立体显微镜的历史简要概述
选择立体显微镜前要问的4个主要问题
一台立体显微镜可能是一笔很大的投资,因此,选择过程应该非常认真。为了充分利用显微镜,使用者应该问自己以下问题:
1.应用是什么?
- 是否涉及筛选和分类?
- 是否需要任何样品操作?
- 文件是必要的吗?
2.哪些结构需要观察、记录或可视化?
- 高分辨率比长工作距离更重要还是相反?
3.多少不同的人需要使用显微镜?他们在显微镜前工作多长时间?
- 当需要长时间使用显微镜时,考虑使用符合人体工程学的配件是很重要的,因为它们可以防止重复拉伤。
- 根据不同用户的数量,最好有一个显微镜,可以调整到每个用户的偏好。
4.这台显微镜的预算是多少?
- 模块化解决方案可能看起来投资更高,但从长远来看,由于其多功能性、适应不同用户的能力以及各种各样的附加组件和配件,它们将节省资金。
5个关键因素考虑时,选择最好的显微镜为您的需要
1.缩放范围、放大倍率、对象视场(视场)、工作距离
- 倾向于在相同放大倍率下工作的用户不需要大的变焦范围。
- 如果工作流需要搜索、查找和样本操作,那么拥有一个从低放大到高放大的大变焦范围可能会很有用。
- 在相同的变焦放大倍率下,可以看到更大或更小的物体场,这取决于目镜。较大的对象字段允许用户在示例上保持更好的方向。
- 较大的工作距离意味着样品顶部与物镜前透镜之间的距离更大,允许在使用过程中更容易处理样品。
2.景深和数值孔径(NA)
- 较高的NA会导致较高的分辨率,但通常会降低景深。
- FusionOptics技术将高分辨率与更大的景深相结合。
3.光学质量
- 平面光学:校正整个物体场的图像平整度,这对所有应用都很有用。
- 消色差光学:用于真实色彩再现不重要,主要评估几何特征的应用。
- 高度消色透镜(7月;(复色)光学:用于颜色条纹可能会引起干扰的应用,例如那些需要快速颜色变化和结构共定位的应用。
- 传输:对于需要在样品上进行可视化的精细细节的应用,那么使用具有更好的透光性的高质量光学器件是有利的。对于研究和开发等要求苛刻的应用,具有高透光率的光学器件可以发挥作用。
- 颜色再现:如果准确地看到样品的真实颜色很重要,那么应该使用高质量的光学设备和适当的照明。
4.人体工程学
- 人体工程学配件可以使显微镜工作更容易,并导致更快的工作流程。例如,当通过目镜观察样品时,是否可以轻松调整变焦和对焦旋钮?
- 如果显微镜由不同的用户操作,请确保它可以根据每个用户的喜好进行调整。
5.照明
- 最佳的照明应该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。
我们将更深入地解释5个关键因素
1.总放大倍率:物镜、变焦系数和目镜
立体显微镜的总放大倍率是物镜、变焦光学和目镜的综合放大倍率[4].
物镜有一个固定的放大值。仪器的变焦光学允许放大倍数在变焦因子范围内改变。目镜也有一个恒定的放大值。
要找出通过目镜观察到的物体的放大倍数,必须将物镜、变焦光学器件和目镜的放大系数相乘。
总放大倍率公式为:米合计活力=米Oxzx ME,地点:
米合计活力为总放大倍率(VIS代表“视觉”);
米O为物镜的放大倍率(对于没有辅助透镜的格里诺系统为1倍);
z是缩放因子;而且
米E是目镜的放大倍数。
一般来说,值为米O在0.32x和2x之间,对于z在0.63x和16x之间,对于米E在10倍到40倍之间。
放大倍率对目标场的影响
当观察目镜时,一个被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率。例如,放大率为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倍联合放大倍数下,通过目镜观察到的物体场直径为23毫米。
2.景深:与放大倍数和分辨率的关系
景深是由数值孔径、分辨率和放大倍数之间的相关性决定的[5 - 7].
