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尼康显微镜,专门的显微物镜

2013-10-23  发布者:admin 

也许多达90%的所有光学显微镜调查是利用标准的消色差或计划消色差透镜的物镜,这是最便宜,最容易买到的,并已经安装在世界各地的大型基地显微镜进行。 大部分显微镜制造商还提供了多种具有设计独特的配置以执行特定功能,通常不会发现的常见的实验室显微镜的物镜。

标准的明视野不同程度的光学像差校正的物镜,是最常见和最,检查标本与传统的照明技术,如明,暗场,斜,和莱因伯格是有用的。 这些方法涉及几个台下聚光的修改,但仍然使用标准的消色差透镜,萤石,和/或复消色差透镜的物镜,无论带或不带平场校正。 其他更复杂的技术要求,通常包括位置检测器上或附近的后侧焦点面的特定物镜的配置。 为了使问题复杂化,物镜的后焦平面通常驻留在内部玻璃镜片,面积是不容易接触到的显微镜的中心。

霍夫曼调制相衬,对比度和微分干涉对比设计的物镜要求修改事件发生后焦平面物镜的协助下,光探测器。 这些物镜必须被特殊构造的物理放置在适当的焦平面内的物镜物体的检测元件。 相衬物镜(在下面讨论)需要含有中性密度的材料和/或上面的后焦平面的光学波延迟器的相位板的插入。 此外,该相位板必须放置在共轭匹配的环形圈定位在台下聚光。 霍夫曼的物镜还需要一个调制后焦平面在物镜上,在聚光镜的狭缝板共轭板。 微分干涉对比物镜一般不要求修改(其他比无应变光学元件的利用率),但依靠的动作沃拉斯顿或诺马斯基的棱镜战略地位在后方的焦平面影响剪切光束之间的光程差。 其他专门的物镜依赖于修改的光学元件,斜反射镜或反射器,可调节的孔,和/或可动元件的插入执行独特的功能。 在本节的剩余部分讨论对这些物镜的具体要求的详细信息。

相衬 -半透明,未染色的标本,如微生物和细胞活组织培养,由生物学家在过去的50年里已受聘对比度的引入,这是一种经典方法。 相衬操纵个别光线的相位关系,因为他们发出的标本,并将它们转换成幅度或为显微镜可见的亮度变化。 需要一个特殊的目的,并且配备一个黑暗的圆环或凹槽(相位差板)所示,在图1中的物镜的后侧焦点面附近的玻璃嵌合。 此外,还必须进行修改聚光镜特别适合于特定的放大率和物镜的环形开口。 相衬物镜分开成多个类别,根据内相环的建造和中性密度

  • DL(Dark Low) - DL物镜产生一个浅灰色的背景上的暗图像轮廓。 这些物镜旨在提供最强的明暗对比标本中有重大分歧折射率。 DL相衬物镜检查细胞和其他半透明的生活材料,是最流行的款式,尤其适合于显微摄影和数字成像。

  • DLL(Dark Low Low) -类似DL物镜,DLL系列允许更好的图像,在明,经常被用来作为一个“通用”的物镜系统,利用多种照明模式,如荧光,DIC,明场,暗场显微镜。

  • ADL(Apodized Dark Low) -尼康最近推出的变迹相衬ADL物镜包含一个次要的中性密度环相环的两边。 除了二次环有助于减少不必要的“光环”效应往往与相衬显微镜成像。

  • DM(Dark Medium) - DM物镜产生一个中型的灰色背景上的暗图像轮廓。 这些物镜被设计成用于高图像对比度的样本具有小的相位差,如细纤维,颗粒剂和颗粒。

  • BM(Bright Medium) -BM物镜通常被称为负相衬,一个中型的灰色背景上产生明亮的图像轮廓。 BM的物镜是理想的细菌鞭毛,纤维蛋白束,分球,血球计数的目视检查。

为了允许快速识别相衬物镜的显微镜,许多制造商题重要的规范,例如倍率,数值孔径,管长校正等,在绿色字母上的外筒。 这有助于区分普通明场,偏光,DIC和荧光的物镜,或者使用另一种颜色的代码或标准的黑色字体相衬的物镜。

微分干涉对比(DIC) -利用Nomarski差分干涉对比也是有用的未染色标本,但有双折射样品不太有效,并且可以使用反射光的金相和晶片检查。 DIC的物镜没有内部修改,但专为使用特殊的放大倍率依赖改性沃拉斯顿或诺马斯基的棱镜产生高对比度的图像。 明,暗场和其它技术也可用于这些物镜是棱镜时,从光路中除去。 由于DIC的显微镜利用偏振光,应变必须最小化,在这种类型的应用而设计的物镜。 在过去,只有应变消色差透镜,计划消色差透镜,一些高性能萤石物镜,非常适合这项工作。 然而,最近在镜头设计和防反射涂层的改进现在允许利用DIC观察,显微摄影,数码影像的复消色差透镜的物镜。 桶拟用于与DIC棱镜的物镜通常是刻有要被连接的物镜的具体棱镜(低,中,高,或1,2,3等)。

