立体声显微镜历史的简短概述
1890年,美国生物学家和动物学家Horatio S. Green介绍了光学仪器的设计原理,这些原则仍然被所有主要制造商使用的光学仪器[1-3].基于“Greenough原理”的立体显微镜提供了非常高质量的真正立体图像。在20世纪50年代末,Bausch&Lomb,展示了其Stereozoom®Gengouge设计,具有突破性的创新:无级放大倍数(变焦)换更换器[3].几乎所有现代立体声显微镜设计都基于缩放系统。1957年,美国光学公司通过基于望远镜或CMO(普通主要目标188金宝搏怎么注册)原则,用光学器件推出立体声显微镜[3].由于其模块化和高性能,所有制造商的所有制造商都很快提供了这种立体显微镜。
在选择立体声显微镜之前要询问的4个主要问题
立体声显微镜可以是一个很大的投资,因此,应非常重视选择过程。为了充分利用显微镜,用户应该问自己以下问题:
1.应用程序是什么?
- 它涉及筛选和分类吗?
- 是否需要任何样品操作?
- 是必要的文件吗?
2.需要观察,记录或可视化哪种结构?
- 高分辨率比长工作距离或其他方式更重要吗?
3.有多少不同人需要使用显微镜?他们在显微镜下工作了多少小时?
- 在使用显微镜几个小时时,重要的是考虑符合人体工程学的配件,因为它们可以防止重复的应变损伤。
- 根据不同用户的数量,建议具有可以调整到每个用户的偏好的显微镜。
4.显微镜的可用预算是多少?
- 模块化解决方案可能看起来像一个更高的投资,但从长远来看,由于他们的多功能性,适应不同的用户,以及各种附加装备和配件,他们会省钱。
选择最佳显微镜以满足您的需求的关键因素
1.缩放范围,放大,对象字段(视野)和工作距离
- 倾向于在相同放大率下工作的用户不需要大的缩放范围。
- 如果工作流程需要搜索,查找和示例操作,则具有大的变焦范围可能是有用的,以从低到高放大率。
- 在相同的变焦倍率下,可以看到更大或更小的物体场,具体取决于目镜。一个较大的对象字段允许用户在样本上保持更好的方向。
- 更大的工作距离意味着样品顶部与物镜的前透镜之间的距离更大,允许在使用期间更容易地处理样品。
2.景深和数值孔径(NA)
- 较高的NA导致更高的分辨率,但通常会降低景深。
- Fusionoptics技术将高分辨率与更多景深结合。
3.光学质量
- 计划光学分析:对整个对象字段上的图像平面校正,这对所有应用有用。
- ACHROMAT(消色差)光学:对于真正的颜色再现并不重要的应用,主要评估几何特征。
- Apochromat(apo.;ApoChoromatic)光学器件:对于颜色条纹可能是令人不安的应用,例如需要快速变色的那些和结构的分致化。
- 传输:对于需要可视化样本的精细细节的应用,那么使用具有更好的光传输的高质量光学器件是有利的。对于苛刻的应用,如研究和开发,具有高透光的光学器件可能会产生差异。
- 颜色再现:如果精确地看到样品的真实颜色很重要,那么应使用高质量的光学和适当的照明。
4.人体工程学
- 符合人体工程学的配件可以使显微镜更容易,导致更快的工作流程。例如,可以在通过目镜查看样品的同时轻松调整变焦和聚焦旋钮吗?
- 如果显微镜是由不同的用户操作,确保它可以调整到每个用户的喜好。
5.照明
- 最佳照明应均匀地照亮整个视野,提供良好的对比度,并准确地揭示样品的真实颜色。
这5个关键因素解释得更深入
1.总放大率:物镜,变焦系数和目镜
立体显微镜的总放大倍数是物镜、变焦光学和目镜的综合放大倍数[4].
目标具有固定的放大率值。仪器的变焦光学器件允许在缩放系数范围内更改放大率。目镜还具有恒定的放大率值。
为了找出通过目镜观察到的物体的放大率,必须乘以目标,变焦光学器件和目镜的放大因子。
总放大倍数公式为:m小孩=mO.XZ.x ME.,地点:
m小孩总放大率(VIS代表“视觉”);
mO.是目标的放大率(对于没有补充镜头的绿藻系统的1倍);
Z.是缩放因子;和
mE.是目镜的放大率。
一般来说,值mO.在0.32倍和2倍之间,对于0.63倍和16倍,而且为mE.在10x和40倍之间。
放大率对物体场的影响
在调查目镜时,称为物体场的圆形区域变得可见[4].物体场的直径取决于总放大倍数。例如,放大10倍的目镜的视场数为23。场数意味着在物镜和变焦光学的1倍组合放大时,通过目镜观察到的物镜场直径为23毫米。
2.景深:与放大和分辨率的关系
景深由数值孔径,分辨率和放大倍率之间的相关性决定[5-7].
