顯微鏡物鏡的介紹

    物鏡是顯微鏡zui重要的光學部件，利用光線使被檢物體*次成象，因而直接關系和影響成象的質(zhì)量和各項光學技術參數(shù)，是衡量一臺顯微鏡質(zhì)量的首要標準。 
   物鏡的結構復雜，制作精密，由于對象差的校正，金屬的物鏡筒內(nèi)由相隔一定距離并被固定的透鏡組組合而成。物鏡有許多具體的要求，如合軸,齊焦。
    齊焦既是在鏡檢時，當用某一倍率的物鏡觀察圖象清晰后，在轉(zhuǎn)換另一倍率的物鏡時，其成象亦應基本清晰，而且象的中心偏離也應該在一定的范圍內(nèi)，也就是合軸程度。齊焦性能的優(yōu)劣和合軸程度的高低是顯微鏡質(zhì)量的一個重要標志，它是與物鏡的本身質(zhì)量和物鏡轉(zhuǎn)換器的精度有關。 
    現(xiàn)代顯微鏡物鏡 已達到高度完善，其數(shù)值孔徑已接近極限，視場中心的分辨率與理論值之區(qū)別已微乎其微。但繼續(xù)增大顯微物鏡視場與提高視場邊緣成象質(zhì)量的可能性仍然存在，這種研究工作，至今仍在進行。 
    現(xiàn)代顯微鏡物鏡在成像點  上是有區(qū)別的。物鏡是顯微鏡zui復雜和zui重要的部分，在寬光束中工作（孔徑大），但這些光束與光軸的傾角較小（視場小）；目鏡在窄光束中工作，但其傾角大（視場大）。當計算物鏡與目鏡，在消除象差上有很大差別。
    與寬光束有關的象差是球差、慧差以及位置色差；與視場有關的象差是象散、場曲、畸變以及倍率包差。 
    顯微物鏡是一消球差系統(tǒng)。這意味著：就軸上的一對共軛點而言，消除了球差并且實現(xiàn)了正弦條件時，每一物鏡僅有兩個這種消球差點。因此，物體與象的計算位置的任何改變均導致象差變大。
    1物鏡的主要參數(shù) 
    （1）放大率β
    （2）數(shù)值孔徑NA
    （3）機械筒長L：在顯微鏡中，物鏡支承面到目鏡支承面之間的距離稱為機械筒長。對于一臺顯微鏡來說，機械筒長是固定的。我國規(guī)定機械筒長是160毫米。
    （4）蓋玻片厚度d
    （5）工作距離WD
    這些參數(shù)，大多刻在物鏡筒上，如圖3所示。    蔡康顯微鏡DMM-900C 有一種所謂筒長無限的顯微物鏡有一種所謂筒長無限的顯微物鏡，這種物鏡的后方一般帶有輔助物鏡（也叫補償物鏡或鏡筒物鏡），被觀察物體位于物鏡前焦點上，經(jīng)過物鏡以后，成像在無限遠，再經(jīng)過輔助物鏡成像在輔助物鏡的焦平面上，如圖4所示。在物鏡和輔助物鏡之間是平行光，所以中間距離比較自由一些，可以加入棱鏡等光學元件。

    2．物鏡的基本類型 
    （1）按顯微鏡鏡筒長度（以mm計）：透射光用160鏡筒，帶0.17mm厚或更厚的蓋玻片；反射光用190鏡筒，不帶蓋玻片；透射光與反射光用鏡筒，筒長無限大。
  （2）按浸法特征：非浸式（干式）、浸式（油浸、水浸、甘油浸及其它浸法）。
    （3）按光學裝置：透射式、反射式以及折反射式。
   （4）按數(shù)值孔徑和放大倍數(shù)：低倍（NA≤0.2與β≤10X），中倍（NA≤0.65與β≤40X），高倍（NA＞0.65與β＞40X）。
    （5）按校正象差的情況不同，通常分為復消色差物鏡，平視場消色差物鏡，平視場復消色差物鏡和單色物鏡。 
   
消色差物鏡Achromaticobjective）
    這是應用zui廣泛的一類顯微物鏡，外殼上常有"Ach"字樣。它校正了軸上點的位置色差（紅，藍二色）、球差（黃綠光）和正弦差，保持了齊明條件。軸外點的象散不超過允許值（－4屬光度），二級光譜未校正。

