尼康顯微鏡，專(zhuān)門(mén)的顯微物鏡

也許多達(dá)90％的所有光學(xué)顯微鏡調(diào)查是利用標(biāo)準(zhǔn)的消色差或計(jì)劃消色差透鏡的物鏡，這是*便宜，*容易買(mǎi)到的，并已經(jīng)安裝在世界各地的大型基地顯微鏡進(jìn)行。 大部分顯微鏡制造商還提供了多種具有設(shè)計(jì)**的配置以執(zhí)行特定功能，通常不會(huì)發(fā)現(xiàn)的常見(jiàn)的實(shí)驗(yàn)室顯微鏡的物鏡。

標(biāo)準(zhǔn)的明視野不同程度的光學(xué)像差校正的物鏡，是*常見(jiàn)和*，檢查標(biāo)本與傳統(tǒng)的照明技術(shù)，如明，暗場(chǎng)，斜，和萊因伯格是有用的。 這些方法涉及幾個(gè)臺(tái)下聚光的修改，但仍然使用標(biāo)準(zhǔn)的消色差透鏡，螢石，和/或復(fù)消色差透鏡的物鏡，無(wú)論帶或不帶平場(chǎng)校正。 其他更復(fù)雜的技術(shù)要求，通常包括位置檢測(cè)器上或附近的后側(cè)焦點(diǎn)面的特定物鏡的配置。 為了使問(wèn)題復(fù)雜化，物鏡的后焦平面通常駐留在內(nèi)部玻璃鏡片，面積是不容易接觸到的顯微鏡的中心。

霍夫曼調(diào)制相襯，對(duì)比度和微分干涉對(duì)比設(shè)計(jì)的物鏡要求修改事件發(fā)生后焦平面物鏡的協(xié)助下，光探測(cè)器。 這些物鏡必須被特殊構(gòu)造的物理放置在適當(dāng)?shù)慕蛊矫鎯?nèi)的物鏡物體的檢測(cè)元件。 相襯物鏡（在下面討論）需要含有中性密度的材料和/或上面的后焦平面的光學(xué)波延遲器的相位板的插入。 此外，該相位板必須放置在共軛匹配的環(huán)形圈定位在臺(tái)下聚光。 霍夫曼的物鏡還需要一個(gè)調(diào)制后焦平面在物鏡上，在聚光鏡的狹縫板共軛板。 微分干涉對(duì)比物鏡一般不要求修改（其他比無(wú)應(yīng)變光學(xué)元件的利用率），但依靠的動(dòng)作沃拉斯頓或諾馬斯基的棱鏡戰(zhàn)略地位在后方的焦平面影響剪切光束之間的光程差。 其他專(zhuān)門(mén)的物鏡依賴(lài)于修改的光學(xué)元件，斜反射鏡或反射器，可調(diào)節(jié)的孔，和/或可動(dòng)元件的插入執(zhí)行**的功能。 在本節(jié)的剩余部分討論對(duì)這些物鏡的具體要求的詳細(xì)信息。

相襯 -半透明，未染色的標(biāo)本，如微生物和細(xì)胞活組織培養(yǎng)，由生物學(xué)家在過(guò)去的50年里已受聘對(duì)比度的引入，這是一種經(jīng)典方法。 相襯操縱個(gè)別光線的相位關(guān)系，因?yàn)樗麄儼l(fā)出的標(biāo)本，并將它們轉(zhuǎn)換成幅度或?yàn)轱@微鏡可見(jiàn)的亮度變化。 需要一個(gè)特殊的目的，并且配備一個(gè)黑暗的圓環(huán)或凹槽（相位差板）所示，在圖1中的物鏡的后側(cè)焦點(diǎn)面附近的玻璃嵌合。 此外，還必須進(jìn)行修改聚光鏡特別適合于特定的放大率和物鏡的環(huán)形開(kāi)口。 相襯物鏡分開(kāi)成多個(gè)類(lèi)別，根據(jù)內(nèi)相環(huán)的建造和中性密度：

