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行業(yè)新聞
顯微鏡物鏡的分類 - 分析行業(yè)新聞
- 作者:微儀顯微鏡
- 發(fā)布時間:2023-02-22
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物鏡(objective)是顯微鏡*重要的光學(xué)部件,利用光線使被檢物體**次成像,因而直接關(guān)系和影響成像的質(zhì)量和各項光學(xué)技術(shù)參數(shù),是衡量一臺顯微鏡質(zhì)量的首要標(biāo)準(zhǔn)。
物鏡的結(jié)構(gòu)復(fù)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。物鏡的要求是齊焦合軸。齊焦即在鏡檢時,當(dāng)用某一倍率的物鏡觀察圖像清晰后,在轉(zhuǎn)換另一倍率的物鏡時,其成像亦應(yīng)基本清晰。和軸即上述操作中,像的中心偏離也應(yīng)該在一定的范圍內(nèi)。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(biāo)志,它與物鏡本身的質(zhì)量和物鏡轉(zhuǎn)換器的精度有關(guān)。
傳統(tǒng)物鏡的種類很多,可從不同的角度分類?,F(xiàn)在分類介紹。
一、 按象差校正程度分類
物鏡的種類及象差校正程度
編號 | 物鏡 | 色差 | 球差 | 場曲 |
1 | 消色差物鏡 | 紅、藍波區(qū)校正 | 黃、綠波區(qū)校正 | 存在 |
2 | 復(fù)消色差物鏡 | 紅、綠、藍波區(qū)校正 | 紅、藍波區(qū)校正 | 存在 |
3 | 半復(fù)消色差物鏡 | 紅、藍波區(qū)校正 | 紅、藍波區(qū)校正 | 存在 |
4 | 平場物鏡 | 存在 | 存在 | 已校正 |
5 | 平場消色差物鏡 | 紅、藍波區(qū)校正 | 黃、綠波區(qū)校正 | 已校正 |
6 | 平場復(fù)消色差物鏡 | 紅、綠、藍波區(qū)校正 | 紅、藍波區(qū)校正 | 已校正 |
1.消色差物鏡(Achromatic objective):常見物鏡,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。這類物鏡僅能校正軸上點紅藍光的色差和黃綠光的球差,以及消除近軸點慧差。不能校正其他光的色差和球差,且場曲很大。
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三色光的色差,同時能校正紅藍二色光的球差。
實際上,復(fù)消色差物鏡不僅能校正紅、綠、藍三色光的色差,而且在同一焦點平面上成像,達到消除“剩余色差”(又稱二級色譜)的效果,所以色差的校正實際上等于可見光的全部波區(qū),但二級色譜的放大率色差仍然存在。當(dāng)其與簡單組合目鏡配用時,這些殘存的色差會使影像邊緣略帶色彩。因此,需要與補償型目鏡配合使用。復(fù)消色差物鏡對于光源無任何限制,白光照明也可得到良好的效果。若加入藍色或黃色濾光片效果更佳。
由于對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**研究鏡檢和顯微照相。它的景深要比其他物鏡小,價格昂貴。
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,遠比消色差物鏡好,接近于復(fù)消色差物鏡。能校正紅藍二色光的色差和球差??捎糜跓晒庥^察,是比較**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。其售價較低,常用來替代復(fù)消色差物鏡,使用時*好與補償型目鏡相配合。
4. 平場物鏡(Plan objective):平場物鏡一般標(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,以達到校正場曲的目的。平場物鏡的視場平坦,更適于鏡檢和顯微照相。
5. 平場消色差物鏡(Plan Achromatic objective):平場消色差物鏡常標(biāo)有“A-PLAN”字樣。是在紅藍色差校正的基礎(chǔ)上,對場曲作了進一步校正,因此圖像平直,使視野邊緣與中心能同時清晰成像。
消色差物鏡、平場消色差物鏡的色差校正為紅藍兩個波區(qū),球差校正僅為黃綠兩個波區(qū),仍然存在其他波區(qū)的色差和球差。但一般低倍放大時影響不大。鑒于其黃綠波區(qū)校正較佳,宜使用黃綠光作為照明光源,或加紅色濾光片。
