工业显微镜物镜-奥林巴斯
物镜是显微镜重要的光学部件,利用光线使被检物体首成像,直接关系和影响着成像的质量和各项光学技术参数,是衡量是台显微镜质量的首要标准。
物镜的结构复杂,制作精密,由于对像差原校正,在金属的物镜筒内由相隔一定距离并被固定的透镜组组合而成。每组透镜又由不同的材料、不同参数的一至数块透镜胶合在一起。物镜前面的透镜称“前透镜”,后面的透镜称“后透镜”,物镜复合透镜组的总焦距为物镜的焦距。物镜前透镜与被检物体之间的距离为工作距离(自由工作距离)。在高倍镜检时,为了防止物镜与制片的相触、压碎玻片和损伤镜头,除物镜的先端有弹簧装置外,还应使整套物镜由低倍至高倍必须齐焦。
齐焦即是在镜检时,当用某一倍率的物镜观察图象清晰后,在转换另一倍率的物镜时,其成象亦应基本清晰,象的中心偏离也应在一定允许的范围内,也就是合轴程度。齐焦性能的优劣和合轴程度的高低是显微镜质量的一个重要标志,它是与物镜的本身质量和物镜转换器的精度有关。优质的显微镜都是合轴、齐焦的。
物镜种类很多,可从不同的角度来进行分类,现分别述之。
根据物镜前透镜与盖玻片之间的介质不同,可分为:
系物镜:镜检时,物镜前透镜与盖玻片之间是以空气(η=1)为介质的。这类物镜常用,如40X以下的物镜,数值孔径值均小于1。
水浸系物镜:镜检时,物镜前透镜与盖玻片之间是以水(η=1.333)为介质的。水为蒸馏水,这类物镜目前很少应用。
油浸系物镜:即油镜头,其放大率为90-100X。镜检时,物镜前透镜与盖玻片之间常以香柏油、无荧光油(η=1.515左右)为介质的。有时还用甘油(η=1.450)、石蜡(η=1.471)为介质。该类物镜的外壳上常标刻有“oil”、“IL”或“HI”字样。
上述水浸与油浸系物镜所应用的介质均为液体物质,又称为“浸液系物镜”,数值孔径值可大于1。
油镜在使用后必须立即擦拭,不能久置,否则将有损镜头使解象力下降,浸油在干涸后也不易擦拭。擦拭是脱脂棉球蘸少量的洒精混合液轻轻擦去浸油,再用脱脂棉球或镜头纸轻擦一次。
根据物镜放大率的高低,原则上可分为:
低倍物镜:1X-6X,NA0.04-0.15;
中倍物镜:6X-25X,NA0.15-0.40;
高倍物镜:25X-63X,NA0.35-0.95;
油浸物镜:90X-100X;NA1.25-1.40。
根据物镜象差校正的程度来进行分类,这对我们使用者来说,是应于了解的一个分类方法,现分述于下:
消色差物镜(Achromaticobjective):这是常见的物镜,外壳上常有“Ach“字样,
其结构比较简单,由两片透镜胶合和两片以上透镜组成。
这类物镜仅能校正轴上点的位置色差和球差以及消除近轴点慧差。由于玻璃材料等原
因,不能校正其它色光的色差和球差,场曲很大,故不能应用于研究的镜检和显微照相。镜检时,通常与惠更斯目镜配合使用。
复消色差物镜(Apochromaticobjective):复消色差物镜的结构复杂,透镜采用
了特种玻璃或荧石、氟石等材料制作而成,物镜的外壳上标有“APO”字样。这种物镜不仅能校正红、绿、蓝天三色光的色差,在同一焦点平面上造象,达到消除“剩余色差“(又称二级光谱)的效果,能较好地校正红、蓝二色光的球差。由于对各种象差的校正极为完善,比相应倍率的消色差物镜有更大的数值孔径,这样不仅分辨率高、象质优,也有更高的有效放大率。复消然差物镜的性能很高,适用于研究镜检和显微照相之用。镜检时应与补尝目镜配合使用,否则图象质量下隆。
半复消色差物镜(Semiapochromatic objective):半复消色差物镜又名氟石物镜
物镜的外壳上常标有“FL”字样。在结构上透镜的数目比消色差物镜多,比复消色差物镜少;在成象质量上,远较消色差物镜为好,接近于复消色差物镜,能校正红、蓝二色光的色差及球差。镜检时也应与补偿目镜配合使用。
平场物镜(Planobjective):平场物镜是在物镜透镜系统中增加一块半月形的厚
透镜,以达到校正场曲的缺陷。平场物镜的结构较为复杂,尤以高倍平场物镜更为复杂。平场物镜的视场平坦、视场较大,且工作距离也相应地有所增长。更适用于镜检和显微照相之用。
平场物镜有:平场消色差物镜在镜头的外壳上标有PlanAch:平场复消色差物镜在镜头外壳上标有PlanAPO以及平场半复消色差物镜,更为好的为超平场物镜和超平场复消色差物镜。
特种物镜:所谓“特种物镜”是在上述物镜的基础上,专门为达到某些特定的
观察效果而设计制造的。主要有以下几种:
1、带校正环物镜:在物镜的中部装有环状的调节环,当转动调节环时,可调节物镜内透镜组之间的距离,从而校正由盖玻片厚度不标准所引起的复盖差。调节环上的刻度可从0.11-0.23,在物镜的外壳上也标刻有此数字,即表明可校正盖玻片从0.11-0.23毫米厚度之间的误差。标准盖玻片的厚度为0.17毫米,镜检时应将刻度置于0.17的位置上,若盖玻片的厚度不为0.17毫米,则可利用校正环予以校正,这种物镜为40X高倍干燥系的好物镜,性能很高。在使用时要掌握校正环的应用方法,否则不能发挥其高性能。
2、虹彩光阑物镜:在物镜镜筒内的上部装有虹彩光阑,外方也有可旋转的调节环,转动时可调节光阑孔径的大小。这种结构的物镜是好的油浸物镜,它的作用是在暗场镜检时,往往由于某些大原使照明光线进入物镜,使视场背景不够黑暗,造成镜检质量的下降。这时调节光阑的大小,可使背景黑暗,被检物体更加明亮,增强镜检的效果。另一作用是当缩小光阑时,物镜的有效直径随之也在缩小,改变孔径角,从而相应地起到降低数值孔径而增大焦深的作用。
3、相衬物镜:这种物镜是物于相衬镜检术的专用物镜,其特点是在物镜的后焦点平面处装有相板。
4、无应变物镜:这种物镜在透镜组的装配中克服了应力的存在,是专作透射式偏光镜检用的物镜,能达到更佳的偏光镜检效果。在物镜的外壳上常标刻有“PO”或“POL”字样,以资识别。
5、无荧光物镜:无荧光物镜是专用于落射式荧光显微镜上的物镜,这种物镜受到很强的激励光源也不发出荧光。视场背景不发光,可得到清晰明亮的图象。物镜的外壳上常以“UVFL”字样作为标志。
6、无罩物镜:有些被检物体,尤其是涂抹制片等,上面不能加用盖玻片,这样在镜检时应使用无罩物镜,否则物镜的外壳上常标刻NC,在盖片厚度的位置上没有0.17的字样,而是标刻着“0”表示在镜检旱不用盖玻片。
7、长工作距离物镜:这种物镜是倒置显微镜的专用物镜,它是为了满足组织培养、悬浮液等材料的镜检而设计制造的。由于这类被检物体都是放置在培养皿或培养瓶中,必须要求物镜的工作距离长才能达到镜检的要求。