一、核心光學參數
放大倍數(Magnification)
定義:顯微鏡將樣品圖像放大的倍數,由物鏡和目鏡的放大倍數共同決定。
公式:總放大倍數 = 物鏡倍數 × 目鏡倍數(如10×物鏡 + 10×目鏡 = 100×總放大)。
意義:決定觀察樣品的細節程度,但需注意分辨率限制。
數值孔徑(Numerical Aperture, NA)
定義:物鏡收集光線能力的指標,與物鏡的鏡口角和介質折射率相關。
公式:NA = n × sinθ(n為介質折射率,θ為鏡口角的一半)。
意義:NA越大,分辨率越高,圖像越明亮,但工作距離越短。
分辨率(Resolution)
定義:顯微鏡區分兩個相鄰點的Z小距離,由光的衍射極限決定。
公式:理論分辨率極限 = 0.61λ / NA(λ為光源波長)。
意義:分辨率越高,成像越清晰,但受NA和光源波長限制。
工作距離(Working Distance, WD)
定義:物鏡前鏡片與樣品表面之間的可操作距離。
意義:WD越短,物鏡倍率和NA通常越高,但操作空間受限。
二、成像質量參數
像場校正(Field Curvature Correction)
定義:校正物鏡成像時場曲(圖像邊緣彎曲)的能力。
類型:平場物鏡(如“Plan”標識)可顯著減少場曲,提高成像均勻性。
色差校正(Chromatic Aberration Correction)
定義:消除不同波長光線折射差異導致的色差。
類型:消色差物鏡(Achromat)、半復消色差物鏡(Fluorite)、復消色差物鏡(APO)逐級提升色差校正能力。
視場數(Field Number, FN)
定義:目鏡視場光闌的直徑,決定可觀察的樣品區域大小。
公式:實際視場直徑 = 視場數 / 總放大倍數(如FN=20的目鏡在100×下視場為0.2mm)。
三、光源與照明參數
光源類型(Light Source)
LED:壽命長、發熱低,適用于常規觀察。
鹵素燈:光譜連續,適用于高分辨率成像。
汞燈/氙燈:高強度紫外光,適用于熒光成像。
照明方式(Illumination Mode)
明場(Brightfield):Z常用,適用于染色樣品。
暗場(Darkfield):增強未染色樣品的對比度。
相差(Phase Contrast):提高透明樣品(如細胞)的可見性。
熒光(Fluorescence):激發熒光標記物,適用于分子生物學研究。
光強調節(Light Intensity Control)
定義:調節光源亮度,避免樣品光漂白或損傷。
功能:連續可調或分檔調節,適配不同樣品需求。
四、機械與操作參數
調焦機構(Focus Mechanism)
粗調旋鈕(Coarse Focus):快速調整焦距,但精度低。
微調旋鈕(Fine Focus):精細調整焦距,精度可達微米級。
載物臺(Stage)
類型:手動載物臺(X-Y軸移動)或電動載物臺(支持編程控制)。
功能:固定樣品并實現**移動,適配多位置觀察或拼圖成像。
物鏡轉換器(Nosepiece)
類型:五孔、七孔等,支持快速切換物鏡。
意義:提高操作效率,減少物鏡更換時間。
五、特殊功能參數
反射/透射照明(Reflected/Transmitted Light)
反射光:適用于不透明樣品(如金屬、半導體)。
透射光:適用于透明樣品(如生物切片、薄膜)。
偏光功能(Polarization)
定義:通過偏振片分析樣品的雙折射特性。
應用:礦物學(識別晶體結構)、材料科學(檢測應力分布)。
相差環(Phase Ring)
定義:相差物鏡中的環形光柵,用于增強透明樣品的相位差異。
意義:無需染色即可觀察細胞、纖維等透明結構。
光學顯微鏡的參數術語涵蓋光學設計、成像質量、光源控制及操作便利性等多個方面。理解這些參數有助于:
選擇設備:根據實驗需求(如分辨率、成像模式)匹配物鏡、光源和功能模塊。
優化成像:通過調節NA、照明方式和光強,平衡圖像清晰度與樣品保護。
提升效率:利用電動載物臺、自動對焦等功能減少人工操作誤差。
掌握這些術語是開展高質量顯微觀察的基礎,也是深入應用超分辨、共聚焦等**技術的基石。