光学显微镜不同类型物镜的标识和识别方法

2016-03-25技术资料

个人目标的属性识别通常是非常容易的,因为重要的参数往往是上下外壳(或桶)本身作为图1中所示的目标。此图描绘了一个典型的60倍计划复消色差透镜的目标,其中包括常见的雕刻包含所有必要的规格,以确定哪些目标是设计和正确使用的必要条件。

光学显微镜不同类型物镜的标识和识别方法

显微镜制造商提供范围广泛的目标设计,以满足性能的需要专门的成像方法,以补偿玻璃盖的厚度变化,并增加有效工作距离的目标。通常情况下,一个特定的目标函数是不明显的,简单地通过看建设的客观。有限显微镜物镜的设计项目受衍射限制在一个固定的平面(中间图像平面),这是决定的显微镜镜筒的长度,并位于从物镜的后焦平面中的一个被预先指定的距离图像。显微镜物镜的设计通常要使用特定的一组目镜透镜和/或管策略性地放置,以协助在去除残留的光学误差。作为一个例子,年龄较大的尼康奥林巴斯补偿的目镜使用高数值孔径的萤石和复消色差的目标,消除横向色差和提高平坦度的字段。新的显微镜(尼康和奥林巴斯)有完全纠正,不需要额外的目镜或改正管镜片的目标。
大多数制造商现在已经过渡到无限远校正目标,项目,新兴平行束射线从各个方位到无穷远。这些目标需要的管透镜在光路中,以使图像聚焦在中间像平面。无限远校正和有限的管长度显微镜物镜是不能互换的,并且必须匹配只对特定类型的显微镜,但往往到特定的显微镜,从一个单一的制造商。例如,尼康无限远校正目标不互换与Olympus无限远校正目标,不仅是因为管长度的差异,而且还因为安装的线程是不一样的间距或直径。目标通常包含题词表示将讨论管焦距。
有一个刻桶上的每个目标,可以细分成几个类别的信息财富。这些包括线性放大率,数值孔径值,光学校正,显微镜主体管长度的目标是,设计用于不同的介质中,和其它关键因素在决定,如果目标执行所需要的。这些属性的下面提供了更详细的讨论,并链接到其他网页,处理具体问题。
· 制造商 -客观的制造商的名称几乎总是被包括在目标上。在图1所示的目标是由一家虚构的公司名为日本来自日本,但可比的目标是制造尼康,奥林巴斯,蔡司,徕卡,公司谁是一些最受人尊敬的厂家在显微镜业务。
· 线性放大倍率 -在图1中的复消色差物镜的情况下,线性放大率是60倍,虽然制造商生产的目标,在从0.5倍到250倍之间的许多大小的线性放大率。
· 光学矫正 -这些通常被列为的Achro和消色差透镜(消色),作为FL,Fluar,福陆公司,NEOFLUAR,或更好的球形和色差校正Fluotar(萤石),最高程度的修正球面 APO(复消色差)场曲校正色差。 缩写计划,PL,EF,Achroplan,阿波计划,或普莱诺。其他常见的缩写ICS(无限远校正系统)和研究所(无穷远系统),Ñ和不良贷款(正常视图计划领域),Ultrafluar(萤石目标与玻璃是透明下降到250纳米),CF和CFI(铬无铬无穷大)。示意图(图1)的目标是一个计划复消色差透镜,光学矫正,享有最高程度。经常发现的缩写刻在客观万桶的完整列表,见表1。
指定专门目的

