尼康顯微鏡完美的鏡頭特性

2020-09-03 14:21:53

尼康顯微鏡的*簡(jiǎn)單的成像元件是一個(gè)**的透鏡,它是可以自由像差和光聚焦到一個(gè)單一的點(diǎn)的理想校正玻璃元件。本教程探討了光波傳播的方式通過,并集中由一個(gè)**的鏡頭。

教程初始化與光的平行光束通過透鏡重合的光軸和從左至右行進(jìn)。該傾斜角度滑動(dòng),可以使用通過±45度傾斜的光束的軸,并且焦距滑塊調(diào)整0.5和2.0厘米之間的透鏡的焦距值。一個(gè)復(fù)選框切換平面和球形波陣面和關(guān)斷的模擬,允許訪問者查看時(shí)的平面波前穿過透鏡是如何球面波產(chǎn)生的。藍(lán)色的復(fù)位按鈕被用來重新初始化教程。 

基本圖像形成在顯微鏡的理解是包括在光學(xué)系列的組件各透鏡元件的作用。*簡(jiǎn)單的成像元件是一個(gè)**的透鏡(圖1),它是可以自由像差和光聚焦到一個(gè)單一的點(diǎn)的理想校正玻璃元件。水貨,光旁軸光束通過聚光透鏡和聚焦,折射,進(jìn)入位于鏡頭(圖1中標(biāo)聚焦點(diǎn))的焦點(diǎn)的點(diǎn)光源。這種透鏡通常被稱為正透鏡,因?yàn)樗鼈冋T導(dǎo)會(huì)聚光束會(huì)聚更迅速,或者導(dǎo)致發(fā)散光束發(fā)散少迅速。光位于透鏡焦點(diǎn)的點(diǎn)源出現(xiàn)的近軸的光的平行光束在離開透鏡,從右到左在圖1中的透鏡和焦點(diǎn)間的距離移動(dòng)被稱為焦點(diǎn)長(zhǎng)度的透鏡(在圖1所表示的距離f)的。

奧林巴斯顯微鏡

在光的平行光束,從個(gè)人單色光波形成具有電場(chǎng)和磁場(chǎng)矢量振動(dòng)的相位,以形成波前,其具有振動(dòng)方向垂直于波傳播方向的組合的波列。平面波被轉(zhuǎn)換成球面波,因?yàn)樗ㄟ^**的透鏡,與前部中心在焦點(diǎn)透鏡(聚焦)(圖1)。光波到達(dá)為止的相位焦點(diǎn)和相互干擾,在這個(gè)位置建設(shè)性??蛇x地,光包括球形波陣面從**透鏡的焦點(diǎn)發(fā)出的由透鏡變換成平面波(從右邊進(jìn)入到圖1左側(cè))。各光線在平面波經(jīng)過方向在遇到透鏡不同的變化,因?yàn)樗诘竭_(dá)表面時(shí)發(fā)生的稍微不同的角度。在新出現(xiàn)的從透鏡的光線的方向也發(fā)生變化。在實(shí)際系統(tǒng)中,折射和透鏡的透鏡或一組聯(lián)絡(luò)點(diǎn)的角度是依賴于厚度,幾何形狀,折射率,和分散系統(tǒng)中的每個(gè)組分。 

一個(gè)**的透鏡(或**的對(duì)焦系統(tǒng))的一般操作是將一個(gè)球面波轉(zhuǎn)換成另一個(gè),與透鏡確定的焦點(diǎn)的位置的幾何性質(zhì)。從透鏡的光源的距離增加時(shí),發(fā)散的進(jìn)入鏡頭光線的角度減小的波陣面的半徑在相應(yīng)的增加。如果球面波進(jìn)入透鏡的半徑為無窮大,則球面波通過透鏡的半徑變成等于透鏡的焦距。一個(gè)**的透鏡具有兩個(gè)焦點(diǎn),并且平面波穿過透鏡聚焦到這些點(diǎn)中的一個(gè),這取決于光線是否從透鏡的左側(cè)或右側(cè)進(jìn)入。 

在情況下,平面波的傳播方向不與透鏡的光軸重合,由透鏡產(chǎn)生的球面波的焦點(diǎn)也從軸移除。當(dāng)傾斜角滑塊被激活,本教程說明了一個(gè)平面波前時(shí),以一定的角度(α)傾斜遇到一個(gè)**的鏡頭的情況下。所得球形波的中心被標(biāo)記為S和位于離軸線焦點(diǎn)(在教程的標(biāo)為F)的距離δ,但同樣的焦平面內(nèi)。 δ的值可以表示為:

δ = f × sin(α)

其中f是**的透鏡的焦距。在幾何光學(xué)上,f為一個(gè)值,指的是集中于S和通過透鏡的中心穿過,好像它是一個(gè)單一的折射面的圓弧的半徑。