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尼康显微镜:物镜的规格

2013-11-26  发布者:admin 

 个别物镜的属性的识别通常是非常容易的,因为重要的参数往往是刻在物镜本身的外壳(或桶)上进行,如图1所示。 此图描绘了一个典型的60倍计划复消色差透镜的物镜,包括含有所有必要的规范,以确定什么样的物镜,是专为共同雕刻必要进行适当的使用条件。

显微镜的制造商提供了广泛的物镜设计,以满足专门的成像方法的性能的需要,以补偿盖波片的厚度变化,并提高物镜的有效工作距离。 通常,特定物镜的功能并不明显简单地通过观察物镜的结构。 有限显微镜物镜被设计成投射衍射限制图像在一个固定的平面( 中间图像平面),这是由显微镜镜筒长度口授和位于离物镜的后焦平面上一个预先指定的距离。 显微镜物镜的设计通常被策略性地放置,以帮助除去残余的光学误差目镜和/或管透镜的一组特定使用。 作为一个例子,老年尼康和奥林巴斯补偿目镜使用了具有高数值孔径的萤石和复消色差的物镜,以消除横向色差和改善字段的平整度。 新的显微镜(尼康和奥林巴斯)具有完全矫正,不需要从目镜或管透镜附加修正物镜。

现在大部分厂商都转移到了新兴的投影光线平行束从各个方位到无限远无限远校正物镜。 这些物镜需要的管透镜在光路中,以使图像聚焦在中间像平面。 无限远校正和有限管长度显微镜物镜是不能互换的,并且必须不仅匹配到显微镜的特定类型,但通常由单一制造商特定的显微镜。 例如,尼康无限远校正的物镜是不能互换使用奥林巴斯无限远校正物镜,不仅是因为管长度的差异,而且还因为该安装螺纹是不相同的节距或直径。 物镜通常含有题字意指管焦距校正如将要讨论的。

有丰富的信息刻在每一个物镜,它可以细分为几个类别的桶。 这些包括线性放大率,数值孔径值,光学校正,显微镜镜筒的长度,介质的物镜是专为类型,以及在决定是否为所需要的物镜将执行其他关键因素。 这些性质的更详细的讨论提供了下文及联结到处理具体问题的其他网页。

  • 生产商 -物镜制造商的名称几乎总是包含在物镜。 在图1所示的物镜是由尼康提出,但类似的物镜是通过制造奥林巴斯 , 蔡司徕卡 ,公司谁是一些最受人尊敬的厂家在显微镜业务。

  • 线性放大率 -在图1的复消色差物镜的情况下,线性放大率是60倍,虽然制造商生产的范围中线性放大率从0.5倍到250倍,与许多大小之间的物镜。

  • 光学校正 -这些通常列为Achro消色差 (色差), F1,Fluar,Fluor,Neofluar,Fluotar(荧光)为更好的球形和色差校正,和Apo (复消色差)的最高程度的矫正球面和色差。 场曲的修正值略 Plan,PL,EF,Achroplan,Plan Apo ,或Plano 。 其他常见的缩写ICS(无限远校正系统)和教科文组织统计研究所 (无穷远系统),NNPL (视计划正常场),Ultrafluar(玻璃是透明下降到250纳米萤石物镜),和CFCFI(铬自由,无铬无穷大)。 在图中(图1)的物镜是俯视复消色差透镜,享有最高程度的光学矫正。见表1缩写常常发现刻在物镜桶的完整列表。

  • 专业物镜名称

     