缩写 类型
Achro,消色差透镜 消色像差校正
福陆公司,佛罗里达州,Fluar,NEOFLUAR,Fluotar 萤石像差校正
阿波 复消色差像差校正
计划,PL,Achroplan,普莱诺 平场光学矫正
EF,Acroplan 扩展字段
(视野小于计划 ​​)
N,不良贷款 鉴于计划的正常领域
阿波计划 复消色差平场校正
UPLAN 奥林巴斯通用计划(明,暗场,DIC,与偏振光)
尼康发光通用(明,暗场,DIC,与偏振光)
L,LL,LD,随钻测井 长工作距离
ELWD 超长工作距离
SLWD 超长工作距离
ULWD 超长工作距离
科尔,W /科尔,CR 校正领
我,鸢尾,W /虹膜 数值孔径可调(带虹膜隔)
石油,OEL 油浸
水,威斯康星,瓦瑟 浸水
您好 齐浸泡
甘氨酸 甘油浸泡
DIC,网卡 对比度的差分或诺马斯基的干扰
CF,CFI 无铬,无铬无限远校正(尼康)
ICS 无限色彩校正系统(蔡司)
RMS 皇家显微学会客观螺纹尺寸
M25,M32 公制25毫米的目标公制螺纹32毫米的目标线程
第一阶段,PHACO,PC 相衬
pH值1,2,3,等 相冷凝器环域1,2,3,等
DLL,DL,DM,BM 相衬:低暗,暗低,黑暗中,明亮的中等
PL,PLL 相衬:正低,正低低
PM,PH值 相衬:正中等的,正高对比度(折射率较高的地区出现较深。)
NL,NM,NH 相衬:低负,负中,负的高对比度(折射率较高的地区出现轻。)
P,大埔,POL,SF 应变,低双折射,偏振光
U,UV,通用 紫外线传输(约340纳米)的紫外线激发萤光
中号 金相(无盖玻片)
NC,NCG 无盖玻片
EPI 斜或落射照明
TL 透光
BBD,高清,B / D 亮点或暗场(地狱,邓克尔)
ð 暗场
ħ 对于使用具有加热阶段
U,UT 对于使用与普及阶段
DI,MI,TI 干涉测量法,非接触式,多波束(Tolanski)

表1
· 数值孔径 -这是一个临界值,该值指示的光接受角,而这又决定聚光功率的分辨能力,和深度的目标字段。
都配有专门设计用于透射光的荧光和暗场成像的某些目标的有效数值孔径的调整,允许内部的可变光阑。这些目标包括在枪管上刻的缩写,鸢尾,我和W /光圈。如上图所示的60x复消色差透镜的目标数值孔径为1.4,在现代显微镜作为成像介质使用浸油能达到的最高之一。
· 机械筒长 -这是显微镜物镜转换器开口,其中安装的目标,观察管插入目镜(目镜)的顶部边缘之间的管体的长度。这方面的显微镜设计更彻底的讨论,在我们的机械管长度段的引物。管的长度通常是上下的目标为固定长度的大小,以毫米为单位的数量(160,170,210,等等),或为无限远校正的管长度无穷大符号(∞)。在图1中示出的目的是无穷远校正的管长度,虽然许多大目标的管的长度160(尼康,奥林巴斯,蔡司)或170毫米(徕卡)将被纠正。
· 盖玻片厚度 -透射光目标旨在覆盖的玻璃盖(或封面防滑)的图像标本。现在这些小的玻璃板的厚度是标准化对于大多数应用程序,为0.17毫米,但是经常有一些一批盖玻片内的厚度变化。出于这个原因,一些更高级的目标有一个校正环的内部透镜元件的调整,以补偿这种变化。校正彩色调整的缩写包括更正,瓦特/更正,CR,虽然存在一个可移动的,滚花的 ​​领子和刻度尺此功能的一个指标。
交互式Java教程上面链接允许访问者调整校正领显微镜的物镜。有一些应用程序,不需要玻璃盖厚度要修正的目标。这些目标包括为反射光冶金样品,组织培养,集成电路检查,和许多其他应用需要观察,不赔偿玻璃盖设计。
· 工作距离 -这是客观的前透镜之间的距离和玻璃盖的顶部,当试样是关注的焦点。在大多数情况下,一个目标的工作距离随着放大倍数的增加而减小。工作距离值未包含在所有的目标,它们的存在取决于制造商的不同而不同。常见的缩写:L,LL,LD,长工作距离(LWD),ELWD(超长工作距离),SLWD(超长工作距离),和ULWD(超长工作距离)。新目标往往包含桶上的工作距离(毫米)的大小。在图1所示的目标有一个很短的工作距离为0.21毫米。
· 专业光学性质 -显微镜目标往往在一定条件下具有设计参数优化性能。举例来说,有特殊的缩写P,大埔,POL,或SF(应变和/或有所有桶雕刻的涂成红色),相衬(PH值和/或绿色桶雕刻),标志着由偏振光照明设计目标,微分干涉相差(DIC),以及许多其他额外的应用程序的缩写。一些缩写的列表,通常特定制造商的,示于表1。复消色差透镜在图1所示的目标是优化DIC显微摄影,这是表示在枪管上。资本ħ的DIC标志旁边表示必须使用特定的DIC沃拉斯顿棱镜优化的高倍率应用的目标。
物镜的数值孔径和工作距离



