顯微鏡物鏡的基本參數(shù)和說明

一、數(shù)值孔徑(NA)  ， 子午光線能進(jìn)入或離開纖芯(光學(xué)系統(tǒng)或掛光學(xué)器件)的最大圓錐的半頂角之正弦,乘以圓錐頂所在介質(zhì)的折射率,數(shù)值孔徑是判斷物鏡性能(分辨率、焦深、亮度等)的重要指數(shù)。數(shù)值孔徑又叫鏡口率,簡(jiǎn)寫為NA。它是由物體與物鏡間媒質(zhì)的折射率(n)與物鏡孔徑角的一半(θ\2)的正弦值的乘積,其大小由下式?jīng)Q定:NA=n×sinθ/2。

數(shù)值孔徑簡(jiǎn)寫NA(蔡司顯微鏡的數(shù)值孔徑簡(jiǎn)寫CF),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(duì)物鏡而言)性能高低(即消位置色差的能力,蔡司公司的數(shù)值孔代表消位置色差和倍率色差的能力)的重要標(biāo)志。其數(shù)值大小分別標(biāo)在物鏡和聚光鏡的外殼上。

孔徑角又稱”鏡口角”,是物鏡光軸上的物體點(diǎn)與物鏡前透鏡的有效直徑所形成的角度?？讖浇窃酱?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(diǎn)的距離成反比。顯微鏡觀察時(shí),若想增大NA值,孔徑角是無法增大的,唯一的辦法是增大介質(zhì)率n值。基于這一原理,就產(chǎn)生了水浸系物鏡和油浸物鏡,因介質(zhì)的折射率n值大于1,NA值就能大于1。數(shù)值孔徑最大值為1.4,這個(gè)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。與其他參數(shù)的關(guān)系:數(shù)值孔徑是顯微鏡物鏡的重要參數(shù),決定了物鏡的分辨率。與物鏡的放大倍數(shù),工作距離,景深有直接關(guān)系。一般來說,它與分辨率成正比,與放大率成正比,焦深與數(shù)值孔徑的平方成反比,NA值增大,視場(chǎng)寬度與工作距離都會(huì)相應(yīng)的變小。    容易產(chǎn)生的誤區(qū):數(shù)值孔徑與分辨率成正比,但這并不是說在選擇物鏡的時(shí)候一定要選擇數(shù)值孔徑(NA)最大才是最好,因?yàn)槲镧R還會(huì)有很多其他重要參數(shù),比如熒光透過率、工作距離等等,最好根據(jù)自己的實(shí)驗(yàn)選擇。

二、焦深， 焦深也叫景深,其定義是:指使用顯微鏡觀察和拍攝樣品表面時(shí),從對(duì)準(zhǔn)焦點(diǎn)的位置開始,改變物鏡與樣品表面的距離時(shí),對(duì)焦能夠保持清晰的范圍。肉眼的調(diào)整能力因人而異,所以焦深也會(huì)出現(xiàn)因人而異的情況?，F(xiàn)在常用的是與實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較一致的Berek 公式。

三、齊焦距離，齊焦距離是指,對(duì)準(zhǔn)焦點(diǎn)時(shí)的物鏡鏡體定位面到物體表面的距離。OLYMPUS UIS2/UIS光學(xué)系統(tǒng)物鏡的齊焦距離為45 mm,ZEISS ICCS光學(xué)體統(tǒng)、LEICA HC光學(xué)系統(tǒng)的齊焦距離也是45mm,NIKON CFI 60 光學(xué)系統(tǒng)的齊焦距離是60mm。 齊焦距離示意圖：

四、工作距離，工作距離也叫物距,即指物鏡前透鏡的表面到被檢物體之間的距離。    鏡檢時(shí),被檢物體應(yīng)處在物鏡的一倍至二倍焦距之間。因此,它與焦距是兩個(gè)概念,平時(shí)習(xí)慣所說的調(diào)焦,實(shí)際上是調(diào)節(jié)工作距離。在物鏡數(shù)值孔徑一定的情況下,工作距離短孔徑角則大。數(shù)值孔徑大的高倍物鏡,其工作距離小。

五、分辨率，分辨率是指在物體表面能夠分解的最小間隔。數(shù)值孔徑(NA)越大,分辨率越高。通常,分辨率的大小可以用下式表示。

本內(nèi)容來源于：上海光學(xué)儀器廠

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