奧林巴斯顯微鏡的浸油和折射率
成像介質(zhì)的折射率是決定的顯微鏡物鏡的工作數(shù)值孔徑的關(guān)鍵。 當(dāng)物鏡被設(shè)計(jì)為與浸沒介質(zhì)如油，甘油，或前透鏡和樣品蓋玻璃之間的水運(yùn)轉(zhuǎn)中的數(shù)值孔徑的顯著增加是觀察。
這個(gè)教程探討改變?cè)诔上窠橘|(zhì)的折射率如何影響光線如何通過物鏡，它具有65度的任意的固定孔徑角捕獲。操作教程，使用鼠標(biāo)光標(biāo)移動(dòng)到翻譯的折射率滑塊，調(diào)整成像介質(zhì)的有效折射率（n）中的對(duì)象空間。 12假想光線從試樣放出穿過蓋玻璃，但只有四個(gè)*低的折射率（n）的值在被折射到物鏡。 其他八個(gè)光線通過物鏡前透鏡外殼，折射到周圍的物鏡空氣或停止，或反射回玻璃蓋。 這些光線，不利于形成圖像。 作為成像介質(zhì)的折射率值增加通過移動(dòng)滑塊向右，先后更多的光線能折射進(jìn)入物鏡前透鏡，直到在*高的n值 ，所有12個(gè)光線進(jìn)入的物鏡。
一種在確定物鏡的分辨率的*重要的因素之一是孔徑角，其具有約72°的實(shí)際的上限（為0.95的正弦值）。 當(dāng)與折射率相結(jié)合，在產(chǎn)品上：
被稱為數(shù)值孔徑（簡(jiǎn)稱NA），并提供了分辨率為任何特定物鏡的方便的指標(biāo)。 數(shù)值孔徑通常是*重要的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（放大倍數(shù)比其他）選擇一個(gè)顯微鏡物鏡時(shí)要考慮的。 值的范圍從0.1非常低倍物鏡（倍到4倍），以高達(dá)1.6利用專門的浸泡油高性能的物鏡。 由于數(shù)值孔徑值增加了一系列相同的放大倍率的物鏡，我們一般觀察一個(gè)更大的集光能力，提高分辨率。
物鏡的數(shù)值孔徑可以顯著地增加了設(shè)計(jì)要與浸沒介質(zhì)，諸如油，甘油，水或所用的物鏡。 通過使用液浸介質(zhì)具有類似于玻璃蓋玻片，圖像劣化由于玻璃蓋被幾乎消除，由此寬傾角光線不再發(fā)生折射，并且更容易被抓住物鏡厚度變化的折射率。 典型的浸油具有1.51和類似的玻璃蓋玻片上的分散體的折射率。 光線穿過樣品遇到蓋玻片和浸油之間的均勻介質(zhì)中，并且不被折射，當(dāng)他們進(jìn)入透鏡，但只有當(dāng)他們離開它的上表面上。 因此，如果樣本被放置在所述*物鏡的等光程點(diǎn)，成像的透鏡系統(tǒng)的這一部分是完全自由的球面像差。
一個(gè)實(shí)用的油浸物鏡一般設(shè)計(jì)包括半球狀的前透鏡元件，接著是正彎月形透鏡和一個(gè)雙合透鏡組。 呈現(xiàn)在圖1中是在*次兩個(gè)透鏡元件發(fā)生在一個(gè)典型的復(fù)消色差油浸物鏡等光程折射。 試樣夾在P點(diǎn)，該半球狀透鏡元件的等光程點(diǎn)的顯微鏡載玻片和蓋玻璃之間。 折射的半球狀透鏡的后部的光線會(huì)繼續(xù)從點(diǎn)P（1），這也是曲率中心為彎月形透鏡的*表面。 折射光線進(jìn)入的凹凸透鏡沿其*表面的半徑和體驗(yàn)不折射在該表面上。 在彎月形透鏡的后表面上，光線被aplanatically折射，因此它們出現(xiàn)從點(diǎn)P到發(fā)散（2）。 光線在后續(xù)的透鏡組的表面折射的物鏡完成光線從點(diǎn)P始發(fā)的收斂，從而形成所述中間圖像。
正確設(shè)計(jì)的油浸物鏡鏡片也正確了由前兩個(gè)透鏡元件介紹，同時(shí)引入球面像差的*低金額色差缺陷。 事實(shí)上，光錐中的球面像差的控制進(jìn)入*透鏡元件助劑前部分會(huì)聚。 但應(yīng)注意的是，采用一種油浸物鏡而不蓋玻片和*透鏡元件產(chǎn)生有缺陷的圖像之間的應(yīng)用的油。 這是由于發(fā)生在所述前透鏡，它引入了球面象差，可以不通過物鏡內(nèi)后續(xù)的透鏡組件被校正的表面折射。
油浸物鏡的優(yōu)勢(shì)，如果錯(cuò)了浸漬液是利用受到嚴(yán)重?fù)p害。 顯微鏡制造商生產(chǎn)的物鏡有嚴(yán)格的公差，以折射率和色散，這需要在液體放在玻璃蓋和物鏡前透鏡之間的匹配值。 明智的做法是只采用石油旨在通過客觀的制造商，并不能混用浸油生產(chǎn)商之間，以避免不愉快的文物，如結(jié)晶或相分離。
使用水和/或甘油作為成像介質(zhì)的物鏡也可用于與活細(xì)胞在培養(yǎng)或浸沒在生理食鹽溶液中的組織切片的應(yīng)用程序。 平場(chǎng)復(fù)消色差透鏡水浸泡鏡片都配備了修正衣領(lǐng)和數(shù)值孔徑可達(dá)1.2，比油浸同行略顯不足。 這些物鏡使得顯微鏡聚焦，通過高達(dá)200微米水介質(zhì)，并仍然保留優(yōu)異的光學(xué)矯正。 不足之處是高數(shù)值孔徑的水浸泡鏡片往往花費(fèi)數(shù)千美元，圖像仍然會(huì)降低，當(dāng)物鏡是通過折射光的組織或細(xì)胞的部分重點(diǎn)深入。