改進(jìn)金相顯微鏡的設計及方法:
1、無(wú)限遠光采用無(wú)限遠光系統
物鏡按照無(wú)限遠象距離設計的,而不是像傳統物鏡那樣按照有限的象距設計的,這種光學(xué)系統被稱(chēng)為無(wú)限遠色差和象差校正的光學(xué)系統或無(wú)限遠光學(xué)系統.使用這種光學(xué)系統時(shí),當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(guò)鏡筒透鏡收斂并形成中間象,然后對物品放大.
無(wú)限遠光系統的優(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(méi)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)化了物鏡設計中色差和象差的校正.此外,在無(wú)限遠光系統中,無(wú)論物鏡與目鏡之間的距離有多遠,都不需要固定的中轉透鏡系統。
2.同焦面設計
在新型顯微鏡中,更換物鏡和目鏡后不需要重新調焦。一般來(lái)說(shuō),只需稍微調整微調旋鈕,物體就可以準確聚焦.因此,物鏡和目鏡的光學(xué)機械尺寸應滿(mǎn)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,而是新型顯微鏡設計中為方便用戶(hù)操作而采取的措施。
3.重新認識顯微鏡有效放大倍數
顯微鏡的有效放大倍數(M)與物鏡數值孔徑(NA)的關(guān)系可以表示為:550NA;長(cháng)期以來(lái),顯微鏡用戶(hù)一直遵循這種關(guān)系類(lèi),但是上面的公式是在用理想的眼睛觀(guān)察理想對比的物體的情況下推導出來(lái)的,所以不要作為教條來(lái)遵循,事實(shí)上,分辨率不僅與物鏡的分辨率有關(guān)，還與物體的對比有關(guān),還與照明條件、放大倍數、物鏡質(zhì)量和觀(guān)察條件都會(huì )影響物體的對比,因此也會(huì )影響分辨率.所以為了獲得更高分辨率,更低有效放大倍數應該是更佳條件下的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(guān)察高倍顯微組織,現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N(xiāo)A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用.
6.廣視場(chǎng)目鏡
廣視場(chǎng)目鏡的結構特點(diǎn)是場(chǎng)光闌顯著(zhù)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)物鏡擴大的象場(chǎng)面積。
此外,一些顯微鏡還配備了高節點(diǎn)目鏡,使眼睛有缺陷(如散光)的人可以戴眼鏡觀(guān)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(guān)察的視野擴大了很多,相應地也提高了顯微鏡載體平臺加工精度和樣品制備質(zhì)量的要求.
7.長(cháng)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(cháng)的物鏡,以滿(mǎn)足生產(chǎn)檢驗或特殊需要.通常物鏡的放大倍數越高,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,而設計了這種特殊的物鏡。
8.多功能緊湊設計
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)設備,然目前生產(chǎn)的顯微鏡基本上采用緊湊的臺式設計,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頭,只需按下按鈕,所需物鏡就會(huì )自動(dòng)旋轉到光程中,隨著(zhù)物鏡的更換,孔徑光和視場(chǎng)光的大小也可以自動(dòng)調整。
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(guān)察到的物體也是正的,而不是反的,這使得物體的移動(dòng)方向與載體平臺的移動(dòng)方向一致,大大方便了操作。

以上內容介紹了金相顯微鏡的改進(jìn)方法,金相顯微鏡在使用過(guò)程中表現出超高的成像性能,觀(guān)察物體的準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(lái)越好.