光学显微镜基础知识1

光学显微镜基础知识•显微镜的光学原理•象差•显微镜的技术参数•显微镜的光学部件基础知识透镜成像原理1/a+1/b=1/f光的折射θ2θ1ｎ1ｎ2ｎ1×sinθ1＝ｎ2×sinθ2ｎ1=1.0（Air）ｎ2=1.5（glass）θ1=30°1.0×sin30°=1.5×sinθ2sinθ2=0.3333....θ2=19.47°透镜的折射透镜的折射透镜的折射透镜光线平行于光轴的光线Ｆ焦点焦距从焦点发射的光线透镜光线透镜光线光轴上不同位置发射的光线通过透镜中心的光线不改变传播方向透镜光线透镜成像FF’倒立缩小实像平行光线通过透镜经过焦点2倍焦距以外物体成像FF’倒立放大实像平行光线通过透镜经过焦点透镜成像（显微镜物镜成像）1倍焦距以外，2倍焦距以内物体成像FF’发散光正立放大虚像平行光线通过透镜经过焦点透镜成像（显微镜目镜成像）显微镜成像FF’物镜显微镜成像FF’物镜显微镜成像物镜250mm＝明视距离FF’目镜显微镜成像45mm160mm250mm（参考）人眼成像（参考）如何观察虚像？F目镜/放大镜投影到视网膜上成像基础知识光学显微镜基础知识•显微镜的光学原理•像差•显微镜的技术参数•显微镜的光学部件理想成像点标本投影图像点平面平面图形准确相似图形像差实际图形点标本投影图像虚的圆平面弯曲的面图形变形的图形像差象差的种类•球差•象散•慧差•畸变•场曲•色差基础知识象差球差象散慧差场曲负畸变正畸变基础知识球差焦点在轴向上的弥散现象就叫做球差。球差会导致焦点处图像发生模糊。球差校对球差校对校对球差场曲基础知识基础知识ACHPLANACH场曲ＡＣＨＰＬ色差基础知识色差校正对照色差校对无校对校对基础知识光学显微镜基础知识•显微镜的光学原理•像差•显微镜的技术参数•显微镜的光学部件显微镜的技术参数•数值孔径•分辨率•工作距离•焦深•放大倍率•同焦距•同轴度基础知识数值孔径(N.A)基础知识分辨率基础知识ΔR=kλ/NAΛ：波长NA：数值孔径K常数:K光镜=0.61；KFV=0.51分辨率与物镜倍率的关系基础知识△RMIN=0.61X0.55/1.4=0.24数值孔径大分辨率高基础知识UPLAPO40XNA1.0UPLFL40XNA0.75NA和视野亮度(N.A.)2I=IO—————(Mtotal)2NA与焦深基础知识nn1Δ=—————*λ＋—————*—2*(N.A.)2M*(N.A.)7工作距离(W.D)基础知识工作距离不需要盖玻片有盖玻片放大倍率•观察倍率(M)=物镜倍率X目镜倍率•照相倍率(M)=物镜倍率X照相目镜倍率(BH/BH2系列产品连接荧光/微分干涉等附件时乘1.25)•视频系统（M）=(显示器对角线/CCD对角线)X接口倍率X物镜倍率(1/3′:6mm,1/2′:8mm,2/3′:11mm)基础知识同焦距（齐焦距离)基础知识同轴度基础知识柯勒照明和临界照明基础知识临界照明柯勒照明基础知识厚标本和薄标本4-5um2um基础知识基础知识光学显微镜基础知识•显微镜的光学原理•像差•显微镜的技术参数•显微镜的光学部件显微镜的主要光学部件•物镜•目镜•聚光镜基础知识物镜基础知识物镜的种类按色差和场曲校正程度分:•消色差物镜（Ach)•平场消色差物镜(PlanAch)•平场半复消色差物镜(Plan-FL或PLFL）•平场复消色差物镜（PlanApo)•平场超级复消色差物镜（PlanSApo)基础知识VIS－NIR范围内优异的色差校正信噪UPLSAPO物镜什么是色差校对?轴向色差侧向色差折射率离散消色差Ach–蓝(486nm)和红(657nm)半复消色差Fluorite–兰和红+(绿,紫色(437nm))复消色差Apo–437-657nm超级复消色差SuperApo–430-1000nm物镜的色差校正轴向色差侧向色差ACH消色差Ach–蓝(486nm)和红(657nm)半复消色差Fluorite–兰和红+(绿,紫色(437nm))复消色差Apo–437-657nm超级复消色差SuperApo–430-1000nm物镜的色差校正轴向色差侧向色差ACHFLIRIR消色差Ach–蓝(486nm)和红(657nm)半复消色差Fluorite–兰和红+(绿,紫色(437nm))复消色差Apo–437-657nm超级复消色差SuperApo–430-1000nm物镜的色差校正轴向色差侧向色差ACHFLApo消色差Ach–蓝(486nm)和红(657nm)；绿球差半复消色差Fluorite–兰和红+(绿,紫色(437nm))；绿、兰球差复消色差Apo–437-657