设为首页 | 添加收藏 |sitemap |百度地图 |
货真价实 坦诚无欺
新闻资讯

奥林巴斯显微镜物镜的图像形成

2014-12-17  发布者:admin 

在光学显微镜下,当光从显微镜灯穿过聚光镜,然后通过样品(假设试样的光吸收片),一些光穿过两个周围,并通过不受干扰在其路径中的检体。 这样的光称为直接光或未偏射光。 背景光(通常称为环绕)绕过试样也是未偏射光。 另一方面,一些穿过样品的光的它遇到试样的部件时偏离。

这样偏离光(如你将随之学习,称为衍射光)被呈现半波长或180度的步骤(更常见的是,异相)与已经通过非偏移直射光。 二分之一波长出来所引起的试样本身相使该光以引起破坏性干扰与直射光时都在目镜的膜片到达中间像平面。 目镜的眼透镜进一步放大这个图像,最终投射到视网膜或相机膜。

现在的情况是,直接或未偏射光由物镜投射并均匀地分布在整个图象平面上的目镜的孔径光阑。 由检体衍射的光被送到聚焦在同一平面上的图像的各种局部的地方,如示于图2; 并且有衍射光导致破坏性的干扰,并且减少了导致或多或少暗区的强度。 明暗的这些模式是什么,我们认识到作为检体的图像。 因为我们的眼睛的变化亮度敏感,图像就变成原来试验片的或多或少忠实重建。

为了帮助您了解的基本原则,因此建议你试试下面的练习,并为你的“标本”已知结构,对象使用如载物台微米的紧密排列的暗线或类似的光栅。 要继续,放在显微镜载物台的精细刻划光栅,并使用第一10倍,然后在40倍物镜使其焦点。 取下目镜,在其位,插入一个载物台望远镜,这样就可以专注于物镜的后焦面。 如果您关闭聚光镜孔径光阑大部分的方式,你会看到光的亮白色中心点是孔径光阑的图像。 到右侧和中央点离开,你会看到一系列光谱,每个颜色的蓝色最靠近中央的现货和红色从中央亮点频谱最远(部分部分,如图3 )。 根据多远的频谱是从中央点这些有色光谱的强度减小。

这些光谱接近物镜的周边比向中央点的调光器。 这是通过使用三种不同的放大倍数示出在图3中。 在图3(b)中,在10倍的物镜的后焦平面的衍射图案示出了两个衍射光谱。 如果从载物台除去光栅,如图3(a)中,这些光谱消失,孔径光阑的只有中央图像保持。 如果你把后面的光栅光谱重新出现。 需要注意的是彩色光谱之间的空间显得较暗。 如果检查光栅与10倍的物镜,你会看到,只有一对光谱中可以看出,一个中央点,1到右边的左边。 如果检查行以60倍的物镜光栅(如图3(D),假设它比你的40倍更高的数值孔径),你会发现更多的频谱,以左,右比你能看到的40倍(图3的(c))在适当位置。

由于有色光谱当光栅被去除消失,则可以假定这是样品本身是通过影响光通过,由此产生的着色光谱。 此外,如果你关闭了孔径光阑,你会发现,较高的数值孔径的物镜,“抓”更多这样的彩色光谱比低数值孔径的物镜。这两个语句的理解图像形成的极端重要性将变得清晰,在随后的段落。

光的中心光点(聚光镜孔径光阑的图像)代表的直接或未偏射光穿过样品或周围不受干扰样品(示于图4(b))。 这就是所谓的第0或零级。 上零级的每一侧的孔径孔径光阑的微弱着色图像被称为第一,第二,第三,第四,等等分别订单,通过模拟衍射图案在图4中(a)表示,将在被观察一40倍物镜的后侧焦平面。 所有的“捕获”的命令表示,在这种情况下,线光栅作为在物镜的后焦平面可见的衍射图案。

孔径光阑的微弱着色衍射图像是由光偏离或衍射引起的,分布在风扇的形状,在各线光栅的开口(图4(b))。 蓝色波长的光被衍射以比绿色波长,这是在比红色波长较小角度较小的角度。

物镜的后焦平面,从每个狭缝蓝色波长长干涉,以产生每个光谱或命令的衍射图像的蓝色区域; 同样为红色和绿色的区域(如图4(a))。 其中,衍射波长1/2波为每个这些颜色的步骤,海浪消干涉。 因此,光谱或订单之间的暗区。 在零级的位置,从每个狭缝所有波长建设性地相加; 这将产生明亮的白光看到作为在物镜的后焦面(图3和4)的中心的零阶。

