光学显微镜分析

光学显微镜分析

        光学显微镜是光学仪器的一大类。它由荷兰科学家胡克发明了三百多年。主要用于微小物体的观察和操作。经过数百年的不断发展，现已发展成为生物、立体、金相、测量四大类产品。同时结合各项技术成果，摄影、摄像、共焦扫描、荧光、偏振、暗场、相衬等一系列变形产品。光学显微镜广泛应用于生物、基因工程、新材料、微电子、工业测量、微机械、刑侦、医疗、教学等领域的科学研究和制造过程中。
        
        一、工作原理
        1.光学显微镜利用光波（电磁波的一种光谱：可见波长范围为：400nm~700nm：近紫外区为300nm~400nm：近红外区为700nm~1500nm。）根据该原理研制的光学成像仪器折射成像或反射折射成像。但由于光波长的限制，常规光学显微镜在可见光波段的有效放大倍数约为1600倍，超过1600倍的放大倍数无助于光学系统分辨率的提高。
         2 显微镜一般由物镜系统、棱镜系统、目镜、调焦机构、照明系统、支架、工作台等几部分组成。
         3、基本原理是：显微镜物镜放大试样的像（一次成像），显微镜目镜对物镜形成的像进行二次大成像（二次像），成像在无限远或人眼的清晰视觉距离。然后通过观察者眼睛的光学系统将“二次图像”成像在人眼的视觉网络模型上，就可以在大脑中获得标本的显微图像信号。
         4、光学显微镜的总放大倍数：β总=β物体×β眼（其中：β物体为物镜放大倍数，β眼球为目镜放大倍数）。
        如果显微镜装有摄像装置，则摄像装置放大倍数的计算公式为：β总=β物体×β眼β镜头（其中：β镜头是相机或相机接口中光学系统的放大倍数设备）。
        
        二、产品分类
        2. 立体显微镜
        (1) 立体显微镜顾名思义就是具有立体视觉的显微镜，也叫实体显微镜。其主要结构特点是：光学系统必须有左右两条“光路”分别对试样成像，左右“光路”之间必须有一定的夹角（称为体积视角，一般在10°~12°范围），模拟人眼睛观察有限距离物体形成立体视觉时的状态，便于在显微镜物侧（物镜前简称）的空间定位或显微镜下的标本操作。因此，体视显微镜广泛应用于科研和生产过程中的各种显微操作场合，成为不可缺少的工具（克隆技术中的细胞显微操作、集成电路引线键合与封装、医疗显微外科等），具有广阔的市场。
         (2)根据体视显微镜的结构，分为定倍率体视显微镜、间隔变倍体视显微镜和连续倍率体视显微镜三种。它们属于低端、中端和中端产品，适用于不同的场合。为了满足记录和传播标本显微镜图像的要求，有具有摄影和成像功能的体视显微镜，简称“三目体视显微镜”，它可以通过摄影和摄像连接各种相机、摄像机和数码相机。视频接口。
         (3)由于体视显微镜的应用特点，一般产品的放大倍数范围为：2X~200X。有些进口产品已经达到了400X以上，但是放大到200X以上后，因为“光学景深”（通过光学系统观察到的试样的深度）太短，仪器没有立体视觉，但是仅用作一般的平面放大倍数。
         (4)体视显微镜的主要技术指标有：放大倍率和放大倍数范围、视场直径、物体工作距离、物镜变倍比（连续变倍体视显微镜）等。
         (5) 组件配置及通用参数
        ①附加物镜：
         0.3X、0.5X、0.7X、1.5X、2.0X、2.5X为常用规格。
        
        具有平行光路的产品具有 1.0X 物镜。根据特殊要求，还可开发、设计、制造特殊规格的附加物镜。
         ②目镜系列：
         10X、15X（16X）、20X、25X为常用规格。
        另外，为了适应戴眼镜观察，还有“高眼点目镜”；视场角大于45°的目镜称为“广角目镜”。还可根据应用要求设计制造特殊规格的目镜。
         (6)由于体视显微镜的应用范围很广，操作和使用的要求也有很大差异，为了充分发挥其使用效率，提高工作效率，有多种附件可供选择。
         ①光源：
        光源支架（带外卤素灯和透射荧光灯或卤素灯），可调节卤素灯（50W）、环形荧光灯、光纤冷光源（不允许红外辐射的场合可配单端、双端、环形等光纤）、LED光源、偏光装置、暗场集中装置（用于宝石、透明矿物等标本的签名）
         ②支持系统：
        单横杆万向支架、双横杆万向支架、摆臂平衡万向支架、微动支架
        ③移动平台：
         2 二维平移工作台、三维移动工作台（可倾斜，加1个旋转轴）、集成电路晶圆检测工作台、测量工作台（X、Y方向10MM行程、0.01MM度数）
         ④测量微分尺：
        目镜标线（0.1MM~0.05MM格值、“一字”、“一字”、“十字”、“格”等）物镜标线（0.01MM格值）
         ⑤显微镜摄影摄像装置：
        袖珍变焦数码相机接口、单反数码相机接口、35MM单反相机接口、工业CCD相机接口、DV相机接口。
        
         2、生物显微镜
        (1)生物显微镜主要用于观察动物和植物组织切片、细胞和细 菌涂片等标本的精细组织结构。随着生物工程和基因工程的发展，它也是胚胎移植和克隆技术的重要工具*。生物显微镜主要追求*高细节分辨率、有效放大倍数、更宽的视场直径等技术指标。
         (2)生物显微镜常规结构：
         ①透射式正置显微镜：是一种常用的方法，其中低端流行的有双目和单目两种型号；
         ②透射反射照明正置显微镜：一般为研究或研究产品；
         ③透射照明倒置显微镜：可以通过玻璃培养皿底部观察活性生物组织或细胞的状态，可以对这些活性生物组织或细胞进行显微操作：
         ④透射反射照明倒置显微镜：用途与透射照明倒置显微镜基本相同，但也可以观察不透明的标本。
         ⑤根据应用场合，生物显微镜大致可分为：大众型（均采用消色差物镜）、中档产品（可选平面消色差物镜、照相摄像装置，可加反光照明等装置）、研究型产品（基本配置平面消色差物镜或平面复消色差物镜、摄影机接口、反光照明装置、荧光灯、偏光、暗光、相衬等功能部件可选）.
         (3)生物显微镜的主要组成部分有：
        支架、移动台和样品架、调焦机构、物镜转换器（根据安装物镜数量有3孔、4孔、5孔、6孔等）、观察系统（分单目、双目、三目、包括3种相机接口）、照明系统（包括聚光镜、照明、电源和调光电路等）、目镜等。
        由于生物显微镜产品标准化程度高，国内不同厂家的中低端产品的主要区别在于光学系统的质量和外观。
         （四）生物显微镜的主要技术指标和指标
        ①放大倍率和放大倍率范围：40X~1600X（常规范围）；
         ②目镜视场直径：10X目镜一般为φ18MM~φ22MM，进口产品已达到φ26MM：
         ③物镜规格：4X、10X、40X、100X为常规规格（100X物镜通常为“油镜”，以获得精良的分辨率，即镜头与样品前的“数值孔径”物镜，从而提高物镜分辨率，外观标有“OIL”），除2X、20X、25X、50X、60X、90X等规格外，物镜放大倍数以不同外观“色圈”和数字：
         ④物镜品种：消色差、平场消色差、平场消色差、相衬、暗场