光學顯微鏡的組成結構

來源:    日期:2011-7-27    瀏覽次數5588

  光學顯微鏡一般由載物臺、聚光照明系統、物鏡,目鏡和調焦機構組成。載物臺用于承放被觀察的物體。利用調焦旋鈕可以驅動調焦機構,使載物臺作粗調和微調的升降運動,使被觀察物體調焦清晰成象。它的上層可以在水平面內沿作精密移動和轉動,一般都把被觀察的部位調放到視場中心。

  聚光照明系統由燈源和聚光鏡構成,聚光鏡的功能是使更多的光能集中到被觀察的部位。照明燈的光譜特性必須與顯微鏡的接收器的工作波段相適應。

  物鏡位于被觀察物體附近,是實現第一級放大的鏡頭。在物鏡轉換器上同時裝著幾個不同放大倍率的物鏡,轉動轉換器就可讓不同倍率的物鏡進入工作光路,物鏡的放大倍率通常為5~100倍。

  物鏡是顯微鏡中對成象質量優劣起決定性作用的光學元件。常用的有能對兩種顏色的光線校正色差的消色差物鏡;質量更高的還有能對三種色光校正色差的復消色差物鏡;能保證物鏡的整個像面為平面,以提高視場邊緣成像質量的平像場物鏡。高倍物鏡中多采用浸液物鏡,即在物鏡的下表面和標本片的上表面之間填充折射率為1.5左右的液體,它能顯著的提高顯微觀察的分辨率。

  目鏡是位于人眼附近實現第二級放大的鏡頭,鏡放大倍率通常為5~20倍。按照所能看到的視場大小,目鏡可分為視場較小的普通目鏡,和視場較大的大視場目鏡(或稱廣角目鏡)兩類。

  載物臺和物鏡兩者必須能沿物鏡光軸方向作相對運動以實現調焦,獲得清晰的圖像。用高倍物鏡工作時,容許的調焦范圍往往小于微米,所以顯微鏡必須具備極為精密的微動調焦機構。

  顯微鏡放大倍率的極限即有效放大倍率,顯微鏡的分辨率是指能被顯微鏡清晰區分的兩個物點的最小間距。分辨率和放大倍率是兩個不同的但又互有聯系的概念。

  光學顯微鏡當選用的物鏡數值孔徑不夠大,即分辨率不夠高時,顯微鏡不能分清物體的微細結構,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節不清的圖像,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。所以為了充分發揮顯微鏡的分辨能力,應使數值孔徑與顯微鏡總放大倍率合理匹配。

  聚光照明系統是對顯微鏡成像性能有較大影響,但又是易于被使用者忽視的環節。它的功能是提供亮度足夠且均勻的物面照明。聚光鏡發來的光束應能保證充滿物鏡孔徑角,否則就不能充分利用物鏡所能達到的最高分辨率。為此目的,在聚光鏡中設有類似照相物鏡中的 ,可以調節開孔大小的可變孔徑光闌,用來調節照明光束孔徑,以與物鏡孔徑角匹配。

  改變照明方式,可以獲得亮背景上的暗物點(稱亮視場照明)或暗背景上的亮物點(稱暗視場照明)等不同的觀察方式,以便在不同情況下更好地發現和觀察微細結構。

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