• DL（Dark Low） - DL物鏡產(chǎn)生一個(gè)淺灰色的背景上的暗圖像輪廓。 這些物鏡旨在提供*強(qiáng)的明暗對(duì)比標(biāo)本中有重大分歧折射率。 DL相襯物鏡檢查細(xì)胞和其他半透明的生活材料，是*流行的款式，尤其適合于顯微攝影和數(shù)字成像。

• DLL（Dark Low Low） -類(lèi)似DL物鏡，DLL系列允許更好的圖像，在明，經(jīng)常被用來(lái)作為一個(gè)“通用”的物鏡系統(tǒng)，利用多種照明模式，如熒光，DIC，明場(chǎng)，暗場(chǎng)顯微鏡。

• ADL（Apodized Dark Low） -尼康*近推出的變跡相襯ADL物鏡包含一個(gè)次要的中性密度環(huán)相環(huán)的兩邊。 除了二次環(huán)有助于減少不必要的“光環(huán)”效應(yīng)往往與相襯顯微鏡成像。

• DM（Dark Medium） - DM物鏡產(chǎn)生一個(gè)中型的灰色背景上的暗圖像輪廓。 這些物鏡被設(shè)計(jì)成用于高圖像對(duì)比度的樣本具有小的相位差，如細(xì)纖維，顆粒劑和顆粒。

• BM（Bright Medium） -BM物鏡通常被稱(chēng)為負(fù)相襯，一個(gè)中型的灰色背景上產(chǎn)生明亮的圖像輪廓。 BM的物鏡是理想的細(xì)菌鞭毛，纖維蛋白束，分球，血球計(jì)數(shù)的目視檢查。

為了允許快速識(shí)別相襯物鏡的顯微鏡，許多制造商題重要的規(guī)范，例如倍率，數(shù)值孔徑，管長(zhǎng)校正等，在綠色字母上的外筒。 這有助于區(qū)分普通明場(chǎng)，偏光，DIC和熒光的物鏡，或者使用另一種顏色的代碼或標(biāo)準(zhǔn)的黑色字體相襯的物鏡。

微分干涉對(duì)比（DIC） -利用Nomarski差分干涉對(duì)比也是有用的未染色標(biāo)本，但有雙折射樣品不太有效，并且可以使用反射光的金相和晶片檢查。 DIC的物鏡沒(méi)有內(nèi)部修改，但專(zhuān)為使用特殊的放大倍率依賴(lài)改性沃拉斯頓或諾馬斯基的棱鏡產(chǎn)生高對(duì)比度的圖像。 明，暗場(chǎng)和其它技術(shù)也可用于這些物鏡是棱鏡時(shí)，從光路中除去。 由于DIC的顯微鏡利用偏振光，應(yīng)變必須*小化，在這種類(lèi)型的應(yīng)用而設(shè)計(jì)的物鏡。 在過(guò)去，只有應(yīng)變消色差透鏡，計(jì)劃消色差透鏡，一些高性能螢石物鏡，非常適合這項(xiàng)工作。 然而，*近在鏡頭設(shè)計(jì)和防反射涂層的改進(jìn)現(xiàn)在允許利用DIC觀察，顯微攝影，數(shù)碼影像的復(fù)消色差透鏡的物鏡。 桶擬用于與DIC棱鏡的物鏡通常是刻有要被連接的物鏡的具體棱鏡（低，中，高，或1，2，3等）。

