介绍
成像的光学显微镜系统受到影响畸变由它所组成的组件生成。例如球差、彗差和轴向色差以及横向色差和散光对像的干扰。幸运的是，有一些措施可以将这些影响降到最低。
通常情况下，制造商都试图消除产生这种物质的部件上的畸变。随着时间的推移，哲学发生了变化，光学开发者开始把显微镜看作一个整体系统。1992年，徕卡188金宝搏的网址微系统公司将这一愿景命名为徕卡δ系统，这是一个普遍的∞光学透射和入射光学显微镜系统。它允许所有用户无限制地模块化使用所有光学对比技术［1］．
继续这种系统哲学HCS.- - - - - -谐波分量系统-是三角洲系统在一九九八年的进一步发展，至今仍沿用。其突出的理念是整个显微镜系统的所有部件之间的“和谐”。在保留基本目标和功能的同时，HCS.使得Delta系统更通用，并打开它以允许解决用户的需求以及要解决的特定问题。
HC系统包括这些光学元件，它们相互匹配以生成最佳图像，并参与校正光学像差:
目标，目镜，管镜头和适配器的相机．
它在20世纪90年代的实施至今仍然影响着最近的显微镜模块化在现代研究中，显微镜高度依赖于所有光学成分的协调(图1)。
光学和机械装配尺寸的协调
在…的发展过程中∞光学，在“长”(参考焦距为250毫米的冶金显微镜直到1987年)和“短”(管长为160毫米)方面积累了丰富的技术经验。参考焦距并对其优缺点进行了分析。随着1992年DELTA概念的引入，参考焦距200毫米被定义为新的徕卡标准，为整个系统的高效设计提供最佳长度。这一概念和谐地结合了以往制度的优点，同时消除了它们的制度弊端［1］．
1858年，伦敦显微镜学会采用了经典的RMS(皇家显微镜学会)物镜线作为显微镜的标准线。无限光学的发展和用户需求的变化，例如荧光显微镜对高分辨率物镜的日益增长的需求，表明RMS线程将阻碍进一步的进展。为了创造新的自由度，徕卡推出了新的m 25x0.75目标线程在1992年使用DELTA系统。
在DELTA系统的发展过程中，我们也研究了新的、更大的准焦距离的必要性和可能的优势。
的parfocalising距离d为纯机械尺寸，即物面与物肩之间的距离(图2a)。当物镜通过转动镜架改变时，图像焦点或多或少被保留(parfocality)。除了决定整合透镜元素的空间大小，焦距也影响物镜和整个显微镜系统的结构和人体工程学设计。
虽然较长的parfocallance距离，例如60mm或更大的距离，对于在显微镜和宏观显微镜之间的阈值范围内设计物镜具有一定的优势，但对于整个显微镜范围的技术和应用平衡设计来说，它有相当大的缺点。
除了增加目标的规模和后面的光学模块，这将产生许多用户不赞成的，较长的帕塞距离也对人体工程学产生了不利影响。直立显微镜的观察端口和倒置显微镜的标本阶段位置与慢率距离的增加不可避免地升高。
位置后焦面物镜(出瞳)在物镜下管状透镜的校正以及物镜与管状透镜之间无限光路中像差模块的光学和几何设计中起着重要的作用。parfoc聚焦距离越长，出瞳和下列光学元件之间的距离就越长，导致更大的直径，校正问题，更高的成本，等等。一般来说，较长的物镜过焦距离会增加物镜的集中灵敏度［2］，这对于高性能目标特别不利（图2b）。
经过仔细分析和考虑均匀显微镜范围的所有关键方面，徕卡决定留下来降奇异性距离为45毫米已在Delta Optics中证明了最佳解决方案。继续使用这些适合尺寸HCS.系统保证了整个“显微镜工作场所”的光学、机械和人体工程学要求的和谐答案。
和谐成像
所描述的机械和光学装配尺寸限定了用于成像和校正光学像差的光学组件的组成的几何框架。