6. 平場復(fù)消色差物鏡(Plan Apochromatic objective):平場復(fù)消色差物鏡除進一步做場曲的校正外,其他象差校正程度與復(fù)消色物鏡相同。使用復(fù)消色差物鏡成像的平坦程度不如消色差物鏡,而平場復(fù)消色差物鏡可使映像清晰、平坦、進一步提高成像質(zhì)量。
另外,還有平場半復(fù)消色差物鏡(Plan Semi Apochromatic objective)、超平場物鏡(外殼標(biāo)有“S PLAN”)、超平場復(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(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,其特點是在物鏡的后焦平面處裝有相位板。用來觀察無色透明的標(biāo)本或活細胞,倒置顯微鏡上使用廣泛。
2. DIC物鏡:一般要求半復(fù)消色差或復(fù)消色差物鏡,用于DIC鏡檢觀察無色樣品或細胞,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率非常高,物鏡用于對離子位移進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胞遺傳學(xué))。這類物鏡的突出特點是它們對340nm起的波長有特別高的數(shù)值孔徑和高傳輸率(340nm時約為70%?。?。視場平直足可以使用CCD照相。
6. TIRF專用物鏡:要求數(shù)值孔徑大,NA一般為1.45~1.65。如尼康公司的APO TIRF 60×/100× 1.4 9物鏡。 7. 多功能物鏡:有的廠家生產(chǎn)一些多功能物鏡,可以同時做相差、DIC、熒光等觀察。例如奧林巴斯的UPLANFLN(萬能平場半復(fù)消色差)物鏡和蔡司的EC PLAN –NEOFLUAR(高襯度平場新熒光)系列物鏡。
特殊物鏡分類
特殊物鏡主要有以下幾種:
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(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)動時可調(diào)節(jié)光闌孔徑的大小。這種結(jié)構(gòu)的物鏡是**的油浸物鏡,常用于暗視野觀察,在暗視野鏡檢時,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、被檢物體更明亮,增強鏡檢效果。
3. 無罩物鏡(No Cover objective):有些被檢物體,如涂抹制片等,上面不能加用蓋玻片,在鏡檢時應(yīng)使用無罩物鏡。否則圖像質(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(biāo)刻“NC”,同時在標(biāo)記蓋玻片厚度的位置上沒有“0.17”的字樣,而標(biāo)刻著“0”。
其他分類方法
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才能達到鏡檢的要求。工作距離高至10.6mm,并可以進行光學(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。
2. 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,物鏡前透鏡與蓋玻片之間以空氣(n=1)為介質(zhì)。這類物鏡*為常用,如40×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,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40×~100×。鏡檢時,物鏡前透鏡與蓋玻片之間常以香柏油、無熒光油(n=1.515左右)為介質(zhì)。有時也用甘油(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,國產(chǎn)物鏡刻以“油”或漢語拼音字頭“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。
3. 按放大倍數(shù)分類
(1)極低倍物鏡:這類物鏡的倍率不是放大而是縮小,是為了觀察較大的被檢物體的全貌而設(shè)計、制造的。目前有些研究用顯微鏡附有這類物鏡,在鏡檢時,應(yīng)與極低倍聚光鏡相配使用。如倍率為0.75×、0.5×的物鏡。
(2)低倍物鏡:1×~6×,NA 0.04~0.15。
(3)中倍物鏡:6×~25×,NA 0.15~0.40。
(4)高倍物鏡:25×~63×,NA 0.35~0.95。
(5)油浸物鏡:40×~100×,NA 1.25~1.40。
4. 按廠家分類
按照生產(chǎn)廠家,物鏡又可以分為奧林巴斯物鏡、尼康物鏡、徠卡物鏡、蔡司物鏡等。
當(dāng)然還有其他一些物鏡,比如反射暗視野物鏡、自動識別物鏡等。