一行的间隔光栅越接近,越少将被“俘获”由一个给定的物镜,如示于图5中。图5(a)的捕获由一个40×物镜成像的下部中所示的衍射图案的光谱行光栅中如图5(b),其中所述狭缝更靠近在一起。 在图5(c),其物镜是专注于线光栅(如图5(b)),并且更光谱由物镜捕获的上部。 直接光,并从衍射级的光继续上,被聚焦的物镜,到中间像平面处的目镜的孔径光阑。 这里的直接和衍射光线干涉,并因此重组到所“看到”的目镜的眼透镜,并进一步放大了真实,倒象。 这示于图6中使用两种类型的衍射光栅。 在图6中所示的方格(a)表示在网格的无畸变图象(即通常的检体图像)通过物镜的全孔径看去,在从该网格得到的衍射图案被示为一个锥光图像将在物镜的后焦平面可以看出。 同样地,一六边形排列格子的无畸变图象(图6(c))的产生的一阶衍射图案的相应六角形排列锥光图像(图6(D))。

奥林巴斯显微镜标本可以被认为是复杂的光栅的细节和各种尺寸的开口。 成像的概念在很大程度上是由阿贝,19世纪德国著名的显微镜和光学理论家发展。 根据阿贝(他的理论已被广泛接受,在当前时刻),检体的细节将得到解决,如果物镜“捕捉”的光的和至少所述第一顺序太0次; 或任何两个数量级。 衍射级是获准进入物镜的数量越多,越准确的图像将代表原始对象。

此外,如果高的折射率比空气(如浸油)的培养基中使用的空间中的物镜的前透镜和盖玻片顶部之间(如图7(A))的,角度衍射订单减少,衍射光的球迷被压缩。 这样一来,一个油浸物镜可以“捕获”更多的衍射订单和产生更好的分辨率比干燥的物镜(图7(b))。

此外,由于蓝色光被衍射以比任一绿色光或红色光的较小角度,一个给定的孔径的透镜可以捕捉的光的更多的订单时的光为蓝色。 这两个原则解释经典的瑞利判据经常被引用的解析

D =1.22λ/ 2NA

其中 d是两个相邻的粒子(仍然允许颗粒被感知为独立)之间的空间中,λ是波长,NA是物镜的数值孔径。

考上物镜较高衍射级的数量越多,可被清楚地分离试样的细节的较小的(解决)。 因此,对于这样的标本高数值孔径的值。 同样,较短的可见光的使用的波长,更好的分辨率。 这些想法解释为什么高数值孔径,复消色差透镜可以单独在蓝光非常小的细节。(奥林巴斯显微镜)

如果是通过将一个遮光光阑在物镜的后方来阻挡最外侧衍射级,则可以减少光栅,或任何其他的详细对象的线条的分辨率,或“破坏”的决议共使得样品将不可见。 因此,平时注意不要关闭建议的2 / 3-4 / 5的物镜的孔径光阑下聚光镜孔径光阑。

物镜失败“抓手”的任何的衍射级的结果在一个未解决的图像(如图8的(a))。 因为,在具有非常微小的细节试样,衍射风扇散布在一个非常大的角度,高数值孔径物镜是需要“捕获”它们。 同样地,由于衍射风扇被压缩在浸油或水,设计用于这种用途的物镜可以给比干物镜更好的分辨率。 从变化的分辨率的物镜获得的衍射图案,因为没有由物镜捕获更高衍射级示出在图8的左侧,如图8没有分辨率的图像。 在图8的(b)和(c)的方式显示,越来越多的衍射级指示更好的分辨率的标本作为订单被通过物镜抓起。

如果备用衍射级不被改变(仍假定光栅作为我们的样品),在光栅的行数会出现加倍(寄生分辨率)。 重要的要注意的是,在物镜的后孔引入的动作可以具有在产生的最终图像显著效果。

对于在一个样品(而不是光栅)的小细节,物镜项物镜直接和衍射光到在被称为艾里磁盘(如图9)小,圆形衍射圆盘的形式目镜光阑的像面。 高数值孔径的物镜“捕获”更多的衍射级的生产更小尺寸磁盘比低数值孔径的物镜。 在图9中,艾里斑的大小示出从图9(a)至图9(C)的稳定下降。 在图9中的磁盘大小(a)和(b)在较低的数值孔径物镜的生产,而非常尖锐的艾里斑在图9的(c)是由非常高的数值孔径的一个物镜制备。

在目镜膈肌水平产生的图像实际上是你所认为的光明与黑暗的艾里磁盘的马赛克。 其中,两个磁盘过于靠近在一起,使得它们的中心的黑点重叠很大,由这些重叠磁盘表示的两个细节都没有解决或分离并因此显示为一个(图10中(a)所示)。

其基本原理是,直接和衍射光(或直接或衍射光的操纵)的组合在图像形成至关重要。 关键的地方,例如操作是物镜的后焦面和台下聚光镜的前焦平面。 这一原则是至关重要的大多数在光学显微镜对比度改进方法; 它是特别重要的,在高倍率的小细节关闭在尺寸上的光的波长。 阿贝在开发这些概念来解释成像吸收或所谓的幅度标本的先驱。 在1930年,Frits Zernike(弗里茨泽尼克),荷兰物理学家,扩展了这些原则时,他设计并解释相差显微镜




沪公网安备 31011202003519号