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  • 發布時間:2020-06-09 21:41 原文鏈接: 如何選擇立體顯微鏡?(二)

    TVIS:視感景深

    n:目標位于其上的介質的折射率。 如果目標被移開,則在公式中輸入介質的折射率,該介質形成變化的工作距離。

    λ:使用的光的波長,對白光來說,λ = 0.55μm

    NA:目標一側的數值孔徑

    MTOT VIS:顯微鏡的視覺總放大倍數

    如果以上方程中,視覺總放大倍數為有效放大倍數所取代(MTOTVIS = 500 - 1000 x NA),則可以看出,景深的第一個近似值與數值孔徑的平方成反比。

    特別是放大倍數較低時,景深可以通過縮小鏡頭光圈(即減少數值孔徑)顯著增加。 這通常是通過光圈或一共軛平面上的光圈完成的。然而,數值孔徑越小時,橫向分辨率就越低。

    因此問題是找到分辨率與景深(取決于目標結構)之間的最佳平衡。在立體顯微鏡中,為了更高的景深,常常需要做出一定的妥協,因為三維結構的 z 值經常有此要求。

    帶景深的格里諾立體顯微鏡的目標平面

    更多景深——FusionOpticsTM

    FusionOptics?是一種復雜的光學方法,能夠消除立體顯微鏡中分辨率和景深之間的關系。在這里,光路之一為觀察者的一只眼睛提供了高分辨率和低景深的一副圖像。通過第二光路,另一只眼睛看到相同目標的低分辨率和高景深的圖像。人類大腦會將兩個獨立的圖像組合成一個最佳整體圖像,其特點是分辨率高和景深高。

    另一個說明人類大腦非凡能力的例子是格里諾立體顯微鏡。在這里,左右光路的目標平面彼此形成一個微小的角度。在整體圖像中,產生的整個區域似乎顯得清晰,盡管左邊或右邊的圖像并非如此。

    現代立體顯微鏡,其特點是 20.5:1 變焦范圍、APO 校正光學系統和 FusionOptics?。

    光學質量

    立體顯微鏡的光學質量通常列為 Achro 或 Achromat(消色差),以及 Apo(復消色差),代表球形和色差的最高程度的校正。場曲率校正縮寫為 Plan,而 PlanApo 是色差和場曲率校正的組合。

    Achro, Achromat:消色差校正

    Plan:平場光學校正

    PlanApo:復消色差和平場校正

    色差是什么?

    在立體顯微鏡等光學儀器中,色差是一種失真,鏡頭無法將所有顏色集中到同一個會聚點。這是因為鏡頭對不同波長的光有不同的折射率(透鏡的色散)。折射率隨著波長的增加而減少。良好的光學設計的目的,是減少或完全消除此種影響。

    消色差透鏡是一種旨在限制色差和球面像差的影響的透鏡。消色差透鏡經過校正后,將兩種波長(通常為紅色和藍色)聚焦到同一個平面上。此類透鏡或顯微鏡用于以下任務,即無需顏色復現和主要是評估幾何特性。另一方面,復消色差透鏡旨在較正三種波長(紅、綠和藍色),將它們聚焦到同一個平面上。工作距離

    這是標本聚焦時,物鏡前鏡頭和和標本頂部之間的距離。在大多數情況下,物鏡的工作距離隨著放大倍數增加而減少。在立體顯微鏡中,工作距離是最重要的標準之一,因為它直接影響著顯微鏡作為工具的可用性。

    人體工學鏡筒——身體和頭部放松,手臂有舒適支撐,腿部有足夠空間,并充分利用椅子。

    人體工學——千人千樣

    人有高有矮,這使得儀器需求成為個人問題。例如,為一定的任務配備的顯微鏡,有配件和特定的工作距離,其現有高度可能相當不適合特定的用戶。如果觀察高度過低,觀察者在工作時將被迫向前彎曲,導致頸部肌肉緊張。因此在理想狀態下,顯微鏡的觀察高度和視角,應根據用戶的體形調整。此外,可變的觀察高度,是用來防止完全久坐不動的姿勢的最佳方法。它允許觀察者采用個人坐姿,并按照自然的沖動周期性地改變,以便不時左右移位。的確,椅子的高度可以改變,這樣一種放松、微微彎曲的姿勢代替了之前的正襟危坐,但這不是最佳方法。更簡單、更舒適的方法是使用一種可變的雙目鏡筒,以彌補身高的差異。

    由于采用了模塊化產品的方法,帶有 CMO 設計的立體顯微鏡可以根據用戶的尺碼或工作習慣提供的多種方式定制儀器,因而是首選方案。

    照 明

    在立體顯微鏡中,照明是將所有的工作暴露在光線下的關鍵。正確的照明將僅僅通過改變光的類型,便使所需的結構可視化,或有關樣品的新信息被發現。重要的是,將照明正確地匹配到正確的顯微鏡和正確的用途上。

    現代立體顯微鏡照明系統基于持久的發光二極管,并提供獨特的方式,將解決方案整合到整個顯微鏡系統。高度整合的環形光源和使用中的偏振器,是為了減少標本上的眩光。

    照明類型

    入射

    入射光主要用于不透明的標本。此種光(環形光、射燈等)的實現方法將取決于標本紋理和使用需求。入射光為各種各樣不透明的標本所需要。根據標本紋理和結果目標,入射照明方案的一種折衷選擇是可用的。

    透射光

    透射光對于各種透明標本很理想,范圍從生物樣品(如生物模型)到聚合物。

    標準透射明視野照明

    標準透射明視野照明用于所有類型的透明標本,其具有高對比度和足夠的顏色信

    斜透射照明

    此種照明技術用于幾乎透明、無色的標本。由于照明的斜位置,可以實現標本更大的對比度和視覺清晰度。

    暗視場照明

    立體顯微鏡中的暗視場觀察,需要一個包括反射鏡和遮光板的特制的臺子,以便將一個倒置的照明空心錐體以傾斜角度向標本方向移動。暗視場照明的原理要素,對于立體顯微鏡和更傳統的復式顯微鏡是相同的,通常配有復雜的多鏡頭聚光鏡系統、或帶有特制內鏡的聚光鏡,該內鏡包含調整為特定幾何形狀的反射面。

    清晰、透明標本的對比方法

    Rottermann Contrast? 是一種局部照明技術,其顯示亮度不同時折射率的改變。相位結構通常在正地形對比中表現為立體的、浮雕式的圖像(如山丘),而在倒轉地形對比中表現為凹進。此種技術提供了許多變量視圖,以此提取最大可能的信息量。

    結 論

    對于立體顯微鏡使用需求的仔細評估,是用戶持久滿意的要素。因為它是實驗室或生產部門的主力,決策者需要確保他們能夠100% 地根據用戶需求定制儀器。由此需要一位能夠應付該等苛刻需求的顯微鏡方案提供者。


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