

顯微鏡物鏡(objective)是顯微鏡最重要的光學(xué)部件,利用光線使被檢物體第一次成像,因而直接關(guān)系和影響成像的質(zhì)量和各項(xiàng)光學(xué)技術(shù)參數(shù),是衡量一臺(tái)顯微鏡質(zhì)量的首要標(biāo)準(zhǔn)。
一、物鏡標(biāo)注:
01、 ACH       消色差物鏡
02、 P(PL)    平場(chǎng)物鏡
03、 EP         半平場(chǎng)物鏡
04、 L(LD)   長(zhǎng)工作距離物鏡
05、 PL L       長(zhǎng)距平場(chǎng)物鏡
06、 APO       復(fù)消色差物鏡     APO L 長(zhǎng)距復(fù)消色差物鏡
07、 FL         半復(fù)消色差物鏡   常用于熒光觀察
08、 PH         相襯物鏡         PHP  平場(chǎng)相襯物鏡
09、 DIC        微分干涉物鏡
10、 POL        偏光物鏡
11、 BD         暗場(chǎng)物鏡

二、物鏡分類:
◆ 按像差校正程度分類:
1、消色差物鏡(Achromatic objective):常見(jiàn)物鏡,盡管各廠家的標(biāo)志不完全一樣,但外殼上一般標(biāo)有“ACH”字樣。這類物鏡能校正軸上點(diǎn)紅藍(lán)光的色差和黃綠光的球差,以及消除近軸點(diǎn)慧差。
2、復(fù)消色差物鏡(Apochromatic objective):復(fù)消色差物鏡的結(jié)構(gòu)復(fù)雜,透鏡采用特種玻璃或螢石等材料制作而成,物鏡的外殼上標(biāo)有“APO”字樣。這種物鏡不僅能校正紅綠藍(lán)三色光的色差,同時(shí)能校正紅藍(lán)二色光的球差。實(shí)際上,復(fù)消色差物鏡不僅能校正紅、綠、藍(lán)三色光的色差,而且在同一焦點(diǎn)平面上成像,達(dá)到消除“剩余色差”(又稱二級(jí)色譜)的效果,所以色差的校正實(shí)際上等于可見(jiàn)光的全部波區(qū)。復(fù)消色差物鏡對(duì)于光源無(wú)任何限制,白光照明也可得到良好的效果。若加入藍(lán)色或黃色濾光片效果更佳。由于對(duì)各種象差的校正極為完善,比相應(yīng)倍率的消色差物鏡有更大的數(shù)值孔徑,因此不僅分辨率高、圖像質(zhì)量好,而且有更高的有效放大率。復(fù)消色差物鏡的性能很高,適用于高級(jí)研究鏡檢和顯微照相。它的景深要比其他物鏡小,價(jià)格昂貴。
3、半復(fù)消色差物鏡(Semi Apochromatic objective):又稱氟石物鏡,物鏡的外殼上標(biāo)有“FL”字樣。在結(jié)構(gòu)上透鏡的數(shù)目比消色差物鏡多、比復(fù)消色差物鏡少。成像質(zhì)量上,遠(yuǎn)比消色差物鏡好,接近于復(fù)消色差物鏡。能校正紅藍(lán)二色光的色差和球差??捎糜跓晒庥^察,是比較高級(jí)的物鏡。
就象差校正程度而言,半復(fù)消色差物鏡介于消色差與復(fù)消色差物鏡之間,但其他光學(xué)性質(zhì)都與復(fù)消色差物鏡接近。其售價(jià)較低,常用來(lái)替代復(fù)消色差物鏡,使用時(shí)最好與補(bǔ)
4、平場(chǎng)物鏡(Plan objective):平場(chǎng)物鏡一般標(biāo)有“PLAN”字樣。在物鏡的透鏡系統(tǒng)中增加了一塊半月形的厚透鏡,以達(dá)到校正場(chǎng)曲的目的。平場(chǎng)物鏡的視場(chǎng)平坦,更適于鏡檢和顯微照相。
5、平場(chǎng)消色差物鏡(Plan Achromatic objective):平場(chǎng)消色差物鏡常標(biāo)有“A-PLAN”字樣。是在紅藍(lán)色差校正的基礎(chǔ)上,對(duì)場(chǎng)曲作了進(jìn)一步校正,因此圖像平直,使視野邊緣與中心能同時(shí)清晰成像。消色差物鏡、平場(chǎng)消色差物鏡的色差校正為紅藍(lán)兩個(gè)波區(qū),球差校為黃綠兩個(gè)波區(qū)。宜使用黃綠光作為照明光源,或加紅色濾光片。
6、平場(chǎng)復(fù)消色差物鏡(Plan Apochromatic objective):平場(chǎng)復(fù)消色差物鏡除進(jìn)一步做場(chǎng)曲的校正外,其他象差校正程度與復(fù)消色物鏡相同。
7、還有平場(chǎng)半復(fù)消色差物鏡(Plan Semi Apochromatic objective)、超平場(chǎng)物鏡(外殼標(biāo)有“S PLAN”)、超平場(chǎng)復(fù)消色差物鏡(外殼標(biāo)有“S PLAN APO”)、消象散物鏡(Anastigmatic objective)等。