霍夫曼调制对比度 -霍夫曼调制对比系统的物镜是通过检测光梯度(或斜坡),并把它们转换成光强度的变化,旨在提高可见度和对比度在未染色和生活素材。 调制对比度的物镜有一个独特的光的幅度,称为调制器 ,一个消色差或planachromat的物镜(虽然也可以利用更高的校正因子)的后侧焦点面(参见图2)插入的空间滤波器。 该调制器有三个不同的中性密度区传输任何一个,15或100%通过的光通过物镜。 相衬物镜的相位板不同,霍夫曼调制器的设计不改变通过的光的相位通过任何区域。 下观看时,调制对比度的光学系统,透明物体,它们基本上是不可见的,在普通的明视野显微镜,采取决定的相位梯度试样中的一个明显的三维外观。 霍夫曼物镜设计中的最近的创新已经取得了模型,允许使用不同的调制器内的物镜的对比度方向。 一旦调整,对比度方向在整个放大倍率范围内保持在一组相匹配的物镜。

在电磁辐射光谱的红外区域的红外显微镜 -光学显微镜的研究在可见光谱中均匀透明的或不透明的材料,是经常进行,但有显着的吸收或传输频带在700纳米波长区域加。 反射光的红外显微镜技术的选择,以及一些专门的反射的物镜已经从不透明标本反射的红外光用来捕捉画面。

显微镜虽然所有物镜发射某种程度的红外线波长较短,极少数是在这一地区的畸变修正和超越从可见光到红外光时,表现出显着的重点转移。 大多数制造商提供专业的无,旨在提高标本与红外光成像的焦深与数值孔径减少。 油浸物镜将无法正常运作与标准油和只适用于浸渍液,是目前可用于红外显微镜是石蜡油。 这种类型的显微镜主要关注的是能够捕捉到令人满意的显微照片,使用传统的成像技术。 目前,一些膜乳液可响应红外光谱,但电子探测器在这个波长范围内的研究正在迅速地成为给出的成像装置。

干涉显微镜 -干涉法应用于显微镜标本的研究,通过利用干扰时产生的光通过一个对象造成干扰的参考光束的光遵循一个有点不同的途径。 在这种情况下,不透明的表面上的反射光检体或透明标本成像时,两束光的路径之间的差异被转换成强度波动。 各种各样的显微镜和物镜的设计已经实施干涉显微镜,许多马赫 - 曾德诚,雅悯干涉的基本原则如下。 工业显微镜(反射和透射照明)的制造商往往会产生专门的物镜/显微镜组合,利用光的干涉现象,实现高精度测量。

偏振光 -不像大多数其他形式的显微镜,偏光显微镜产生最佳图像,当最低的光学元件中使用的建设物镜。 重要的是要确保透镜元件,光学水泥和防反射涂层,无应变和定量试样的双折射的评价,可能会干扰的双折射材料。 复消色差的物镜的选择对于大多数形式的显微镜,一般不利用偏振光的调查,由于内部透镜元件的高数量,往往向内部反射和应变。 大多数制造商生产的物镜,专门优化用于偏振光和微分干涉对比,萤石类最常用于这些目的的物镜。 偏振光优化的物镜往往有桶漆成黑色的外观部分,同规格铭刻在鲜红的字母(图3)。

紫外线氟物镜 -落射荧光应用需要高数值孔径的物镜,以获取最大的光量隐隐散发出荧光标本。 具体试样的荧光的特性的背景荧光的比例成为一个主要关注的问题时,单分子成像和其他低光荧光事件。 在这些情况下,自体荧光和/或内部的物镜内部反射干扰成像小的结构和低荧光的物镜。