为了使物体最好的可视化,适当调整现代显微镜的设置可以在景深和分辨率之间产生最佳平衡。特别是在低倍率下,通过减小数值孔径,景深可以显著增加。因此,根据物体特征的大小和形状,找到分辨率和景深的最佳平衡是一个问题。
具有高景深和高分辨率的FusionOptics技术
徕卡微系统的FusionOptics技术实现了一种复杂的立体显微镜光学方法,同时允许高分辨率和高景深188金宝搏的网址[8].使用一条光路,观察者的一只眼睛看到的物体图像具有较高的分辨率和较低的景深。与此同时,通过另一条光路,另一只眼睛看到的是同一物体分辨率较低、景深较高的图像。人脑将两张独立的图像合并为一张最佳的整体图像,具有高分辨率和高景深。
3.通过消色差或消色差透镜获得的光学质量
色差是一种畸变,其中有一个透镜的失败,所有的颜色聚焦到同一收敛点(2、9).这是因为透镜对不同波长的光有不同的折射率(透镜的色散)。当光线在远离球面透镜中心轴的一点上撞击球面透镜表面时,其折射程度大于或小于击中靠近中心点的折射程度时,就会发生球像差。一个好的光学设计的目标是完全减少或消除色差和球差。下面的镜头可以用来限制这些问题的影响:
消色差透镜
- 校正了2个波长(红色和绿色),在同一平面上聚焦。
- 用于视觉光谱范围内的标准应用。
复消色差的透镜
- 校正3个波长(红,绿,蓝)在同一平面上聚焦。
- 适用于视觉光谱范围内及以上最高规格的应用。
计划的镜头
- 未经过平面校正的镜头在整个物体(视场)上显示出不均匀的焦点。
- 建议用于需要观察大物体场的应用。
4.工作距离极大地影响显微镜的可用性
工作距离是指对焦时物镜前镜头与样品顶部之间的距离。通常,物镜的工作距离随着放大倍率的增加而减小。工作距离对立体显微镜的可用性有直接影响,特别是在检查和质量控制任务中。
5.人体工程学的最佳效果
6.正确的照明决定一切
对于立体显微镜,正确的照明是一个关键因素[13].最合适的照明将允许感兴趣的样本特征以最佳方式可视化,并可能揭示新的信息。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、不透明的样品。根据样品的纹理和应用要求,可以使用许多不同的入射照明解决方案来给出样品细节和感兴趣的特征的适当对比。指参考13下面是立体显微镜的入射照明的一些例子。 - 透射光
用于各种透明样品,从生物样品,如模型生物,到聚合物和玻璃。 - 标准透射亮场照明
适用于所有类型的透明样品,对比度高,颜色信息充足。 - 斜透射照明
用于接近透明和无色的样品;样品的对比度和视觉清晰度更大。 - 暗视野照明
用于样品平面上亮场不容易看到的小特征,如光泽或明亮样品上的裂纹、气孔、细小突起等。它还可以用于显示尺寸低于分辨率限制的样品结构。 - 对比法为清晰,透明的标本
鹿特曼或浮雕对比是一种先进的斜照明技术,它显示折射率的变化作为亮度的差异。与正面浮雕对比结构出现上升,而与倒置浮雕对比,他们出现下降。正浮雕对比和反浮雕对比更容易区分精细结构,从样品中提取最多的信息。
参考文献
- D. Goeggel,立体显微镜的历史-第一部分:17世纪-第一个显微镜,科学实验室(2007)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-对光学的更高要求,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.德罗斯,M.多普勒,30,000:1的放大倍数到底意味着什么?在今天的新数字显微镜时代理解放大的一些有用指南,科学实验室(2018)徕卡微系统。188金宝搏的网址
- R. Rottermann, P. Bauer,如何形成清晰的图像:显微镜中的景深,科学实验室(2010)徕卡微系统。188金宝搏的网址
- M.威尔逊,收集光:数值孔径在显微镜中的重要性,科学实验室(2017)徕卡微系统。188金宝搏的网址
- M.威尔逊,显微镜分辨率:概念,因素和计算:艾里圆盘,阿贝衍射极限和瑞利准则,科学实验室(2016)徕卡微系统。188金宝搏的网址
- D. Goeggel, A. Schué, D. Kiper, FusionOptics -为理想的3d光学图像结合高分辨率和景深,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)徕卡微系统。188金宝搏的网址
- C. Müller,如何使显微镜工作场所符合人体工程学,科学实验室(2017)徕卡微系统。188金宝搏的网址
- M. Birlenbach, R. Holenstein,更高的动机,更长的专注力-人体工程学作为竞争优势:质量控制中的显微镜工作场所设计,科学实验室(2013)徕卡微系统。188金宝搏的网址
- C. Müller, J. Ludescher,投资于人体工程学设计的显微镜工作场所,科学实验室(2013)徕卡微系统。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