◆ 按功能分類 :
1、相差物鏡(相襯)(Phase Contrast objective):一般帶有“PH”標(biāo)志,字體用綠色。這種物鏡是相差(相襯)鏡檢術(shù)的專用物鏡,其特點(diǎn)是在物鏡的后焦平面處裝有相位板。用來(lái)觀察無(wú)色透明的標(biāo)本或活細(xì)胞,倒置顯微鏡上使用廣泛。
2、DIC(微分干涉)物鏡:一般要求半復(fù)消色差或復(fù)消色差物鏡,用于DIC顯微鏡鏡觀察無(wú)色樣品或細(xì)胞,圖像呈現(xiàn)立體感。 
3、HMC物鏡:標(biāo)有“HMC”標(biāo)志,一種類似于相差物鏡的物鏡。觀察效果有立體感。用于霍夫曼觀察,但不能用于熒光觀察。 
4、偏光物鏡:一般標(biāo)有“POL”字樣,這種物鏡裝配了克服應(yīng)力設(shè)備,是專做偏光觀察的物鏡。 
5、熒光物鏡:這種物鏡的熒光透過(guò)率非常高,物鏡用于對(duì)離子位移進(jìn)行定性和定量的分析以及用于特別關(guān)鍵的熒光技術(shù)(如人類染色體的研究以及細(xì)胞遺傳學(xué))。這類物鏡的突出特點(diǎn)是它們對(duì)340nm起的波長(zhǎng)有特別高的數(shù)值孔徑和高傳輸率(340nm時(shí)約為70%!)。視場(chǎng)平直足可以使用CCD照相。
6、暗場(chǎng)物鏡物鏡:用于暗場(chǎng)顯微鏡
7、 多功能物鏡:有的廠家生產(chǎn)一些多功能物鏡,可以同時(shí)做相差、暗場(chǎng)、DIC、熒光等觀察。

◆ 特殊物鏡分類:
1、帶校正環(huán)物鏡(Correction Collar objective):在物鏡中部裝有環(huán)狀的調(diào)節(jié)環(huán),當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)環(huán)時(shí),可調(diào)節(jié)物鏡內(nèi)透鏡組之間的距離,從而校正由蓋玻片厚度不標(biāo)準(zhǔn)引起的覆蓋差。物鏡外殼的調(diào)節(jié)環(huán)上標(biāo)有數(shù)字“11~23”,表明可校正蓋玻片0.11~0.23mm厚度之間的誤差。
2、帶虹彩光闌的物鏡(Iris Diaphragm objective):在物鏡鏡筒內(nèi)的上部裝有虹彩光闌,外方也有可旋轉(zhuǎn)的調(diào)節(jié)環(huán),轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可調(diào)節(jié)光闌孔徑的大小。這種結(jié)構(gòu)的物鏡是高級(jí)的油浸物鏡,常用于暗視野觀察,在暗視野鏡檢時(shí),往往由于某些原因而使照明光線進(jìn)入物鏡,使視場(chǎng)背景不夠黑暗,造成鏡檢質(zhì)量的下降。這時(shí)調(diào)節(jié)光闌的大小,使背景變黑、被檢物體更明亮,增強(qiáng)鏡檢效果。
3、 無(wú)罩物鏡(No Cover objective):有些被檢物體,如涂抹制片等,上面不能加用蓋玻片,在鏡檢時(shí)應(yīng)使用無(wú)罩物鏡。否則圖像質(zhì)量將明顯下降,特別是在高倍鏡檢時(shí)更為明顯。這種物鏡的外殼上常標(biāo)刻“NC”,同時(shí)在標(biāo)記蓋玻片厚度的位置上沒(méi)有“0.17”的字樣,而標(biāo)刻著“0”。