    缩写 类型
    Achro, Achromat 消色像差校正
    Fluor, Fl, Fluar, Neofluar, Fluotar 荧光像差校正
    Apo 复消色差像差校正
    Plan, Pl, Achroplan, Plano 平场光学矫正
    EF, Acroplan 扩大视野
    (看不到平场领域)
    N, NPL 正常平场市场
    Plan Apo 复消色差及平场校正
    UPLAN 奥林巴斯通用平场(明,暗场,DIC和偏光)
    LU 尼康夜光通用(明,暗场,DIC和偏光)
    L, LL, LD, LWD 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
    Corr, W/Corr, CR Correction Collar
    I, Iris, W/Iris 可调节的数值孔径 
    (带光圈)
    Oil, Oel 油浸
    Water, WI, Wasser 水浸
    HI 均匀浸入
    Gly 甘油浸渍
    DIC, NIC 差分或诺马斯基干涉对比
    CF, CFI 不含铬,铬免费无限远校正(尼康)
    ICS 无限色彩校正系统(蔡司)
    RMS 皇家显微学会物镜螺纹尺寸
    M25, M32 公制25毫米的物镜线程; 
    公制32毫米的物镜线程
    Phase, PHACO, PC 相差
    Ph 1, 2, 3, etc. 相差聚光镜环 1, 2, 3, etc.
    DL, DM 相差对比:低暗,暗中等
    PLL, PL 相差:低低亮,低亮
    PM, PH 相差对比:中正,高正对比度(地区具有较高的折射率显得更暗)
    NL, NM, NH 相差对比:低负,中负,高负对比度 
    (地区具有较高的折射率看起来更亮)
    P, Po, Pol, SF 无应变,低双折射,偏振光
    U, UV, Universal 紫外线发射 
    (下降到约340纳米) 
    用于紫外线激发萤光
    M 金相(无盖玻片)
    NC, NCG 无盖玻片
    EPI 斜或落射照明
    TL 光传输
    BBD, HD, B/D 明场或暗场(地狱,邓克尔)
    D 暗场
    H 对于具有加热载物台使用
    U, UT 对于一个万能载物台使用
    DI, MI, TI 干涉测量法,非接触, 
    多波束(Tolanski)

     

    表1
  • 数值孔径 -这是一个关键值,该值表示在光接收角度,这又决定了集光力,分辨力和物镜的景深。

  • 专门为透射光荧光和暗场成像设计一些物镜都配备了一个内部​​可变光阑,其允许调整的有效数值孔径的。 缩写刻在每桶这些物镜包括I , Iris ,和W /Iris 。 上面所示的60倍复消色差透镜物镜具有1.4,在使用浸没油作为成像介质现代显微镜能达到的最高的一个数值孔径。

  • 机械筒长 -这是消防水枪开放,如果物镜安装和目镜(目镜)被插入的观察管的上边缘之间的镜身管的长度。 管的长度通常为固定的长度,或者无穷大符号(¥)对无限远校正管的长度上所刻的物镜作为尺寸以毫米为单位的数目(160,170,210等)。 在图1所示的物镜被校正为无限远的管长度,虽然许多年长物镜将要么160(尼康,奥林巴斯,蔡司)或170(Leica公司)毫米的管长度进行校正。

  • 盖玻片厚度 -大多数透射光的物镜是设计来所涵盖的玻璃盖(或片)图像标本。这些小的玻璃板的厚度,现在被标准化为0.17毫米,大多数应用中,虽然经常会有批次盖玻片内的一些厚度变化。 出于这个原因,一些更高级的物镜有一个校正彩色调整的内部透镜元件,以补偿这种变化。 缩写为校正彩色调整包括 Corr , w/CorrCR,虽然可动的存在,滚花领子和刻度尺也是这个特性的一个指标。

  •  

    交互式Java教程上面链接允许访问者调整在显微镜物镜校正环。 有一些应用不要求物镜为盖板玻璃的厚度进行校正。 其中包括专为反射光冶金样品物镜,组织培养,集成电路检测,以及需要观察的玻璃盖无补偿许多其他应用。

  • 工作距离 -这是物镜前透镜和在标本是在焦点玻璃盖的顶部之间的距离。 在大多数情况下,一个物镜的工作距离减小放大率增大。 工作距离值不包含在所有的物镜和他们的存在取决于制造商后。 常见的缩写:L,LL,LDLWD (长工作距离),ELWD(超长工作距离),SLWD(超超长工作距离),和ULWD(超长工作距离)。 较新的物镜标往往含有刻在桶的工作距离(以毫米为单位)的大小。 在图1所示的物镜为0.15毫米的非常短的工作距离。