    數(shù)值孔徑為0.1~0.15的低倍消色差物鏡一般由兩片透鏡膠合在一起的雙膠物鏡構成。數(shù)值孔徑至0.2的消色差物鏡由兩組雙膠透鏡構成。當數(shù)值孔徑增大到0.3時，再加入一平凸透鏡，該平凸透鏡決定著物鏡的焦距，而其它透鏡則補償由其平面與球面產(chǎn)生的象差。高倍物鏡的平面象差可用浸法消除。高倍消色差物鏡一般均為浸式，由四部分構成：前片透鏡、新月形透鏡及兩個雙膠透鏡組。
    b.復消色差物鏡（Apochromaticobjective）
    這類物鏡的結構復雜，透鏡采用了特種玻璃或螢石等材料制作而成，物鏡的外殼上標有"Apo"字樣。它對兩個色光實現(xiàn)了正弦條件，要求嚴格地校正軸上點的位置色差（紅，藍二色）、球差（紅，藍二色）和正弦差，同時要求校正二級光譜（再校正綠光的位置色差）。其倍率色差并不能*校正，一般須用目鏡補償。 www.baikon.com
    由于對各種象差的校正極為完善，比響應倍率的消色差物鏡有更大的數(shù)值孔徑，這樣不僅分辨率高，象質(zhì)量優(yōu)而且也有更高的有效放大率。因此，復消色差物鏡的性能很高，適用于研究鏡檢和顯微照相。
    c.半復消色差物鏡（Semiapochromaticobjective）
    半復消色差物鏡又稱氟石物鏡，物鏡的外殼上標有"FL"字樣。在結構上透鏡的數(shù)目比消色差物鏡多，比復消色差物鏡少，成象質(zhì)量上，遠較消色差物鏡為好，接近于復消色差物鏡。
    d.平場物鏡Planobjective）

    平場物鏡是在物鏡的透鏡系統(tǒng)中增加一快半月形的厚透鏡，以達到校正場曲的缺陷，提高視場邊緣成像質(zhì)量的目的。平場物鏡的視場平坦，更適用于鏡檢和顯微照相。對于平視場消色差物鏡，其倍率色差不大，不*特殊目鏡補償。而平視場復消色差物鏡，則必須用目鏡來補償它的倍率色差。

    e.   單色物鏡

類物鏡由石英、熒石或氟化鋰制的一組單片透鏡構成。只能在紫外線光譜區(qū)的個別區(qū)內(nèi)使用（寬度不超過20mm），可見光譜區(qū)不能采用單色物鏡。這類物鏡均制成反射式與折反射式系統(tǒng)。主要缺點是相當大一部分光束在中心被遮蔽（入瞳面積的25%）。在新型折反射系統(tǒng)中，由于采用半透明反射鏡以及物鏡的膠合結構，使這一缺點大為減輕，從而可以取消反射鏡框的遮光。并且兩同軸反射鏡的殘余象差是互相補償?shù)模瑫r用透鏡組來增大數(shù)值孔徑。若系統(tǒng)的校正滿意，孔徑達到NA=1.4時，中心遮蔽可不超過入瞳面積的4%。

    f.特種物鏡
    所謂"特種物鏡"是在上述物鏡的基礎上，專門為達到某些特定的觀察效果而設計制造的。主要有以下幾種：

    （a）帶校正環(huán)物鏡（Correctioncollarobjective）
    在物鏡的中部裝有環(huán)裝的調(diào)節(jié)環(huán)，當轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)環(huán)時，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準引起的覆蓋差。調(diào)節(jié)環(huán)上的刻度可從0.11--.023,在物鏡的外殼上也標科有此數(shù)字，表明可校正蓋玻片從0.11-0.23mm厚度之間的誤差。

    （b）帶虹彩光闌的物鏡（Irisdiaphragmobjective）
    在物鏡鏡筒內(nèi)的上部裝有虹彩光闌，外方也可以旋轉(zhuǎn)的調(diào)節(jié)環(huán)，轉(zhuǎn)動時可調(diào)節(jié)光闌孔徑的大小，這種結構的物鏡是的油浸物鏡，它的作用是在暗視場鏡檢時，往往由于某些原因而使照明光線進入物鏡，使視場背景不夠黑暗，造成鏡檢質(zhì)量的下降。這時調(diào)節(jié)光闌的大小，使背景變黑，使被檢物體更明亮，增強鏡檢效果。

    （c）相差物鏡   （Phasecontrastobjective）
    這種物鏡是由于相襯鏡檢術的物鏡，其特點是在物鏡的后焦平面處裝有相板。

    （d）無罩物鏡（Nocoverobjective）
    有些被檢物體，如涂抹制片等，上面不能加用蓋玻片，這樣在鏡檢時應使用無罩物鏡，否則圖象質(zhì)量將明顯下降，特別是在高倍鏡檢時更為明顯。這種物鏡的外殼上常標刻NC，同時在蓋玻片厚度的位置上沒有0.17的字樣，而標刻著"0"。

    （e）長工作距離物鏡
這種物鏡是倒置顯微鏡的物鏡[/url]，它是為了滿足組織培養(yǎng)，懸浮液等材料的鏡檢而設計。

（五）目鏡 http://www.caikon.com.cn

    目鏡的作用是把物鏡放大的實象（中間象）再放大一級，并把物象映入觀察者的眼中，實質(zhì)上目鏡就是一個放大鏡。已知顯微鏡的分辨率能力是由物鏡的數(shù)值孔徑所決定的，而目鏡只是起放大作用。因此，對于物鏡不能分辨出的結構，目鏡放的再大，也仍然不能分辨出。