霍夫曼調(diào)制對(duì)比度 -霍夫曼調(diào)制對(duì)比系統(tǒng)的物鏡是通過(guò)檢測(cè)光梯度（或斜坡），并把它們轉(zhuǎn)換成光強(qiáng)度的變化，旨在提高可見(jiàn)度和對(duì)比度在未染色和生活素材。 調(diào)制對(duì)比度的物鏡有一個(gè)**的光的幅度，稱(chēng)為調(diào)制器 ，一個(gè)消色差或planachromat的物鏡（雖然也可以利用更高的校正因子）的后側(cè)焦點(diǎn)面（參見(jiàn)圖2）插入的空間濾波器。 該調(diào)制器有三個(gè)不同的中性密度區(qū)傳輸任何一個(gè)，15或100％通過(guò)的光通過(guò)物鏡。 相襯物鏡的相位板不同，霍夫曼調(diào)制器的設(shè)計(jì)不改變通過(guò)的光的相位通過(guò)任何區(qū)域。 下觀看時(shí)，調(diào)制對(duì)比度的光學(xué)系統(tǒng)，透明物體，它們基本上是不可見(jiàn)的，在普通的明視野顯微鏡，采取決定的相位梯度試樣中的一個(gè)明顯的三維外觀。 霍夫曼物鏡設(shè)計(jì)中的*近的創(chuàng)新已經(jīng)取得了模型，允許使用不同的調(diào)制器內(nèi)的物鏡的對(duì)比度方向。 一旦調(diào)整，對(duì)比度方向在整個(gè)放大倍率范圍內(nèi)保持在一組相匹配的物鏡。

在電磁輻射光譜的紅外區(qū)域的紅外顯微鏡 -光學(xué)顯微鏡的研究在可見(jiàn)光譜中均勻透明的或不透明的材料，是經(jīng)常進(jìn)行，但有顯著的吸收或傳輸頻帶在700納米波長(zhǎng)區(qū)域加。 反射光的紅外顯微鏡技術(shù)的選擇，以及一些專(zhuān)門(mén)的反射的物鏡已經(jīng)從不透明標(biāo)本反射的紅外光用來(lái)捕捉畫(huà)面。

顯微鏡雖然所有物鏡發(fā)射某種程度的紅外線波長(zhǎng)較短，極少數(shù)是在這一地區(qū)的畸變修正和*越從可見(jiàn)光到紅外光時(shí)，表現(xiàn)出顯著的重點(diǎn)轉(zhuǎn)移。 大多數(shù)制造商提供專(zhuān)業(yè)的無(wú)，旨在提高標(biāo)本與紅外光成像的焦深與數(shù)值孔徑減少。 油浸物鏡將無(wú)法正常運(yùn)作與標(biāo)準(zhǔn)油和只適用于浸漬液，是目前可用于紅外顯微鏡是石蠟油。 這種類(lèi)型的顯微鏡主要關(guān)注的是能夠捕捉到令人滿意的顯微照片，使用傳統(tǒng)的成像技術(shù)。 目前，一些膜乳液可響應(yīng)紅外光譜，但電子探測(cè)器在這個(gè)波長(zhǎng)范圍內(nèi)的研究正在迅速地成為給出的成像裝置。

干涉顯微鏡 -干涉法應(yīng)用于顯微鏡標(biāo)本的研究，通過(guò)利用干擾時(shí)產(chǎn)生的光通過(guò)一個(gè)對(duì)象造成干擾的參考光束的光遵循一個(gè)有點(diǎn)不同的途徑。 在這種情況下，不透明的表面上的反射光檢體或透明標(biāo)本成像時(shí)，兩束光的路徑之間的差異被轉(zhuǎn)換成強(qiáng)度波動(dòng)。 各種各樣的顯微鏡和物鏡的設(shè)計(jì)已經(jīng)實(shí)施干涉顯微鏡，許多馬赫 - 曾德誠(chéng)，雅憫干涉的基本原則如下。 工業(yè)顯微鏡（反射和透射照明）的制造商往往會(huì)產(chǎn)生專(zhuān)門(mén)的物鏡/顯微鏡組合，利用光的干涉現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)量。

偏振光 -不像大多數(shù)其他形式的顯微鏡，偏光顯微鏡產(chǎn)生*佳圖像，當(dāng)*低的光學(xué)元件中使用的建設(shè)物鏡。 重要的是要確保透鏡元件，光學(xué)水泥和防反射涂層，無(wú)應(yīng)變和定量試樣的雙折射的評(píng)價(jià)，可能會(huì)干擾的雙折射材料。 復(fù)消色差的物鏡的選擇對(duì)于大多數(shù)形式的顯微鏡，一般不利用偏振光的調(diào)查，由于內(nèi)部透鏡元件的高數(shù)量，往往向內(nèi)部反射和應(yīng)變。 大多數(shù)制造商生產(chǎn)的物鏡，專(zhuān)門(mén)優(yōu)化用于偏振光和微分干涉對(duì)比，螢石類(lèi)*常用于這些目的的物鏡。 偏振光優(yōu)化的物鏡往往有桶漆成黑色的外觀部分，同規(guī)格銘刻在鮮紅的字母（圖3）。