  • 专业的光学性质 -显微镜的物镜往往在一定条件下优化性能设计参数。 例如,有专供的缩写P,Po,POL,SF(无应变和/或拥有所有每桶版画涂成红色),相衬(PH值 ,和/或绿色桶版画),标志着偏光照明特殊物镜,微分干涉对比(DIC),以及许多其他的缩写额外的应用程序。 几个缩写的列表,通常厂商指定,列于表1。 的复消色差透镜物镜在图1所示是优化DIC显微摄影,这是表示在筒。 DIC的旁边的大写的H标志表明该物镜必须与特定的DIC沃拉斯顿棱镜高倍率应用而优化使用。

  • 物镜的数值孔径和工作距离
    光学校正* 
     
    放大
    数字的 
    光圈
    工作距离 
    (毫米)
    ACH 10X 0.25 7
    ACH 20X 0.40 3.9
    ACH 40X 0.65 0.65
    ACH 60X 0.80 0.25
    ACH 100X(oli) 1.25 0.23
    PL 4X 0.10 30.0
    PL 10X 0.25 10.5
    PL 20X 0.40 1.20
    PL 40X 0.65 0.56
    PL 100X(oil) 1.25 0.20
    PL FL 4X 0.13 17.2
    PL FL 10X 0.30 16.0
    PL FL 20X 0.50 2.1
    PL FL 40X 0.75 0.72
    PL FL 100X(oil) 1.30 0.20
    PL APO 2X 0.10 8.5
    PL APO 4X 0.20 15.7
    PL APO 10X 0.45 4.0
    PL APO 20X 0.75 1.0
    PL APO 40X 0.95 0.12-0.15
    PL APO 60X(Oil) 1.40 0.13
    PL APO 100X(oil) 1.40 0.13
    *缩写: 表2
    ACH,消色差透镜 
    PL,平场消色差透镜 
    PL FL,平场荧光
    PL APO,平场复消色差透镜

  • 物镜螺纹的 -几乎所有的物镜安装螺纹尺寸为皇家显微学会(RMS)的通用兼容性标准。 图1中的物镜已经安装是20.32毫米在直径为0.706一个螺距的螺纹,符合标准的RMS。 这个标准是在生产无限远校正物镜由制造商奥林巴斯和蔡司目前使用的。 尼康和徕卡已经从破碎的标准,推出的具有更广泛的安装螺纹尺寸新的无限远校正物镜,使得徕卡和尼康的物镜只使用自己的显微镜。 尼康的推理在我们的部分描述解释尼康CFI60 200/60/25规格为生物医学显微镜。 缩写词常用来表示螺纹尺寸是:RMS(皇家显微学会物镜螺纹),M25(公制25毫米的物镜线程),和M32(公制32毫米的物镜线程)。

  • 浸没介质 -最物镜旨在图像样本与空气作为物镜和盖玻璃之间的媒介。

  • 为了实现更高的工作数值孔径,多物镜通过另一种介质,降低了玻璃和成像介质之间的折射率差设计为图像的标本。 高分辨率复消色差透镜计划物镜可以实现数值孔径高达1.40,当浸没介质是特别油为1.51的折射率。 其他常见的浸没介质是水和甘油。 设计用于特殊浸没介质的物镜通常具有围绕物镜筒的圆周刻作为列于表3和下面描述的颜色编码的环。 常见的缩写是: Oil,Oel (浸油),HI(均质浸泡),W,Water,Wasser (水浸泡),和Gly (甘油浸泡)。