为了最佳可视化对象,可以在现代显微镜的设置的适当调整可以在现场景深和分辨率之间产生最佳平衡。特别是在低放大率下,通过停止下降,即减少数值孔径,可以显着地增加景深。因此,根据对象特征的尺寸和形状,找到分辨率和景深的最佳平衡。
高景深,高分辨率,采用光学技术
从Leica Microsystems的Fusionoptics技术实现了立体声显微镜的复杂光学方法,其允许同时高分辨率和高景深。188金宝搏的网址[8].对于一个光路,观察者的一只眼睛看到具有更高分辨率和较低景深的物体的图像。同时,通过其他光路,另一只眼看到具有较低分辨率和更高景深的相同对象的图像。人脑将两个单独的图像结合到一个最佳整体图像中,该整体图像具有高分辨率和高景深。
3.通过消色差或色彩镜片光学质量
色差是一种失真,其中镜头故障将所有颜色集中在相同的收敛点(2、9).这是因为不同波长的光,透镜有不同的折射率(透镜的色散)。球面像差发生时,光线击中一个球面透镜表面的一点远离其中心轴被折射到一个较大或较小的程度比那些打击在靠近中心的点。一个好的光学设计的目的是完全减少或消除色差和球差。以下镜头可以用来限制这些问题的影响:
消色差镜片
- 校正了2个波长(红色和绿色),该波长被聚焦在同一平面上。
- 对于视觉频谱范围内的标准应用。
色彩镜片
- 校正3个波长(红色,绿色,蓝色),其集中在同一平面上。
- 对于视觉频谱范围和超越的具有最高规格的应用。
计划的镜头
- 未经平面校正的透镜在整个物体(视场)上显示出不均匀的焦点。
- 建议需要在大型对象字段上观察的应用程序。
4.工作距离极大地影响显微镜的可用性
工作距离是在对焦时物镜的前镜头和样品的顶部之间的距离。物镜的工作距离通常随着放大率的增加而减小。工作距离对立体显微镜的可用性有直接的影响,特别是在检查和质量控制任务中。
5.人体工程学的最佳结果
6.正确的照明使得所有差异
对于立体显微镜,右照明是一个关键因素[13].最适当的照明将允许感兴趣的样本特征以最佳的方式可视化,并可能显示新的信息。重要的是,照明工作良好的显微镜使用和预期的应用。
- 入射光
用于不透明,非透明样品。根据样本纹理和应用要求,可以获得许多不同的事件照明解决方案,以便对样品细节和感兴趣的特征进行适当的对比。参考参考13下面有一些关于立体声显微镜的事件照明的一些例子。 - 传输光
用于各种透明样品,从生物样品,如模型生物,聚合物和玻璃。 - 标准透射亮场照明
适用于各类透明样品,具有高对比度和充足的色彩信息。 - 倾斜传播的照明
用于几乎透明和无色的样品;可以实现更大的对比度和更大的样品的视觉清晰度。 - 黑暗场照明
用于样品平坦区域的小特征,在明亮的视野下不容易看到,如裂纹、气孔、细小的突起等,在光亮或明亮的样品上。它也可以用来显示尺寸低于分辨率限制的样品结构。 - 透明,透明标本的对比方法
鹿特曼或浮雕对比是一种先进的倾斜照明技术,表明折射率的变化为亮度的差异。呈积极的浮雕造影结构出现升高,而具有倒置的浮雕对比,它们看起来降低。正和倒置的浮雕对比可以使其更容易区分细结构并从样品中提取最大信息量。
参考
- D.Goeggel,立体声显微镜的历史 - 第一部分:17世纪 - 第一个显微镜,科学实验室(2007年)徕卡微系统。188金宝搏的网址
- D. Goeggel,立体显微镜的历史-第二部分:18世纪-对光学的更大要求,科学实验室(2007)徕卡微系统。188金宝搏的网址
- D. Goeggel,立体显微镜的历史-第三部分:19世纪-现代显微镜制造的突破,科学实验室(2007)徕卡微系统。188金宝搏的网址
- J. Derose,M.多普勒,30,000:1放大率真的意味着什么?在当今新的数字显微镜时代理解放大倍数的一些有用指导方针,科学实验室(2018)Leica Microsystems。188金宝搏的网址
- R. Rottermann,P. Bauer,形成夏普的图像如何:显微镜中的景深,科学实验室(2010)Leica Microsystems。188金宝搏的网址
- M. Wilson,收集光:数值孔径在显微镜中的重要性,科学实验室(2017)Leica Microsystems。188金宝搏的网址
- M.威尔逊,显微镜分辨率:概念,因素和计算:通风光盘,Abbe的衍射限制和瑞利标准,科学实验室(2016)Leica Microsystems。188金宝搏的网址
- D. Goeggel, A. Schué, D. Kiper, FusionOptics -结合高分辨率和景深理想的3d光学图像,科学实验室(2008)徕卡微系统。188金宝搏的网址
- M.威尔逊,目镜,目标和光学像差,科学实验室(2017)Leica Microsystems。188金宝搏的网址
- C.Müller,如何转动显微镜工作场所符合人体工程学,科学实验室(2017)Leica Microsystems。188金宝搏的网址
- M. Birlenbach,R. Holenstein,较高的动机,浓度更长的浓度 - 人体工程学作为竞争优势:显微镜工作场所设计在质量控制中,科学实验室(2013)Leica Microsystems。188金宝搏的网址
- C.Müller,J. Ludescher,投资符合人体工程学设计的显微镜工作场所,科学实验室(2013)Leica Microsystems。188金宝搏的网址
- J. DeRose, M. Schacht,立体显微镜照明(照明)系统:获得工业应用的最佳结果,科学实验室(2015)徕卡微系统。188金宝搏的网址