紫外線氟物鏡 -落射熒光應(yīng)用需要高數(shù)值孔徑的物鏡，以獲取*大的光量隱隱散發(fā)出熒光標(biāo)本。 具體試樣的熒光的特性的背景熒光的比例成為一個(gè)主要關(guān)注的問(wèn)題時(shí)，單分子成像和其他低光熒光事件。 在這些情況下，自體熒光和/或內(nèi)部的物鏡內(nèi)部反射干擾成像小的結(jié)構(gòu)和低熒光的物鏡。

與石英和特殊的眼鏡，其具有很高的透射率的紫外線（340納米）通過(guò)電磁輻射光譜的紅外區(qū)域的熒光的物鏡設(shè)計(jì)。 這些物鏡是非常低的自體熒光，以?xún)?yōu)化作為第二熒光的熒光基團(tuán)連接至樣品發(fā)出的光通量。 除了特殊的透鏡元件，紫外線（UV）氟物鏡利用專(zhuān)門(mén)的光學(xué)水泥和防反射涂層，通過(guò)擴(kuò)展的整個(gè)頻譜范圍內(nèi)的熒光激發(fā)的設(shè)計(jì)與操作。 修正光學(xué)象差和數(shù)值孔徑值在紫外線氟物鏡通常接近的復(fù)消色差，這有助于所產(chǎn)生的這些*的透鏡（圖4）的圖像的圖像的亮度和增強(qiáng)的分辨率。 此外，這些物鏡與非熒光玻璃設(shè)計(jì)，以盡量減少工件內(nèi)部透鏡元件所產(chǎn)生的自發(fā)熒光。 高性能的熒光物鏡的主要缺點(diǎn)是，很多人都沒(méi)有校正場(chǎng)曲，得到的圖像中不具有均勻的整個(gè)視野的焦點(diǎn)。 雖然這個(gè)問(wèn)題僅是次要的問(wèn)題，成像時(shí)，弱熒光的標(biāo)本（尤其是用激光掃描共聚焦顯微鏡）的物鏡時(shí)，用于執(zhí)行根據(jù)現(xiàn)有的照明技術(shù)，如明，暗場(chǎng)，微分干涉對(duì)比，它成為一個(gè)重大問(wèn)題。

反射光的物鏡 -設(shè)計(jì)用來(lái)與玻璃蓋的透射光的物鏡是不適合檢查的反射光的試樣表面被露天。相反，采用專(zhuān)門(mén)糾正標(biāo)本觀察和成像的物鏡沒(méi)有玻璃蓋反射光顯微鏡。 今天，大多數(shù)的反射光顯微鏡物鏡無(wú)限遠(yuǎn)校正，并提供廣泛的放大倍數(shù)從5倍到200倍不等。 這些物鏡是制造各種款式的色差和球面校正，范圍從簡(jiǎn)單的消色差透鏡平場(chǎng)消色差和平產(chǎn)復(fù)消色差的。 大多數(shù)，但不是所有的設(shè)計(jì)要使用的“干”的物鏡和標(biāo)本之間的空間中的空氣。 許多反射光物鏡的設(shè)計(jì)集中在較長(zhǎng)的工作距離從檢體比通常的（見(jiàn)下文）。 LWD（Long Working Distance），ULWD（Ultra-Long Working Distance），ELWD（Extra-LongWorking Distance）的物鏡桶上標(biāo)有這樣的物鏡。

