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物鏡規(guī)格參數(shù)簡介
2025-03-17
物鏡作為顯微鏡的核心部件，通常由包含多個透鏡的透鏡組構(gòu)成。作為距離標(biāo)本最近的部件，對顯微鏡生成的圖像質(zhì)量有著核心作用。
根據(jù)對色差的校正水平，可以將物鏡分為三類：
- 消色差物鏡：消色差物鏡外殼上通常標(biāo)有“Ach”或者無特殊標(biāo)識，能對兩個波長（藍(lán)色和紅色）的軸向色差進行校正，并對綠色進行球差校正。但是不能校正其它顏色光的色差和球差。
- 半復(fù)消色差物鏡：半復(fù)消色差物鏡又稱為“螢石物鏡”，外殼上通常標(biāo)有“FL”、“Fluor”等標(biāo)識，其性能介于消色差物鏡和復(fù)消色差物鏡之間。半復(fù)消色差物鏡除了會對紅光和藍(lán)光進行色差校正，還會對兩、三種顏色進行球差校正。相比于消色差物鏡，半復(fù)消色差物鏡的校正能力更強，具有更高的數(shù)值孔徑和分辨率。
- 復(fù)消色差物鏡：復(fù)消色差物鏡外殼上通常標(biāo)有“APO”，其能夠校正紅綠藍(lán)三色光的色差，同時可以校正多種顏色光的球差。由于對各種像差的校正極為完善，復(fù)消色差物鏡具有更大的數(shù)值孔徑、更高的分辨率和更好的成像質(zhì)量。復(fù)消色差物鏡更優(yōu)異的性能，適用于高級研究鏡檢和顯微照相等多種應(yīng)用場合。
上述三種物鏡雖然對色差進行了校正，但均具有明顯的場曲。因此需要采用平場校正，以獲得良好的平場圖像效果。采用平場校正的物鏡即平場消色差物鏡、平場半復(fù)消色差物鏡、平場復(fù)消色差物鏡，此類物鏡上一般標(biāo)識有“PLAN”、“Plano”等標(biāo)志。
此外，為達(dá)到特殊的觀察效果，還有一些針對特殊條件進行優(yōu)化制造出的物鏡。比如用于偏光觀察的物鏡，物鏡上一般標(biāo)識有“P、Po、POL、SF”，表示物鏡無相對應(yīng)變，對偏振光幾乎沒有影響；可以用于微分干涉的物鏡，物鏡上一般刻有“DIC”；用于相襯（相差）顯微的物鏡，其上一般刻有“PH”。
除了上述標(biāo)識外，物鏡外殼上還會有其它標(biāo)識。
物鏡上標(biāo)識的“20X/0.45”，前半部分表示放大倍數(shù)，后半部分表示數(shù)值孔徑。
“180/0”前半部分標(biāo)識對應(yīng)其套筒透鏡的焦距，后半部分表示蓋玻片厚度，標(biāo)為“0”標(biāo)識無需加蓋玻片。
“∞/0.17”前半部分標(biāo)識無限遠(yuǎn)校正，后半部分表示物鏡適配的載玻片厚度。由于一些蓋玻片的厚度存在變化，一些物鏡會設(shè)有校正環(huán)進行調(diào)整，來補償這種變化，以匹配不同的厚度范圍。比如物鏡外殼調(diào)節(jié)環(huán)上標(biāo)有“”，標(biāo)識可矯正載玻片厚度在“”內(nèi)的誤差。
此外，為方便識別，針對不同放大倍率和浸沒介質(zhì)，物鏡上還標(biāo)記有不同顏色代碼。
下表中列有一些常見的標(biāo)識及其含義，可供參考：
| 標(biāo)識 | 含義 |
|---|---|
| Achro, Achromat | 消色差校正 |
| Fluor, Fl, Fluar, Neofluar, Fluotar | 半復(fù)消色差（螢石像差校正） |
| Apo | 復(fù)消色差校正 |