  • 颜色代码 -显微镜制造商标示其与颜色代码的物镜,以快速识别的放大倍率和任何专门的浸泡介质要求帮助。 在图1中所示的物镜的深蓝色的颜色代码指示的线性放大率为60倍。 当你有一个包含5或6个物镜的物镜转换器的炮塔,你必须尽快选择一个特定的放大倍率,这是非常有帮助的。 某些专门的物镜有一个附加的颜色代码,表示浸没介质的必要的类型实现了最佳的数值孔径。 旨在用于油浸镜头有一个黑色的色环,和那些打算为使用甘油有一个橙色的环,如图所示,左边图2中的物镜。 设计成在水介质中的图像的生物物镜的指定用水浸泡物镜与一个白色的环,并且为不同寻常的浸没介质高度专业化的物镜通常是刻有一个红色环。 表3列出目前的放大和成像介质颜色代码在大多数制造商使用。

物镜的颜色代码
放大 色标
1/2X 无颜色分配
1X 黑色
1.25 黑色
1.5X 黑色
2X 棕色
2.5X 棕色
4X
5X
10X 黄色
16X 绿色
20X 绿色
25X 绿松石
32X 绿松石
40X 浅蓝
50倍 浅蓝
60X 钴蓝
63X 钴蓝
100X
150X
250X
浸泡介质 色标
oil 黑色
Glycerol
water
Special
表3

特殊功能 -物镜往往有额外的特殊功能,是针对特定的制造商和物镜的类型。 复消色差透镜的物镜的平面图如图1所示具有一个弹簧加载的前透镜,以防止损坏时,物镜被意外驱动到显微镜载片的表面上。

在专门的物镜发现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转动校正衣领上的物镜的主体,如图2。 在左侧的平面图氟物镜具有可变的液浸介质/数值孔径设置,即允许物镜要与空气和另一种液体浸渍介质中,甘油使用。 右边的计划APO物镜具有可调工作距离控制(称为“校正领”),使物镜图像标本通过可变厚度的盖玻片。 这是在具有高数值孔径干物镜是特别容易受到球面和其它像差与覆盖玻璃,其厚度不同于在指定的设计值使用时,可以削弱分辨率和对比度特别重要。

今天虽然不常见,其他类型的可调节的物镜已经在过去的制造。 也许最有趣的例子是化合物“变焦”的物镜,有一个可变倍率,一般从约4倍至15倍。 这些物镜有一个短枪管与设计不良的光学系统有显著差的问题,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,它往往会因制造商。 大多数公司生产具有45毫米齐焦距离,这是为了尽量减少重新调整放大倍数时,改变物镜。

在图3所示左侧的物镜具有45mm的一个齐焦距离和标有浸没介质的颜色代码在除倍率色码。齐焦距离是从物镜转盘安装孔测量到的焦点上作为图中所示的试样的位置。 右侧图3中的物镜为60毫米,这是它正在生产的结果更长的齐焦距离尼康CFI60 200/60/25规格 ,从其他厂商如奥林巴斯和蔡司的做法再次偏离,谁仍然生产物镜与45毫米齐焦距离。 大多数制造商也使他们的物镜转盘parcentric,也就是说,当一个样品被集中在视场为一个物镜,但它仍然集中在物镜转换器被转动,使另一物镜使用。

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发展。 众多的设计已经由不同的制造商实现,但是我们将限制这一讨论到一个专门的低色散玻璃配方。 超低色散(ED)镜片被引入作为在镜头设计的一个重大进步与光学性质类似萤石矿,但没有它的机械和光学缺点。 这种玻璃已经让厂家与具有卓越的修正和性能镜片创造更高的质量物镜。

多层涂料 -质量显微镜物镜的保护和增强由被施加到透镜的空中接口的表面,以减少眩光和重影和确保高对比度的图像特有的高传输抗反射多层涂层。 这些专门的涂层也可用于在相位对比物镜的相位差板,以最大限度地提高对比度。

从上面的讨论很明显,物镜是在显微镜的一个最重要的元素。 正是由于这个原因,在投入这么多精力在确保它们是好标记,并适合于手头的任务。