顯微鏡光學系統介紹及設計方法(二)

2021-02-13 七月是你的光影

出於實際目的,可以根據應用優化圖像大小,共軛距(物像距)以及物鏡的其他參數。但是,對於標準顯微鏡,每個製造商通常都會對這些參數進行標準化,以便可以模塊化方式構建顯微鏡,並可以實現不同物鏡和目鏡之間的更換。

圖中顯示了物鏡標準化的關鍵參數。 該圖是簡化的非摺疊光路。 在真實的顯微鏡中,光路並不是直線式的,在物鏡和目鏡之間存在稜鏡。

齊焦距離是物鏡與物鏡肩之間的距離,物鏡通過該距離支撐在轉塔上。對於具有有限校正的物鏡的經典顯微鏡,大多數製造商的物鏡的共焦距離45.0mm。 由於像差校正,工作距離和像場大小的設計標準不同,因此同一製造商的無限遠共軛物鏡通常具有相同的焦距,但這些距離可能不是45.0mm。

光學鏡筒長度是物鏡的後焦平面與中間圖像之間的距離,通常用於帶有有限遠共軛的物鏡的顯微鏡中。機械管的長度是指從安裝物鏡的轉塔開口到目鏡所在的觀察管的上邊緣之間的距離。皇家顯微鏡學會建議的160mm管長通常用於有限
遠共軛物鏡,但某些製造商還使用其他鏡筒長度,例如170和210mm。對於無限遠共軛的物鏡,機械鏡管的長度由筒鏡及其在物鏡上的位置確定。

筒鏡的焦距通常在160到250mm之間,取決於製造商。在具有固定的中間圖像尺寸的情況下,較長的焦距產生較小的偏轉角,從而使穿過輔助部件(例如二向色鏡或濾光鏡)的光線產生相應的較小偏移。

中間圖像尺寸通常由每個製造商以固定直徑定義。典型尺寸為18、20、23、25和28mm。 顯微鏡鏡筒內中間圖像平面的位置通常標準化為距目鏡端10mm。 該距離稱為目鏡匹配距離。

就光學而言,工作距離是從物鏡的最後表面到蓋玻片的最近表面的距離,或者如果不使用蓋玻片則是物體的實際表面的距離。實際上,工作距離是根據最後一個機械錶面而不是物鏡的最後一個透鏡表面計算的。物鏡的工作距離通常隨著其數值孔徑的增加而減小。

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