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光学显微镜的开展历史、现状与趋势
拓拓
(大学现代光学技术研究所，215000)
1根本原理
1.1显微镜成像原理及视角放大率
显微镜由物镜和目镜组成。物体AB在物镜前焦面稍前处，经物镜成放大、倒立的实像A'B'，它位于目镜前焦面或稍后处，经目镜成放大的虚像，该像位于无穷远或明视距离处。
f1'图1-1显微镜系统光路图
牛顿放大率公式：
x'x?f'f
x'是像点到像方焦点的距离，x是物点到物方焦点的距离。
根据牛顿放大率公式可得物镜的垂轴放大率为
?1?'-x1-??''f1f1
目镜的视觉放大率为：
?2?250f2'
组合系统的放大率为
???1?2??250?f1'f2'
显微镜系统的像方焦距
f??ff/?显微镜系统成倒像轴向放大率
'''12??250f'
'??x1'x2/f1'f2'
. -可修编-
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'A2假设物点A沿光轴移动很小的距离，那么通过显微镜系统的像点将移动很大的距离，且
移动方向一样。 显微系统的角放大率
'??f1'f2'/x1'x2
即入射于物镜为大孔径光束，而由目镜射出为小孔径光束。 1.2显微镜的孔径光阑
单组低倍显微物镜，镜框是孔径光阑。
复杂物镜一般以最后一组透镜的镜框作为孔径光阑。
对于测量显微镜，孔阑在物镜的象方焦面上，构成物方远心光路。 1.3显微镜的视场光阑和视场
在显微物镜的象平面上设置了视场光阑来限制视场。由于显微物镜的视场很小，而且要求象面上有均匀的照度，故不设渐晕光阑。
显微镜是小视场大孔径成像，为获得大孔径并保证轴上点成像质量，显微镜线视场不超过物镜的1/20,线视场要求：
f1'?
2y??2020?11.4显微镜的分辨率和有效放大率 1.4.1光学仪器分辨率 瑞利判据：两个相邻的“点〞光源所成的像是两个衍射斑，假设两个等光强的非相干点像之间的间隔等于艾里圆的半径，即一个像斑的中心恰好落在另一个像斑的第一暗环处，那么这两个点就是可分辨的点。当物面在无穷远时，以两点对光学系统的角可表示两分辨点的距离，其值为：
??1.22?/D
1.4.2显微镜的分辨率 分辨率是指在物体外表能够分解的最小间隔，两个发光点的分辨率为：
??数值孔径〔NA〕越大，分辨率越高。 1.5显微镜的照明系统
1.22?0.61??2nsinUNA
. -可修编-
- - 1.5.1临界照明 聚光镜应有与显微物镜一样或稍大的NA，聚光镜前放置的可变光阑为聚光镜的孔阑改变孔阑大小，可改变进入物镜光束的孔径角，使之与物镜的NA相适应。
图2-1临界照明光路图
特点：光源经过聚光镜所成之像与物平面重合，相当于物平面上置光源。 缺点：光源外表亮度不均匀或明显表现出灯丝的构造，影响显微镜的观察效果。 1.5.2科勒照明 光源经聚光镜前组成像在照明系统的视场光阑上，聚光镜前组经过聚光镜后组成像于标本处，同时也把照明系统市场光阑成像在无限远处使之与远心物镜的入射光瞳重合。
图2-2科勒照明光路图
特点：把光源像成在物镜入瞳面上。
优点：可消除临界照明物平面上光照度不均匀的特点。 1.6显微镜的工作距离
工作距离是指从物镜前外表中心到被观察标本间满足工作要求的距离围，与物镜的数值孔径成反比。一般情况下，物镜的数值孔径赿大，其工作距离赿小。
. -可修编-
光学显微镜的发展历史
