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生物显微镜--物镜的矫正类型

发布时间:2011-12-22   点击次数:1939次

生物显微镜--物镜的矫正类型

物镜除了它们的数值孔径、放大倍数和漫搁系统而外,可以按物镜对像差和色差的矫正程度分为消色差、半复消色差、复消色差、平面消色差和平面复消色差等五种物镜。下面分别加以叙述:

1.消色差物镜

生物显微镜这是用于一般观察的zui普通类型的物镜,它上面没有特异的字母标记。这种物镜对于色差的矫正可以使两种色彩(大多数在蓝光的486nm和红光的656nm处)的像点重合在—起。这种物镜由消色差二重透镜组成(图3.4a),对于球面差的矫正只适用于一种色彩,常常在光谱的黄一绿部分,当使用全波长的混合光时,会产生残余像差,只有使用黄一绿色范围的光时,这种残余像差对眼睛来说会明显地降低,并且球面差在这个波长范围内也是zui小的。但是在任何波长范围内使用这种物镜都会产生相当程度的场曲率。

消色差物镜用于观察时色散现象是不明显的,但是用于显微照相时(不论是黑白照相还是彩色照相),色散现象常常使照相不能达到预期的效果,这是因为照相乳胶对于不同的色彩比人的眼睛要敏感得多。

2.荧石物镜(半复消色差物镜)

在这种物镜上大多数标有“FL”或“Fluoritev字样,它是由一种光学件能不同于玫璃的矿物质--荧石(CaF2)所制成,它可以很好地矫正色差,并且对于球面差的矫正也比消色差物镜好,因此这种物镜经常用于高倍观察和显微照相。但是荧石物镜仍然显示出一定程度的场曲率,不过这种场曲率在某种程度上可以用目镜来补偿。

3.复消色差物镜

生物显微镜在这种物镜上标有“APO”字样,它在红、绿、蓝三种色彩上对色差可以矫正。在这种物镜中用三重透镜代替了消色差物镜的二重透镜(图3.4b),并在蓝和绿两种色彩上对球面差也可以矫正,因此这种物镜特别适合于彩色显微照相和精细结构的观察。由于透镜材料价格很高以及加工过程比较复杂,复消色差物镜与消色差物镜相比是非常昂贵的,它经常包括一些荧石透镜。荧石物镜和复消色差物镜可以与补偿日镜组合起来达到很好的光学效果,由于这两种物镜的高矫正程度,可以使它们比相同焦距的消色差物镜具有更高的数值孔径,因此可以达到更高的分辨力。

4.平面消色差物镜

在这种物镜上标有“PL”或“PLAN”字样,它除了具备消色差物镜的性能外.zui大的优点是对于场曲率能够进行很好矫正,因此在许多对于色差的矫正并不是*重要的情况下,这是一种zui适用的现代类型的物镜,它可以有效池用于广视呀目镜,而前面两种类型的物镜在同日镜的结合中会受到场曲率的严重影响。

5.平面复消色差物镜

生物显微镜在这种物镜上标有“PLANAPO”或“PLAPo”字样,它是一种既可以对场曲率进行矫正,而且在复消色差水平上可以对色差和球面差进行矫正的透镜复合体。这种物镜在技术上已经达到了可能达到的限度,在能的这种透镜中行时可包括高达8--15个由不同材料制成的单个透镜,因此这种物镜的价格是非常昂贵的,在图3.4c中可以看到达种复消色差物镜典型的三重透镜结构。虽然这种物镜在用于观察和照相时像的质量可以胜过上述其他物镜,但是同平面消色差比较保的差别只是很轻微的,很难证明它比平面消色差物镜有更高的使用价值,而且在不正确的照明调节中这种轻微的差别也会丧失殆尽。

在使用包括乎面消色差的非单一物镜时,可以达到像差的较好的矫正。但是一些残存的保差总是存在的,而在某些情况下,这种像差可以通过目镜来加以补偿,况且一定程度的场曲率在显微镜的观察中并不一定是非常有害的,观察时往往并不需要一眼就看清全部视野。在很多情况下选择合适的目镜和滤光片可以补偿物镜的不足,但是照明的不良调节,可以使昂贵的高矫正程度物镜的效果完全丧失。

综上所述,在恰当地选择物镜时必须考虑到消色差、平面消色差和平面复消色差物镜在效果上不大的差别以及在价格上的大约1:2:4的关系。稍色差物镜适合于对分辨力要求不是太高,井在光谱中部范围内酌一般性观察工作;平面消色差物镜适用于黑白照相和使用黄色滤光片的低放大倍数的观察;焚石物镜适用于彩色显微照相,特别是当对在视场中央标本的像差和分辨力要求高,而视场外周标本不太重要的情况下;平面复消色差物镜适用于高孔径或在光谱两端的显微照相(特别是彩色照相)和观察工作。

在表4中列出了不同矫正程度物镜的放大倍数、数值孔径、焦距和自由工作距离等常用数值,可供使用时参考。

 

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