改進(jìn)金相顯微鏡的設(shè)計(jì)及方法:
1、無(wú)限遠(yuǎn)光采用無(wú)限遠(yuǎn)光系統(tǒng)
物鏡按照無(wú)限遠(yuǎn)象距離設(shè)計(jì)的,而不是像傳統(tǒng)物鏡那樣按照有限的象距設(shè)計(jì)的,這種光學(xué)系統(tǒng)被稱為無(wú)限遠(yuǎn)色差和象差校正的光學(xué)系統(tǒng)或無(wú)限遠(yuǎn)光學(xué)系統(tǒng).使用這種光學(xué)系統(tǒng)時(shí),當(dāng)入射光從樣品表面反射并再次進(jìn)入物鏡時(shí),它不會(huì)收斂而是保持平行光束,直到通過鏡筒透鏡收斂并形成中間象,然后對(duì)物品放大.
無(wú)限遠(yuǎn)光系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是顯微鏡中各種光學(xué)附件的棱鏡,偏振鏡和其他附加濾光鏡可以放置在物鏡凸緣和鏡簡(jiǎn)透鏡之間的平行光束空間中.由于成像光束沒有受到上述光學(xué)附件的干擾,物體的質(zhì)量不會(huì)受到損害,從而簡(jiǎn)化了物鏡設(shè)計(jì)中色差和象差的校正.此外,在無(wú)限遠(yuǎn)光系統(tǒng)中,無(wú)論物鏡與目鏡之間的距離有多遠(yuǎn),都不需要固定的中轉(zhuǎn)透鏡系統(tǒng)。
2.同焦面設(shè)計(jì)
在新型顯微鏡中,更換物鏡和目鏡后不需要重新調(diào)焦。一般來說,只需稍微調(diào)整微調(diào)旋鈕,物體就可以準(zhǔn)確聚焦.因此,物鏡和目鏡的光學(xué)機(jī)械尺寸應(yīng)滿足同焦面的要求,即:①所有物鏡的共軛距離(即從樣品表面到物鏡次放大鏡的距離)相等:②所有物鏡次放大物鏡到目鏡筒口的距離不變;③所有目鏡的焦面與物鏡次放大物鏡的象面重疊,同焦面不是物鏡或目鏡的固有特征,而是新型顯微鏡設(shè)計(jì)中為方便用戶操作而采取的措施。
3.重新認(rèn)識(shí)顯微鏡有效放大倍數(shù)
顯微鏡的有效放大倍數(shù)(M)與物鏡數(shù)值孔徑(NA)的關(guān)系可以表示為:550NA;長(zhǎng)期以來,顯微鏡用戶一直遵循這種關(guān)系類,但是上面的公式是在用理想的眼睛觀察理想對(duì)比的物體的情況下推導(dǎo)出來的,所以不要作為教條來遵循,事實(shí)上,分辨率不僅與物鏡的分辨率有關(guān)，還與物體的對(duì)比有關(guān),還與照明條件、放大倍數(shù)、物鏡質(zhì)量和觀察條件都會(huì)影響物體的對(duì)比,因此也會(huì)影響分辨率.所以為了獲得更高分辨率,更低有效放大倍數(shù)應(yīng)該是更佳條件下的4倍左右,也就是2200NA;同時(shí)使用4000×或更高放大倍數(shù)的顯微照片是完全合理的.
4.平場(chǎng)色差物鏡
如今新型顯微鏡廣泛應(yīng)用于平場(chǎng)色差物鏡,甚至可以配置更先進(jìn)的平場(chǎng)色差物鏡.老式物鏡次放大的直徑只有18mm~20mm，而平場(chǎng)色差物鏡則規(guī)定,高度校正的次放大平面圖像直徑為28mm，即象場(chǎng)面積翻了一番,很好地校正了象場(chǎng)彎曲。
5.高倍干物鏡
為了方便觀察高倍顯微組織,現(xiàn)在顯微鏡一般配備高倍干物鏡,例如金相顯微鏡配備了CFPlanApoEPI干物鏡，放大100×.150×.200× 500X,其NA值為0.95,雖然干物鏡的分辨率明顯低于油浸物鏡(100×油浸物鏡的NA值一般為1.40),但由于操作簡(jiǎn)化、樣品不受油污染、所以得到了更加廣泛的應(yīng)用.
6.廣視場(chǎng)目鏡
廣視場(chǎng)目鏡的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是場(chǎng)光闌顯著增大,一般為22mm~26.5mm(舊目鏡場(chǎng)光闌直徑僅為16mm),充分利用了平場(chǎng)物鏡擴(kuò)大的象場(chǎng)面積。
此外,一些顯微鏡還配備了高節(jié)點(diǎn)目鏡,使眼睛有缺陷(如散光)的人可以戴眼鏡觀察,物體的質(zhì)量不受眼睛缺陷的影響.由于平面色差物鏡和廣視場(chǎng)目鏡的推廣和使用,顯微組織觀察的視野擴(kuò)大了很多,相應(yīng)地也提高了顯微鏡載體平臺(tái)加工精度和樣品制備質(zhì)量的要求.
7.長(zhǎng)工作距離物鏡
一些顯微鏡制造商還推出了一些工作距離較長(zhǎng)的物鏡,以滿足生產(chǎn)檢驗(yàn)或特殊需要.通常物鏡的放大倍數(shù)越高,工作距離就越短.為了避免物鏡在工作中意外接觸樣品或加熱而損壞,而設(shè)計(jì)了這種特殊的物鏡。
8.多功能緊湊設(shè)計(jì)
在人們的印象中,只有大型臥式顯微鏡才是功能齊全的先進(jìn)設(shè)備,然目前生產(chǎn)的顯微鏡基本上采用緊湊的臺(tái)式設(shè)計(jì),采用先進(jìn)的平場(chǎng)色差物鏡和廣視場(chǎng)目鏡.一些顯微鏡還配備了電控物鏡旋轉(zhuǎn)頭,只需按下按鈕,所需物鏡就會(huì)自動(dòng)旋轉(zhuǎn)到光程中,隨著物鏡的更換,孔徑光和視場(chǎng)光的大小也可以自動(dòng)調(diào)整。
照明方式通常有四種最常用的照明方式:明視場(chǎng)、暗視場(chǎng)、偏振光、相襯干擾襯里(DIC),照明方式的變化極其簡(jiǎn)單.此外,觀察到的物體也是正的,而不是反的,這使得物體的移動(dòng)方向與載體平臺(tái)的移動(dòng)方向一致,大大方便了操作。

以上內(nèi)容介紹了金相顯微鏡的改進(jìn)方法,金相顯微鏡在使用過程中表現(xiàn)出超高的成像性能,觀察物體的準(zhǔn)確性能和使用范圍的廣泛性能,無(wú)論金相顯微鏡有多好,我們都需要不斷改進(jìn),這樣金相顯微鏡才會(huì)越來越好.