放大倍率光学矫正
数值
孔径
工作距离
(毫米)
ACH 10倍 0.25 6.10
ACH 20倍 0.40 3.00
ACH 40倍 0.65 0.45
ACH 60X 0.80 0.23
ACH 100X(油​​) 1.25 0.13
PL 4倍 0.10 22.0
PL 10倍 0.25 10.5
PL 20倍 0.40 1.20
PL 40倍 0.65 0.56
PL 100X(油​​) 1.25 0.15
PL FL 4X是 0.13 17.0
PL佛罗里达州10倍 0.30 10.00
PL FL 20X的 0.50 1.60
PL FL 40X的 0.75 0.51
PL佛罗里达州100X(油​​) 1.30 0.10
PL APO 1.25 0.04 5.1
PL APO倍是 0.06 6.20
PL APO 4倍是 0.16 13.00
PL APO 10倍 0.40 3.10
PL APO 20倍 0.70 0.65
PL APO 40倍 0.85 0.20
PL APO 60X(油) 1.40 1.10
PL APO 100X(油​​) 1.40 0.10

 

*缩写:
ACH,消色差
PL佛罗里达州,萤石计划
,计划复消色差PL APO

表2
· 目的螺纹 -几乎所有目标的安装螺纹尺寸标准的皇家显微学会(RMS)为通用兼容性。图1中的目标直径安装线程20.32毫米的0.706与音高,符合标准的RMS。厂商奥林巴斯和蔡司这个标准是目前生产中使用的无限远校正的目标。尼康和徕卡已经打破标准引入新的无限远校正目标,具有更广泛的安装螺纹尺寸,使得徕卡显微镜和尼康显微镜的只有靠自己的显微镜使用。在本节描述尼康CFI60 200/60/25规格的生物医学显微镜尼康的推理解释。常用来表示螺纹尺寸的缩写是:RMS(皇家显微学会客观线程),M25(公制25毫米的目标线程),M32(公制32毫米的目标线程)。
· 浸入式中 -多数目标的设计图像标本与空气之间的介质的目标和玻璃盖。
为了达到更高的数值孔径的工作,许多目标旨在通过另一种介质,可降低玻璃和成像介质的折射率之间的差异图像的试样。的高分辨率的计划复消色差透镜的目标可以实现高达1.40的数值孔径时,浸没介质的折射率为1.51,是专用油。其他常见的浸没介质是水和甘油。目标设计的特殊浸没介质通常有颜色编码的刻围绕客观筒的圆周的环,如表3中列出并说明如下。常见的缩写为:石油,OEL(浸油),HI(均质浸泡),W,水,瓦瑟(水浸泡),甘氨酸(甘油浸泡)。
· 颜色代码 -显微镜制造商与色码标示他们的目标,放大倍率和任何专门浸入媒体要求的,以帮助快速识别。图1中所示的目标的暗蓝色的颜色代码表示的线性放大倍数为60倍。这是非常有用的,当你有一个鼻甲炮塔含有5或6的目标,你必须尽快选择一个特定的放大倍率。一些专门的目标有一个额外的颜色代码指示要达到最佳的数值孔径不同的液浸介质。用于与油一起使用的浸入式透镜有一个黑色的色环,和拟用于与甘油有一个橙色的环,在图2中所示,在左侧的目标。目标设计图像生物体在水介质中被指定与白色环水浸泡的目标,往往刻有一个红色的环和不寻常的浸泡媒体的高度专业化的目标。表3列出了当前的放大倍率和成像介质颜色代码大多数厂家使用。
客观颜色代码