涉及的每个组件 - 目标，目镜，管镜头，相机适配器等 - 有不同的物理工作，因此有自己的特定要求对身体不可避免的矫正光学畸变．已经详细描述了需要校正的像差的原因和效果［1］．
已经在显微镜中拍摄了各种方法，用于“整个显微镜系统”的光学设计和所涉及的部件之间的校正工作的分布。
首先，设计每个组件的方法本身就似乎很有吸引力。尽管原则上是可能的，但它带来了校正的风险“过载”：达到或超越可能的成本太高而且可能的限制。
事实证明，对于整个显微镜系统，可以更好地查看对某些光学像差的校正，并在几个系统组件之间分布效果。
在光学成像中，散光是指沿径向或切向延伸的离轴标本细节在不同距离聚焦的典型现象，即在凸矢状或子午像面上。当散光消除后，这些重合形成一个单一的-在简单的情况下也是凸象面(场曲率）。在没有场曲率的理想光学系统中，散光图像表面位于高斯图像平面中，并且样本细节在整个视野中急剧聚焦。
散光校正后的残余场曲率主要取决于所用物体的类型。目标建设越复杂，越曲率越小。散光的程度特别受镜片形状的影响。简单的目标类型如achromats.当校正的基本要求，即球面像差和昏迷时，始终在一定剩余的散光数量。利用简单的校正校正的目镜，可以通过“自然”方式充分取得足够的成功来补偿这种残余散光。
只有在发展更复杂的平面目标时，才可能对剩余的视场曲率进行额外的校正，尽管这并不涉及目镜。然而，经验表明，曲率和散光校正工作更均匀地分布在所涉及的组件之间，包括筒形透镜，是更有益的。这发生在HCS.系统（图3）。
具体地说，这意味着目标对修正外地曲率的部分贡献由下列各组成部分分担的补偿工作量承担。这使得目标“更轻松”，并为特殊应用程序创造了更多的自由度。
技术和应用的和谐
不仅可以使各组分之间协调，而且可以使各组分与相关应用相结合。特别是目标可以根据他们的任务来定制。主要是由于荧光的应用，除了良好的场平坦和色差校正外，还需要高UVA透射率和低自荧光率。
相反,场平
一个普遍接受的目标质量标准是Strehl强度比，这给出了由衍射盘的中心的强度的关系，用于形成具有像差目标的图像，以否则相同，但理想地校正的目标［5]．这个值的大小是决定图像对比度的关键。在光学设计中，图像中心的斯特雷赫强度比达到了99%。为了满足最高要求，制造公差不能使该值低于95%，以实现高性能目标。有关这一课题的文献允许根据人眼的生理特性，在图像场边缘的斯特雷赫强度下降到80%。
的点扩散函数(PSF)用于在自发光点的通风衍射图案中的强度分布的视觉3D显示。中央最大值的高度（强度）和宽度取决于光圈。Strehl强度仅用一个数字描述目标的性能，而PSF给出了残差的程度和性质的信息。因此，球差、彗差和散光很容易区分。
图案越高越薄，对比度和分辨率就越高。如果有像差，强度在中心的最大值下降，在衍射环上升，导致对比度降低。除此之外，旋转对称性和成像精度在接近图像边缘时降低。
图4显示了改进的性能HCS.系统以40倍物镜为典型例子。
工作距离以适应应用
偶尔，突出的自由工作距离被突出显示为高光圈油浸泡目标的特殊性能特征。然而，假定的优势经常在实践中成为一个缺点。
具有非常高的孔径的油浸泡物体仅在相对较窄的温度间隔内达到它们的全光学性能，因为浸泡油的折射率突然变化是温度的函数。从图1中可以看出。如图5所示，油层越厚，折射率的温度特异性变化越多损害图像。因此，对于可靠的应用，因此必须与实际情况中通常发生的温度间隔匹配的自由工作距离，即，远程工作距离大于0.1毫米的不合适。
适合申请的腐败目标
有些目标HCS.已经给出了校正安装件，以能够实现目标的光学性能电位，即使对于具有改变样本中的光学条件的特殊应用。在设计目标时，在校正中占覆盖玻璃和浸没介质的厚度和折射率的某些假设。
