Apertura numérica NA
La apertura numérica NA se refiere al índice de refracción (η) del medio entre la lente frontal de la lente del objetivo y la muestra multiplicado por la mitad del ángulo de apertura (u), y la relación es NA=η·sinu /2. Es el parámetro técnico principal de la lente del objetivo y la lente del condensador. Un indicador importante para juzgar el rendimiento de la lente del objetivo está marcado en la carcasa de la lente del objetivo.
Cuanto mayor sea la apertura numérica, mejor será la calidad de la imagen. Cuando se observa la lente del objetivo, el ángulo de apertura no se puede cambiar y el cambio del índice de refracción de diferentes medios puede cambiar la NA. Por lo tanto, se derivan lentes de objetivo de inmersión en agua y lentes de objetivo de inmersión en aceite. Agua η{{0}}.333, la NA del objetivo de inmersión en agua puede ser 0.1~1.25; aceite de cedro η=1.515, el NA del objetivo de inmersión en aceite puede ser 0.80~1.45; el nuevo anillo Bronaftaleno η=1.66, el objetivo NA Mayor o igual a 1.40.
La apertura numérica es proporcional a la resolución, la ampliación, el brillo de la imagen e inversamente proporcional a la profundidad de enfoque. Cuando la NA aumenta, el ancho del campo de visión y la distancia de trabajo disminuyen en consecuencia.
Resolución
La resolución se refiere a la distancia de resolución mínima a la que los puntos de luz muestran diferencias en el proceso de imagen, expresada como d{{0}}λ/NA, donde d es la distancia de resolución mínima, λ es la longitud de onda del fibra, y NA es la apertura numérica de la lente del objetivo. Se puede ver que cuanto mayor es NA, menor es λ, menor es d y mayor es la resolución. La fuente de luz visible solo puede resolver dos puntos de objeto a una distancia mínima de 0,4 μm.
La mejora de la resolución depende de 4 factores relacionados: 1. Cuando se utiliza una fuente de luz con una longitud de onda más corta, λ disminuye; 2. Cuando se utiliza un medio con un índice de refracción más alto, η aumenta y NA aumenta; 3. Diseñar y fabricar un ángulo de apertura mayor de la lente del objetivo; 4. Aumente el contraste de luz y oscuridad en la imagen y mejore la claridad de la imagen.
ganar
profundidad de enfoque
Se refiere a la profundidad de foco, es decir, el rango del mismo rango claro de observación por encima y por debajo del plano focal de la muestra. Cuanto mayor sea la profundidad de enfoque, más capas en las que la muestra será nítida.
① La profundidad de enfoque es inversamente proporcional al aumento total, la apertura numérica de la lente del objetivo y la resolución de la imagen. Cuanto mayor sea la ampliación, mayor será el valor NA, menor será la profundidad de enfoque y mayor será la resolución.
②El índice de refracción del medio circundante, como el agente de montaje preparado por la muestra, aumenta y la profundidad de enfoque aumenta.
Ancho del campo de visión
Se refiere al rango real de la muestra alojada en el campo de visión circular del microscopio, también conocido como diámetro del campo de visión. Cuanto mayor sea, mayor será la cantidad de información de la muestra.
① El ancho del campo de visión es proporcional al número de campos de visión del ocular. Si el aumento del ocular permanece sin cambios, cuanto mayor sea el número de campos de visión, mayor será el ancho del campo de visión, lo cual es conveniente para la observación (Nota: el número de campos de visión se refiere al ancho del campo de visión). vista del ocular, que está representada por FN y está marcada en la cubierta del ocular). ②La ampliación de la lente del objetivo aumenta y el ancho del campo de visión se vuelve más pequeño. Es decir, la imagen completa se ve bajo una lente de baja potencia y la parte se ve bajo una lente de alta potencia.
mala cobertura
El estándar internacional para el espesor de la cubierta de vidrio de la muestra es 0.17 mm, y la lente del objetivo ha corregido esta aberración y está marcada en la carcasa. Cuando la luz entra en el aire a través de un cubreobjetos con un grosor no estándar, se refracta y la aberración resultante se denomina cobertura deficiente.
La mala cobertura afecta la calidad de las imágenes microscópicas. Al observar muestras, debe comprender los siguientes tres puntos:
(1) Cuanto mayor sea la ampliación, mayor será el valor de NA y más evidente será la diferencia de cobertura. A medida que aumenta el grosor del cubreobjetos, aumenta la cobertura deficiente y se dificulta el enfoque.
