尼康顯微鏡物鏡的浸油和折射率

 成像介質的折射率是決定的顯微鏡物鏡的工作數(shù)值孔徑的關鍵。 當物鏡被設計為與浸沒介質如油，甘油，或前透鏡和樣品蓋玻璃之間的水運轉中的數(shù)值孔徑的顯著增加是觀察。

這個教程探討改變在成像介質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，使用鼠標光標移動到翻譯的折射率滑塊，調整成像介質的有效折射率（n）中的對象空間。 12假想光線從試樣放出穿過蓋玻璃，但只有四個*低的折射率（n）的值在被折射到物鏡。 其他八個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。 作為成像介質的折射率值增加通過移動滑塊向右，先后更多的光線能折射進入物鏡前透鏡，直到在*高的n值 ，所有12個光線進入的物鏡。

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°的實際的上限（為0.95的正弦值）。 當與折射率相結合，在產品上：

N（SIN（θ））

被稱為數(shù)值孔徑（簡稱NA），并提供了分辨率為任何特定物鏡的方便的指標。 數(shù)值孔徑通常是*重要的設計標準（放大倍數(shù)比其他）選擇一個顯微鏡物鏡時要考慮的。 值的范圍從0.1非常低倍物鏡（1倍到4倍），以高達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計要與浸沒介質，諸如油，甘油，水或所用的物鏡。 通過使用液浸介質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中，并且不被折射，當他們進入透鏡，但只有當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，成像的透鏡系統(tǒng)的這一部分是完全自由的球面像差。

一個實用的油浸物鏡一般設計包括半球狀的前透鏡元件，接著是正彎月形透鏡和一個雙合透鏡組。 呈現(xiàn)在圖1中是在*次兩個透鏡元件發(fā)生在一個典型的復消色差油浸物鏡等光程折射。試樣夾在P點，該半球狀透鏡元件的等光程點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繼續(xù)從點P（1），這也是曲率中心為彎月形透鏡的*表面。 折射光線進入的凹凸透鏡沿其*表面的半徑和體驗不折射在該表面上。 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P始發(fā)的收斂，從而形成所述中間圖像。（本文來源：尼康顯微鏡物鏡的浸油和折射率）

正確設計的油浸物鏡鏡片也正確了由前兩個透鏡元件介紹，同時引入球面像差的*低金額色差缺陷。 事實上，光錐中的球面像差的控制進入*透鏡元件助劑前部分會聚。 但應注意的是，采用一種油浸物鏡而不蓋玻片和*透鏡元件產生有缺陷的圖像之間的應用的油。 這是由于發(fā)生在所述前透鏡，它引入了球面象差，可以不通過物鏡內后續(xù)的透鏡組件被校正的表面折射。

油浸物鏡的優(yōu)勢，如果錯了浸漬液是利用受到嚴重損害。 顯微鏡制造商生產的物鏡有嚴格的公差，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物鏡的制造商，并不能混用浸油生產商之間，以避免不愉快的文物，如結晶或相分離。

使用水和/或甘油作為成像介質的物鏡也可用于與活細胞在培養(yǎng)或浸沒在生理食鹽溶液中的組織切片的應用程序。 平場復消色差透鏡水浸泡鏡片都配備了修正衣領和數(shù)值孔徑可達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200微米水介質，并仍然保留優(yōu)異的光學矯正。 不足之處是高數(shù)值孔徑的水浸泡鏡片往往花費數(shù)千美元，圖像仍然會降低，當物鏡是通過折射光的組織或細胞的部分重點深入。