 

 

放大 色标
1/2X 没有指定的颜色
1X 黑色
1.25 黑色
1.5倍 黑色
2倍 棕色(或橙色)
2.5倍 棕色(或橙色)
4倍 红色
5倍 红色
10倍 黄色
16倍 绿色
20倍 绿色
25倍 绿松石
32X 绿松石
40倍 浅蓝
50倍 浅蓝
60X 钴蓝
63X 钴蓝
100X
150X
250X
沉浸媒体 色标
黑色
甘油
特别 红色

表3
特殊功能 -目标往往有额外的特殊功能,具体到一个特定的制造商和目标类型。在图1所示的平面图复消色差透镜的目标有一个弹簧加载的前透镜的目标时,意外地驱动的显微镜载片上的表面上,以防止损坏。

 

光学显微镜不同类型物镜的标识和识别方法

找到专门目标的其它特征是可变的工作距离(LWD)和数值孔径的设置是可调的,对身体的目标,如在图2中示出的转动校正环。在左边的平面图氟目标有一个可变的液浸介质/数值孔径设置,允许用于与空气和另一种液浸介质中,甘油的目标。计划APO目标在右边有一个可调节的工作远程控制(被称为一个“校正白领”)允许的客观图像标本通过可变厚度的盖玻片。在干燥的具有高数值孔径的目标,特别容易受到球形和其它像差,可以损害使用时用护罩玻璃,其厚度从指定的设计值不同的分辨率和对比度,这是特别重要。
虽然今天不常见的,其他类型的调节目标已经在过去的制造。也许最有趣的例子是化合物“放大”​​的目标,有一个可变的放大倍率,通常从约4倍到15倍。这些目标有短枪管设计不当的光学系统具有重大的像差问题,都不是很实用的显微摄影或严重的定量显微镜。
齐焦距离 -这是另一种规范,往往可以通过制造商的不同而有所差异。大多数企业生产的目标,有一个45毫米的,其目的是最大限度地减少重新定位改变倍率时的齐焦距离。

光学显微镜不同类型物镜的标识和识别方法

显示在左边的目的,在图3中有一个齐焦距离为45mm,并都标有液浸介质的颜色编码的倍率色码。齐焦距离的测量是从安装孔的物镜转换器的目标点聚焦在试样上,如该图所示。图3右侧有一个较长的共焦距为60毫米,这是导致其生产的尼康CFI60 200/60/25规格,再次偏离奥林巴斯显微镜,蔡司显微镜等其他制造商的做法,谁仍然生产目标与45mm的齐焦距离。大多数制造商也使其客观nosepieces parcentric的的,这意味着试样的中心视场中的一个目标时,当旋转物镜转换器带来的另一个目的,使用时保持中心。
玻璃设计 -玻璃配方的质量一直是最重要的现代光学显微镜的演变,目前有几百光学眼镜显微镜物镜的设计。为要求苛刻的显微镜的物镜的光学性能的玻璃的合适性是一个函数,它的物理性能,如折射率,分散性,透光性,污染物的浓度,残余的自体荧光,整个混合物中的整体均匀性。必须小心,通过光学设计人员,以确保该玻璃中使用的高性能的目标在近紫外区域具有较高的透射,并且还产生高消光系数的应用,如偏振光或微分干涉对比。
在构建多个透镜元件通常用水泥具有约5-10微米的厚度,它可以是胶合在一起的三个或更多个透镜元件的组中的工件的源。双峰,三胞胎,以及其他多个镜头安排可以显示虚假的吸收,传输和荧光特性,将取消其参赛资格的镜头对于某些应用。
了很多年,天然萤石常用在制造萤石(准复消色差透镜)和复消色差透镜的目标。不幸的是,许多新开发的荧光技术往往依赖于紫外线激发波长,显着低于400纳米,这是大打折扣的自发荧光发生这种矿物中存在的天然有机成分。此外,天然萤石具有广泛的局部区域​​结晶的倾向可能会严重降低偏振光显微镜的性能。许多这些问题的新的,更先进的材料,如玻璃fluorocrown规避。
退火的光学玻璃,用于制造目标是至关重要的,以便消除紧张,改善传输,并减少其他内部缺陷的水平。用于复消色差透镜透镜结构的玻璃配方缓冷退火长时间,通常超过六个月。真正的复消色差透镜的目标的制造与天然萤石和其他的眼镜,减少了传输的,在近紫外区域的组合。
超低色散(ED)玻璃被引入类似的矿物萤石的光学素质的镜头设计的一个重大进步,但其机械和光学的缺点。这种玻璃已经允许制造商创造更高的质量目标,具有优越的光学校正和性能的镜片。因为许多眼镜的化学和光学特性的专有性质,文档是很难或不可能获得。出于这个原因,文学往往是模糊的显微镜目标在施工使用的特定属性的眼镜。

