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徕卡荧光显微镜的工作原理

发布时间:2013-05-13   点击次数:892次

 徕卡荧光显微镜的工作原理

 
徕卡荧光显微镜的工作目标是对样品得到一个放大像,使原来肉眼看不见的细节能变得清晰可见。这里有两个基本的性能指标:一是分辨率极限,二是zui高有效放大倍数。分辨率是分辨物体细节的zui小极限。仪器可分辨的zui小细节经适当放大后,变成人眼所能看清者。显然,如果超越了仪器分辨率的能力,即使进一步提高放大倍数,也不能让人清晰看到更小的细节。这种现象必须借助于光的波动学说来解释。
 
徕卡荧光显微镜中所用的可见光源是波长为400一800nm的电磁波。波传播的特性之一是衍射。衍射就是波遇到障碍物时能偏离直线传播的性质。根据基础物理知识可知,由于实际光学仪器都有限制光束的“窗口”(光学显微镜中的“窗口”就是物镜边缘所限制的透光范围),它造成的衍射效应会使每个物点形成的像都是有所扩展的衍射光斑。靠得太近的像点彼此重登起来,会使画面中的细节变得模糊不清。其它光学显微镜中还有一些像差(如球差和色差等)也会使像点展宽,但它们大多可以校矫正。所以衍射差就成了限制光学显微镜分辨率的*重要因素。
 
根据Huy8en分FmsMl原理可以得出:一个物点所形成的衍射像斑是一种强度大部分(约84%)集中在中心圆斑,而周围伴有强度逐渐减弱的若干离散同心环的衍射花样。中心圆斑(也称Airy圆斑)的半径r约为:
                                                        r≈0.16λ/sinθ

 
式中:λ—显微镜像方所用介质中的光波长
 
            θ —物镜光阑(即物镜“窗口”)对像点所张的半角.亦称像方物镜孔径角或电子束半张角。光学仪器中通常采用Rayl出gh判据作为分辨率的标准,即当一个囚斑像约中心刚好落在另一相邻圆斑像的边缘上时,这两个俄恰好能被分辨。因此图像上可分辨的zui小距离众就是Airy圆斑的半径r。
 
通常被称为显微镜的数值孔径(numericalaperture)。由式得知,因可见光的波长局限在400nm到800nm之间,故若要缩小可分辨距离久,就必须增大数值孔径。但是为此只能靠提高的值,具体做法可以是在载物片与物镜之间加油滴等。
 
备注:徕卡荧光显微镜的工作原理的部分文章由北京中仪光科科技有限公司编辑整理上传。

 

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