◆ 按工作距離分類:
1、普通物鏡:工作距離小,可以觀察切片,但不能觀察培養(yǎng)皿。 
2、長(zhǎng)工作距離物鏡(Long Working Distance objective):一般有“LD”標(biāo)志,是倒置顯微鏡的專用物鏡,它是為了滿足組織培養(yǎng)、懸浮液等材料的鏡檢而設(shè)計(jì)制造的。由于這類被檢物體都是放置在培養(yǎng)皿或培養(yǎng)瓶中,必須要求物鏡的工作距離長(zhǎng)才能達(dá)到鏡檢的要求。工作距離高至10.6mm,并可以進(jìn)行光學(xué)修正,適用于0~2mm厚度的玻璃,通常由修正環(huán)或特殊的玻璃蓋帽完成修正。例如奧林巴斯的LUCPLFLN-PH物鏡和蔡司的LD-A-PLAN PH物鏡。

◆ 按物鏡前透鏡與蓋玻片之間的介質(zhì)分類:
1、干燥系物鏡:鏡檢時(shí),物鏡前透鏡與蓋玻片之間以空氣(n=1)為介質(zhì)。這類物鏡最常用,如40×及以下的物鏡,數(shù)值孔徑均小于1。
2、水浸系物鏡:一般有“W”標(biāo)志,這些水浸系物鏡同正立顯微鏡一起主要應(yīng)用于生理學(xué),如腦片等較厚樣品的觀察。鏡檢時(shí),物鏡前透鏡與蓋玻片之間是以水為介質(zhì)的,宜用蒸餾水或生理鹽水。
3、油浸系物鏡:即油鏡頭,其放大率為100×。鏡檢時(shí),物鏡前透鏡與蓋玻片之間常以香柏油、無(wú)熒光油(n=1.515左右)為介質(zhì)。有時(shí)也用甘油(n=1.450)、石蠟油(n=1.471)為介質(zhì)。該類物鏡的外殼上常標(biāo)刻有“OIL”或“HI”字樣,國(guó)產(chǎn)物鏡刻以“油”或漢語(yǔ)拼音字頭“Y”。
上述水浸與油浸物鏡所應(yīng)用的介質(zhì)均為液體物質(zhì),所以又稱為“浸液系物鏡”,數(shù)值孔徑大于1。

◆ 按筒長(zhǎng)分類:
1、筒長(zhǎng)有限遠(yuǎn):物鏡的共軛距離(物到象的距離)為195mm,國(guó)產(chǎn)顯微鏡常用物鏡的機(jī)械筒長(zhǎng)(物鏡螺紋端面到目鏡支承面)為160mm。徠卡產(chǎn)品中BME,CME 采用此類物鏡。
2、筒長(zhǎng)無(wú)限遠(yuǎn):物鏡把物體成象于無(wú)限遠(yuǎn)。因此,必須要有鏡筒透鏡將無(wú)限遠(yuǎn)的光線聚焦到目鏡焦面上才能觀察。此類物鏡的突出優(yōu)點(diǎn)是,在物鏡與鏡筒透鏡之間可方便地插入各種附件,而不會(huì)引起成象位置的變化。

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