光学显微镜不同类型物镜的标识和识别方法

多层增透膜 -在最近几年的目标设计最显着的进步之一是抗反射涂层技术的改善,这有助于减少多余的反射(耀斑和鬼)时发生的光通过透镜系统,并确保高对比度图像。每个未包衣的空气-玻璃界面能反映4%和5%之间,垂直于表面的入射光束,从而在垂直入射时的透射率值的95-96%。四分之一波长厚的具有适当折射率的抗反射涂层的应用可以增加这个值百分之三到四。目标变得更复杂的透镜元件的数量不断增加,需要消除内部反射,相应增长。一些现代的具有高度校正的物镜可以包含多达15个镜头有许多空气-玻璃界面的元素。如果镜片涂层,反射损耗仅轴向光线透过率值将下降到50%左右。单层一次利用透镜涂层,以减少眩光和提高传输产生的传输在可见光谱范围内的值超过99.9%的多层涂层,现在已经取代了。这些专门的涂料也应用于在相衬物镜上的相位板,以最大限度地提高对比度。
图3中所示的光波反射和/或通过涂有防反射层的透镜元件的示意图。入射波取得的第一层以一定角度(在图3中的层A),产生的光的一部分被反射(R(邻))的一部分被传输通过所述第一层。遇到的第二防反射层(B层)后,在相同的角度的光的另一部分被反射,并从第一层反射的光干扰。一些其它光波继续到玻璃表面上,在那里再次反射和透射。从玻璃表面的反射光干扰(和相消)与防反射层反射的光。防反射层的折射率的玻璃和周围介质(空气)的变化。由于光波通过的防反射层和玻璃表面,大部分的光(取决于入射角-通常的光学显微镜中的透镜法线)最终透过玻璃集中以形成图像。
氟化镁是一种利用薄层的光学增透膜的许多材料,但现在大多数显微镜制造商生产自己的专利配方。总的结果是在对比度和可见光波长的传输并发的破坏性干扰,在位于传输频带之外的频率谐波相关的显着改善。这些专门的涂料可以由操作不当容易损坏和显微镜应该意识到这个漏洞。防反射多层膜有一个稍微偏绿色调,而不是单层涂层的略带紫色的色调​​,观察,可以被用来区分涂料。内部镜片上使用减反射膜的表面层往往比相应的涂层设计,以保护外部镜片表面柔和得多。清洁光学表面已经涂有薄膜,特别是如果在显微镜已被拆解和内部镜头元件受到审查时,应采取非常谨慎。
从上面的讨论很明显,目标是最重要的化合物显微镜的光学元件。正是出于这个原因,这么大的力气投资于确保它们标记适合于手头的任务。显微镜目标在本教程中的其他部分,我们将探讨其他性能方面。