与石英和特殊的眼镜,其具有很高的透射率的紫外线(340纳米)通过电磁辐射光谱的红外区域的荧光的物镜设计。 这些物镜是非常低的自体荧光,以优化作为第二荧光的荧光基团连接至样品发出的光通量。 除了特殊的透镜元件,紫外线(UV)氟物镜利用专门的光学水泥和防反射涂层,通过扩展的整个频谱范围内的荧光激发的设计与操作。 修正光学象差和数值孔径值在紫外线氟物镜通常接近的复消色差,这有助于所产生的这些先进的透镜(图4)的图像的图像的亮度和增强的分辨率。 此外,这些物镜与非荧光玻璃设计,以尽量减少工件内部透镜元件所产生的自发荧光。 高性能的荧光物镜的主要缺点是,很多人都没有校正场曲,得到的图像中不具有均匀的整个视野​​的焦点。 虽然这个问题仅是次要的问题,成像时,弱荧光的标本(尤其是用激光扫描共聚焦显微镜)的物镜时,用于执行根据现有的照明技术,如明,暗场,微分干涉对比,它成为一个重大问题。

反射光的物镜 -设计用来与玻璃盖的透射光的物镜是不适合检查的反射光的试样表面被露天。相反,采用专门纠正标本观察和成像的物镜没有玻璃盖反射光显微镜。 今天,大多数的反射光显微镜物镜无限远校正,并提供广泛的放大倍数从5倍到200倍不等。 这些物镜是制造各种款式的色差和球面校正,范围从简单的消色差透镜平场消色差和平产复消色差的。 大多数,但不是所有的设计要使用的“干”的物镜和标本之间的空间中的空气。 许多反射光物镜的设计集中在较长的工作距离从检体比通常的(见下文)。 LWD(Long Working Distance),ULWD(Ultra-Long Working Distance),ELWD(Extra-LongWorking Distance)的物镜桶上标有这样的物镜。

设计用来与反射的暗场照明的物镜有一个特殊的结构,由围绕位于中心位置的透镜元件(图5)的一个360度的中空室。 来自所述照射器的光通过的物镜的外周,并针对每一个在倾斜射线方位角将试样从以形成中空的圆锥体的照明。 这通常是通过位于物镜的中空室的底部的圆形反射镜或棱镜。 在这种方式下,物镜作为两个独立的光学系统的耦合同轴的外系统的功能为“聚光镜”和作为一个典型的物镜内的系统。

一个中空的轴环,在反射光中的物镜物镜周围的透镜元件的必要性要求的物镜的直径显着大于普通明场物镜。 在大多数情况下,物镜转换器安装螺纹直径大于皇家显微学会(RMS)标准是用来在反射光中的物镜。 这就需要有一个物镜转换器具有较大的螺纹规格,通常简称为BDBF / DF线程大小,反射光的暗视野物镜。 大多数制造商提供了物镜的转换标准的RMS螺纹尺寸物镜转盘 BD螺纹尺寸,使反射光显微镜上使用这些物镜的适配器。 应小心,以确保物镜上使用BD螺纹物镜转盘的将符合显微镜管长度。

变量数值孔径的物镜 -不寻常的高荧光量子产率和/或非常明亮的暗场标本的标本往往诱发图像耀斑焦平面以外地区发出的光。 为了弥补这件神器,制造商提供高数值孔径物镜,配备内部的虹膜式光圈可以提高图像的对比度在显微摄影或数字成像。 打开或关闭的可变光阑的大小决定的物镜得到一个变量的数值孔径范围在0.5和物镜的上限(与复消色差的物镜为1.35-1.4;图6)的后孔。 虽然光阑一次利用各种各样的物镜设计,现代的变量的数值孔径物镜通常是在高端(60倍至150倍)的倍率范围。

超低放大物镜 -低于4倍的放大倍率的物镜被认为是非常低的放大倍率,并与所有显微镜的光学系统可能不兼容。 一般来说,科勒照明是难以实现的,与低倍率的物镜,因此,通常需要专门匹配的聚光镜,有足够的照明以填补后孔。 下降到0.5倍的放大倍率最近已被实现,但这些物镜需要特殊的管透镜和聚光镜,使他们有用它们设计为仅在显微镜。 图7所示的是尼康0.5倍复消色差物镜具有的数值孔径为0.025。 这个物镜需要一个宏观的滑盖镜头有效焦距增加一倍,让物镜中要使用的尼康200毫米的管长度无限远校正显微镜。 以此为物镜,与其匹配的1X对口,利用尼康MM(宏观/微观)聚光镜在整个放大倍率范围内,以确保均匀的照明,0.5倍和100倍之间。

长工作距离(LWD) -这些物镜是通过使用特殊的光学元件设计,以增加工作距离较传统的物镜。 最有用的应用程序为LWD物镜是在组织培养活细胞,通过厚厚的血管用来支持细胞的墙壁。 其他用途,这些物镜是通过厚的玻璃板(例如,在两个显微镜载玻片之间)时,或者当图像样本的显微操作的标本必须同时进行观看。 大型标本的检查,通常是太笨重的范围内,以适应正常显微镜的光学系统具有较长的工作距离也产生反射光物镜。



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