顯微鏡有以下幾個(gè)重要的光學(xué)技術(shù)參數:數值孔徑,分辨率,放大率,焦深,視場(chǎng)直徑,工作距離等,這些參數不都是越高越好,它們互相關(guān)系又互相制約,購買(mǎi)時(shí)要根據檢查實(shí)際需要,選取匹配的參數,這樣才達到好的效果。
一、數值孔徑(N.A.)
數值孔徑是判斷物鏡性能(分辨率,焦深和亮度)的關(guān)鍵要素。
數值孔徑(N.A.)以下式計算。
N.A.=n×sinx
n =試樣與物鏡之間介質(zhì)的折射率(空氣:n=1,油:n=1.515)
X:光軸與離物鏡中心遠折射光形成的角度。
顯微鏡觀(guān)察時(shí),若想增大NA值,孔徑角是無(wú)法增大的,解決辦法是增大介質(zhì)的折射率n值?;谶@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值大于一,NA值就能大于一。
數值孔徑大值為1.4,這個(gè)數值在理論上和技術(shù)上都達到了極限。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。
這里必須指出,為了充分發(fā)揮物鏡數值孔徑的作用,在觀(guān)察時(shí),聚光鏡的NA值應等于或略大于物鏡的NA值,
數值孔徑與其他技術(shù)參數有著(zhù)密切的關(guān)系,它幾乎決定和影響著(zhù)其他各項技術(shù)參數。它與分辨率成正比,與放大率成正比,與焦深成反比,NA值增大,視場(chǎng)寬度與工作距離都會(huì )相應地變小。
二.分辨率
分辨率又稱(chēng)“鑒別率”,“解像力”。是衡量顯微鏡性能的又一個(gè)重要技術(shù)參數。
顯微鏡的分辨率用公式表示為:d=l/NA
式中d為小分辨距離;l為光線(xiàn)的波長(cháng);NA為物鏡的數值孔徑??梢?jiàn)物鏡的分辨率是由物鏡的NA值與照明光源的波長(cháng)兩個(gè)因素決定。NA值越大,照明光線(xiàn)波長(cháng)越短,則d值越小,分辨率就越高。
要提高分辨率,即減小d值,可采取以下措施
1、 降低波長(cháng)l值,使用短波長(cháng)光源。
2、曾大介質(zhì)n值和提高NA值(NA=nsinu/2)。
3、增大孔徑角。
4、增加明暗反差。
三、放大率
放大率就是放大倍數,是指被檢驗物體經(jīng)物鏡放大再經(jīng)目鏡放大后,人眼所看到的終圖象的大小對原物體大小的比值,是物鏡和目鏡放大倍數的乘積。
放大率也是顯微鏡的重要參數,但也不能盲目相信放大率越高越好,在選擇時(shí)應首先考慮物鏡的數值孔徑。
四、焦深
焦深為焦點(diǎn)深度的簡(jiǎn)稱(chēng),即在使用顯微鏡時(shí),當焦點(diǎn)對準某一物體時(shí),不僅位于該點(diǎn)平面上的各點(diǎn)都可以看清楚,而且在此平面的上下一定厚度內,也能看得清楚,這個(gè)清楚部分的厚度就是焦深。焦深大,
可以看到被檢物體的全層,而焦深小,則只能看到被檢物體的一薄層,焦深與其他技術(shù)參數有以下關(guān)系:
1、焦深與總放大倍數及物鏡的數值孔鏡成反比。
2、焦深大,分辨率降低。
由于低倍物鏡的景深較大,所以在低倍物鏡照相時(shí)造成困難。在顯微照相時(shí)將詳細介紹。 五. 視場(chǎng)直徑(Field of view)
觀(guān)察顯微鏡時(shí),所看到的明亮的原形范圍叫視場(chǎng),它的大小,是由目鏡里的視場(chǎng)光闌決定的。
視場(chǎng)直徑也稱(chēng)視場(chǎng)寬度,是指在顯微鏡下看到的圓形視場(chǎng)內所能容納被檢物體的實(shí)際范圍。視場(chǎng)直徑愈大,愈便于觀(guān)察。
由公式可看出:
1、視場(chǎng)直徑與視場(chǎng)數成正比。
2、增大物鏡的倍數,則視場(chǎng)直徑減小。因此,若在低倍鏡下可以看到被檢物體的全貌,而換成高倍物鏡,就只能看到被檢物體的很小一部份。
六、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)習慣所說(shuō)的調焦,實(shí)際上是調節工作距離。
在物鏡數值孔徑一定的情況下,工作距離短孔徑角則大。
數值孔徑大的高倍物鏡,其工作距離小。
七、覆蓋差
顯微鏡的光學(xué)系統也包括蓋玻片在內。由于蓋玻片的厚度不標準,光線(xiàn)從蓋玻片進(jìn)入空氣產(chǎn)生折射后的光路發(fā)生了改變,從而產(chǎn)生了相差,這就是覆蓋差。覆蓋差的產(chǎn)生影響了顯微鏡的成響質(zhì)量。
上規定,蓋玻片的標準厚度為0.17mm,
許可范圍在0.16—0.18mm.,在物鏡的制造上已將此厚度范圍的相差計算在內。物鏡外殼上標科的確0.17,即表明該物鏡要求蓋玻片的厚度。