如果条件与这些假设不同，就会发生球差，造成对比度下降。这个错误可以通过计算透镜组间距的变化来补救。以下是可以改正的:
- 盖玻片厚度与标称值的偏差(图6)
- 不同的浸入式教学媒体
- 浸入介质的温度偏差
- 在聚焦在表面以下时，标本的折射率影响
目标电生理学
电生理学是处理细胞的显微操纵器在温控水溶液中。例如，在恒定温度下测量神经细胞的丝毫电流和电压。这使得物体的机械性能的具体要求（图7），例如
- 纤细的安装与尽可能大的访问角度
- 惰性，耐刮擦表面的整个前部
- 最小的表面电导率
- 最小导热系数
光学设计还必须满足特殊要求：
- 长途工作距离
- 宽带7月校正400 - 1000 nm
- 迪拜国际资本在里面近红外光谱由于厚试样的杂散灯效应而导致的范围
- 高的紫外线-A荧光透射
- 最小的自发荧光
- 适用于共聚焦显微镜
为了满足这一应用领域的具体需要，已特别制定了一系列目标。在这里,HCS.系统使得在光学性能要求方面可以协调矛盾极端。
HC目镜
我们已经谈到了横向色差［1］．在目镜中，它不会朝向图像场的边缘线性增加，因为它具有目标（“区域行为”）。类似的非线性行为也由先前使用的目镜的经过先前使用的类型和矢状图像曲线示出。相反，目标的相应场曲线是“无区域”。尽管与大型图像领域巧妙的和解仍然仍然存在一定程度的散光，但仍难以协调。在里面HCS.系统中目镜已经从物镜上获得了较大比例的曲率校正。这项任务导致了更复杂的目镜类型，具有更大的自由度来校正剩余的像差，如畸变和散光。因此，HC目镜提供了场曲线的“无区域”校正。
总结
在多年的显微镜开发中，证明它值得将显微镜视为系统。随着1998年的HC系统的引入，Leica Microsystems进一步发展了这一愿景，今天仍188金宝搏的网址然有效。其技术概念基于用于1992年的Delta系统引入的慢蚀声距离，目标线和参考焦距的光学和机械拟合尺寸。
HC系统构成一个系统各部件间光学校正效果的协调涉及。这使得可以在设计特定应用要求的目标时保留光学系统的通用应用潜力。荧光和共聚焦显微镜或电生理学。
参考文献
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［2］Haferkorn，H .:Optik Verl。约翰·安布罗修斯·巴斯，莱比锡，1994年。
［3］Metz，C .:Neue Okulare zur Ebnung der Gesichtsfelder der Apochromate, Z. f. wiss。Mikr。你。F。Mikr。技术。37，S. 49-52,1920。
［4］谢德,K.-H。你。克莱因：管长无限远的光学系统 - 它有什么优势？科学技术信息，卷。VI，否5，PP。185-191,1975。
［5]Beyer，H.:Handbuch der Mikroskopie, VEB Verlag Technik Berlin, 1973, S. 91。
［６］Iso 8255/1 - 1986:光学和光学仪器。显微镜。覆盖等级。第1部分:尺寸公差、厚度和光学性能。第1版。1986-09-01
[8]KRüger，r .:新徕卡DM r的对比技巧HCS.显微镜系统，科学技术资料，Inf。CDR 1页37-46,1988年8月。
[9]Schönenborn，j：新徕卡DM r中的照明光学元件HCS.显微镜，科学技术资料，Inf。CDR 1，pp。1988年8月25日至36日。
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