nm，绿、兰、深兰球差超级复消色差–430-1000nmSuperApo物镜的色差校正轴向色差侧向色差ACHFLSApoIRIRApo消色差物镜基础知识复消色差物镜半复消色差物镜色差校对ACHFLAPO传统物镜的符号基础知识新物镜的符号基础知识物镜标识:色标放大倍率色标黑色灰色褐色红色橙色黄色亮绿色暗绿色亮蓝色暗蓝色白色0.25-1.00x2.00x2.5x4.00-5.00x5.50-8.00x10.0-15.0x16.0-20.0x25.0-32.0x40.0-50.0x60.0-80.0x100-250x带校正环物镜基础知识对载波片和盖玻片厚度的要求基础知识载玻片:0.9-1.4mm盖玻片:0.17mm无盖片物镜基础知识数值孔径（NumericalAperture）θｎＮ.Ａ.＝ｎ×ｓｉｎθＰｌａｎＡｐｏ１００ＸＯｉｌ时ｓｉｎθ＝１．４０／１．５２θ＝６７°ＵＰｌａｎＡｐｏ４０Ｘ时ｓｉｎθ＝０．９５／１θ＝７２°覆盖差盖玻片空气ＡＢ光阑物镜基础知识减少杂散光调节对比度和焦深高倍暗场必需物镜光阑的运用光阑全开启光阑适当关小——荧光观察中应用其它物镜基础知识浮雕相称物镜无应力偏光物镜相称物镜超低倍物镜目镜基础知识眼点基础知识目镜的视场基础知识F.N.22标本的视场直径标本的视场直径=目镜视场数/物镜倍率例:WH10X目镜视场数为22物镜为UPLFL40X视场直径=22÷40=0.55mm基础知识目镜测微尺基础知识奥林巴斯显微镜常用测微尺聚光镜聚光镜的适用性聚光镜型号N.A.适用物镜AC（阿贝）1.14–100XbfAAC（消色差，消球差）1.410–100X(PLAPO)bfSC（摇入、摇出式）0.9/1.41.25–100XbfULC（超低倍）1.25X,2X(PLAPO)bfPCD（相差、暗场）1.14–100xbf/df/phUCD8/A(万能）0.9/1.42－100Xbf/df/ph/dicULWCD0.3/73mm4－40Xph/bfLWUCD0.55/27mm4–60Xph/dic/bfMLWCD0.5/45mm4–60Xph/dic/rc/bf显微镜的调节•瞳距调节•屈光度调节•光路转换•聚光镜中心•孔径光栏设置瞳距调节屈光度调节调节光路转换100%80%20%100%聚光镜中心调节⑤光轴中心调节螺钉③视场光阑③孔径光阑②10X物镜①标本④聚光镜升降旋钮孔径光栏调节N.A聚=(0.6-0.8)N.A物孔径光栏开度与图象100%70%30%HRLCHCLRMRMC孔径光栏的运用孔径光栏的运用对比度调节奥林巴斯显微镜无限远光学系统——UIS显微镜无限远光学系统——UIS有限远无限远UIS光学系统MeritoftheInfinitysystem物镜D/M重影平行光线结像透镜UIS系统UniversalInfinitySystem————万能无限远系统1.完美结合分辨率和对比度-明场高分辨率-高对比度、高亮度图像-清晰的DIC图像-更敏感的偏光观察-清晰、色彩明亮的相衬UIS系统UniversalInfinitySystem2.系统灵活性-无限远校正光学系统-物镜和结像透镜完全校正3.物镜万能性更强-AsingleuniversalobjectivelensperformsverywellinFluorescence,NomarskiDIC,Phasecontrast,Polarizedlightand,ofcourse,Brightfield-HighUVtransmission,Strain-free,PerfectcorrectionofChromaticaberrationandotheropticalaberrationsCompetitioncomparisonｆ（TL）物镜校正齐焦距离OLYMPUSUIS180Ｆ45Nikon　CFI60200Ｆ60ZEISSICS160Ｔｃ45LeicaDHC200Ｔｃ45F:FullyPrimaryCorrectioninobjective&tubelensTc:Tube-lensCompensationCompetitioncomparisonTLObjZeiss/Leica配合校正Olympus/Nikon独立校正在光经过物镜和被结像透镜检测过程中，无色差引入奥林巴斯显微镜无限远光学系统——UIS1增加附件，光路不变，倍率不变，F.N.不变2中间附件设计更简单，不需增加透镜3物镜单独完成象差校正，象差校正更高，不需目镜补偿4更高镜像亮度，荧光效果更好（结象透镜校正）5接视频效果更好，不需增加照相目镜