(2) El objetivo de inmersión en aceite no tiene problemas de mala cobertura, porque el índice de refracción del aceite y el cubreobjetos son ambos de 1,52, formando un sistema óptico uniforme.
(3) Cuanto mayor sea el valor NA de la lente del objetivo, menor será el error permisible del grosor del cubreobjetos y más estrictos serán los requisitos de calidad para el grosor del cubreobjetos.
distancia de trabajo
Se refiere a la distancia entre la superficie de la lente frontal de la lente del objetivo y la muestra, también conocida como distancia del objeto. La muestra debe estar entre 1 y 2 de la distancia focal de la lente del objetivo durante la observación. Él y la distancia focal son dos conceptos. El enfoque del microscopio en realidad está ajustando la distancia de trabajo.
Cuando la apertura numérica (NA) de la lente del objetivo permanece sin cambios, si se acorta la distancia de trabajo, es necesario aumentar el ángulo de apertura. Cuanto mayor sea la NA del objetivo de alta potencia, menor será la distancia de trabajo.
Brillo de espejo vs Brillo de campo
(1) El brillo de la imagen del espejo es el brillo de la imagen, que indica el brillo de la imagen observada por los ojos. Se requiere que no sea oscuro, ni deslumbrante, ni fatigado.
(2) El brillo del campo de visión es el brillo del campo de visión bajo el microscopio, que se ve afectado por varios factores, como la lente del objetivo, el ocular y la intensidad de la fuente de luz.
La relación entre el brillo de la imagen especular y otros parámetros técnicos del microscopio tiene dos puntos principales.
(1) El brillo de la imagen del espejo es proporcional al cuadrado de la apertura numérica (NA). Bajo las mismas condiciones, el brillo de la lente del objetivo con una NA grande mejora significativamente.
(2) El brillo de la imagen especular es inversamente proporcional al cuadrado del aumento total. En las mismas condiciones, aumenta el aumento del ocular y disminuye el brillo de la imagen del espejo.
lente objetivo
La lente del objetivo es el primer componente óptico de imagen del microscopio y consta de múltiples grupos de lentes cementados entre sí. La distancia focal es la distancia focal total del grupo de lentes.
Dependiendo del grado de corrección de las aberraciones cromáticas, aberraciones, curvatura de campo, etc., así como de las características propias, existen varios tipos de objetivos: objetivos (plan) acromáticos, objetivos (plan) apocromáticos, ultraplan y objetivos especiales, etc.
ocular
El ocular magnifica la imagen real de la lente del objetivo, que es la magnificación de la imagen intermedia, que es la segunda magnificación. La estructura del ocular es relativamente simple y consta de varias lentes en varios grupos. El punto donde los rayos de luz que pasan a través del ocular se cruzan en la parte superior se denomina punto del ojo, que es la mejor posición para la observación de imágenes.
Los oculares tienen una variedad de configuraciones de aumento, 10X es el más utilizado; 5X tiene una mayor reproducibilidad de imágenes, pero el aumento es pequeño; Los oculares 20X tienen el mayor aumento, pero se reduce la claridad de la imagen. Elija según las necesidades reales.
condensador
La lente del condensador se usa para compensar la falta de cantidad de luz, cambiar apropiadamente las propiedades de luz de la fuente de luz, enfocar la muestra y mejorar la iluminación. Se encuentra debajo del escenario y debe coincidir cuando se usa un objetivo NA mayor o igual a 0.40. Tiene una variedad de estructuras y los requisitos para el condensador también son diferentes para la apertura numérica de la lente del objetivo.
1. Condensador Abbe: el condensador Abbe consta de dos lentes, que tienen una mejor capacidad de captación de luz. Cuando la lente del objetivo del microscopio ordinario es NA Mayor o igual a 0.60, la corrección de la aberración cromática y la aberración esférica es incompleta y debe usarse en conjunto.
2. Condensador aplanático acromático: el condensador acromático consta de una serie de lentes que pueden corregir la aberración cromática y la aberración esférica y obtener imágenes satisfactorias. Es el mejor en observación de campo brillante, equipado con microscopio avanzado y lente objetivo de bajo aumento. No aplicable.
3. Otros condensadores se refieren a los condensadores que se utilizan para fines distintos del campo claro anterior, como condensadores de campo oscuro, condensadores de contraste de fase, condensadores polarizados, condensadores de interferencia diferencial, etc.