| Plan, Pl, Achroplan, Plano | 平場光學(xué)校正 |
| Plan Apo | 復(fù)消色差與平場校正 |
| L, LL, LD, LWD | 長工作距離 |
| Corr, W/Corr, CR | 校正環(huán) |
| I, Iris, W/Iris | 可調(diào)數(shù)值孔徑（帶可變光闌） |
| Oil, Oel | 油浸 |
| Water, WI, Wasser | 水浸 |
| Gly | 甘油浸沒 |
| DIC, NIC | 微分或Nomarski干涉對比 |
| RMS | 物鏡螺紋尺寸 |
| M25, M32 | 米制25 mm物鏡螺紋;米制32 mm物鏡螺紋 |
| P, Po, Pol, SF | 無應(yīng)變、低雙折射，適用于偏振光 |
| M | 金相（無蓋玻片） |
| NC, NCG | 無蓋玻片 |
| EPI | 傾斜照明 |
| D | 暗場 |
物鏡上不同的標(biāo)識代表不同的參數(shù)，下面我們列出了物鏡的一些常見參數(shù)以供參考：
- 焦距：物鏡主平面到焦點之間的距離
- 放大倍率：物鏡本身對物體放大若干倍的能力
- 數(shù)值孔徑：反應(yīng)物鏡聚焦能力,用\( NA \)表示：\( NA=n\times sin\theta \)，其中n為折射率，為物鏡接受角的一半。更大數(shù)值孔徑的物鏡能夠匯聚更大范圍內(nèi)的光線，以生成更明亮、更高分辨率的圖像。一些物鏡的外殼上會刻有“Iris”或“W/Iris”，這些物鏡內(nèi)部配備有可變光闌，可以進行數(shù)值孔徑的調(diào)節(jié)。
- 機械筒長：物鏡安裝定位面和目鏡安裝定位面之間的距離。對于有限遠(yuǎn)光學(xué)系統(tǒng)，RMS定義標(biāo)準(zhǔn)機械筒長為160 mm，對于一個無限遠(yuǎn)光學(xué)系統(tǒng)，該值在物鏡上用“”標(biāo)識。
- 蓋玻片厚度：物鏡上會標(biāo)識有對應(yīng)匹配的蓋玻片厚度，并對其進行校正優(yōu)化，以補償蓋玻片的存在對成像的影響。部分物鏡上會設(shè)有校正環(huán)，通過改變物鏡鏡筒內(nèi)不同元件之間的距離，來補償蓋玻片厚度變化產(chǎn)生的影響，以確保物鏡的性能。對于設(shè)有調(diào)節(jié)環(huán)的物鏡，其會標(biāo)識有可補償?shù)纳w玻片厚度范圍，調(diào)節(jié)環(huán)上也刻有相應(yīng)刻度。
- 視場數(shù)（FN）：一般指目鏡的參數(shù)。視場直徑=目鏡視場數(shù)/物鏡放大倍數(shù)。
- 工作距離（WD）：物鏡前透鏡到蓋玻片或被觀測樣品表面的距離。一般放大倍率和數(shù)值孔徑越大，工作距離越小。LWD一般表示長工作距離。
- 齊焦距離：對準(zhǔn)焦點時的物鏡鏡體定位面到物體表面的距離。
- 景深：物鏡可以聚焦且圖像清晰度沒有明顯變化的軸向范圍稱為物鏡景深，通常隨著數(shù)值孔徑的增加而減小。
- 浸沒介質(zhì)：大多數(shù)物鏡與蓋玻片之間都是以空氣為介質(zhì)對樣品進行成像，對于此類干物鏡，物鏡表面一般沒有特殊標(biāo)識。為了獲得更高的數(shù)值孔徑，可以配合別的浸沒介質(zhì)（如油、甘油、硅油或水）使用，此類物鏡表面一般有特殊標(biāo)識，比如：“Oil”表示油浸，“W”表示水浸，“Gly”表示甘油浸。