設(shè)計(jì)用來(lái)與反射的暗場(chǎng)照明的物鏡有一個(gè)特殊的結(jié)構(gòu)，由圍繞位于中心位置的透鏡元件（圖5）的一個(gè)360度的中空室。 來(lái)自所述照射器的光通過(guò)的物鏡的外周，并針對(duì)每一個(gè)在傾斜射線方位角將試樣從以形成中空的圓錐體的照明。 這通常是通過(guò)位于物鏡的中空室的底部的圓形反射鏡或棱鏡。 在這種方式下，物鏡作為兩個(gè)獨(dú)立的光學(xué)系統(tǒng)的耦合同軸的外系統(tǒng)的功能為“聚光鏡”和作為一個(gè)典型的物鏡內(nèi)的系統(tǒng)。

一個(gè)中空的軸環(huán)，在反射光中的物鏡物鏡周?chē)耐哥R元件的必要性要求的物鏡的直徑顯著大于普通明場(chǎng)物鏡。 在大多數(shù)情況下，物鏡轉(zhuǎn)換器安裝螺紋直徑大于皇家顯微學(xué)會(huì)（RMS）標(biāo)準(zhǔn)是用來(lái)在反射光中的物鏡。 這就需要有一個(gè)物鏡轉(zhuǎn)換器具有較大的螺紋規(guī)格，通常簡(jiǎn)稱(chēng)為BD或BF / DF線程大小，反射光的暗視野物鏡。 大多數(shù)制造商提供了物鏡的轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn)的RMS螺紋尺寸物鏡轉(zhuǎn)盤(pán) BD螺紋尺寸，使反射光顯微鏡上使用這些物鏡的適配器。 應(yīng)小心，以確保物鏡上使用BD螺紋物鏡轉(zhuǎn)盤(pán)的將符合顯微鏡管長(zhǎng)度。

變量數(shù)值孔徑的物鏡 -不尋常的高熒光量子產(chǎn)率和/或非常明亮的暗場(chǎng)標(biāo)本的標(biāo)本往往誘發(fā)圖像耀斑焦平面以外地區(qū)發(fā)出的光。 為了彌補(bǔ)這件神器，制造商提供高數(shù)值孔徑物鏡，配備內(nèi)部的虹膜式光圈可以提高圖像的對(duì)比度在顯微攝影或數(shù)字成像。 打開(kāi)或關(guān)閉的可變光闌的大小決定的物鏡得到一個(gè)變量的數(shù)值孔徑范圍在0.5和物鏡的上限（與復(fù)消色差的物鏡為1.35-1.4;圖6）的后孔。 雖然光闌一次利用各種各樣的物鏡設(shè)計(jì)，現(xiàn)代的變量的數(shù)值孔徑物鏡通常是在高端（60倍至150倍）的倍率范圍。

*低放大物鏡 -低于4倍的放大倍率的物鏡被認(rèn)為是非常低的放大倍率，并與所有顯微鏡的光學(xué)系統(tǒng)可能不兼容。 一般來(lái)說(shuō)，科勒照明是難以實(shí)現(xiàn)的，與低倍率的物鏡，因此，通常需要專(zhuān)門(mén)匹配的聚光鏡，有足夠的照明以填補(bǔ)后孔。 下降到0.5倍的放大倍率*近已被實(shí)現(xiàn)，但這些物鏡需要特殊的管透鏡和聚光鏡，使他們有用它們?cè)O(shè)計(jì)為僅在顯微鏡。 圖7所示的是尼康0.5倍復(fù)消色差物鏡具有的數(shù)值孔徑為0.025。 這個(gè)物鏡需要一個(gè)宏觀的滑蓋鏡頭有效焦距增加一倍，讓物鏡中要使用的尼康200毫米的管長(zhǎng)度無(wú)限遠(yuǎn)校正顯微鏡。 以此為物鏡，與其匹配的1X對(duì)口，利用尼康的MM（宏觀/微觀）聚光鏡在整個(gè)放大倍率范圍內(nèi)，以確保均勻的照明，0.5倍和100倍之間。

長(zhǎng)工作距離（LWD） -這些物鏡是通過(guò)使用特殊的光學(xué)元件設(shè)計(jì)，以增加工作距離較傳統(tǒng)的物鏡。 *有用的應(yīng)用程序?yàn)長(zhǎng)WD物鏡是在組織培養(yǎng)活細(xì)胞，通過(guò)厚厚的血管用來(lái)支持細(xì)胞的墻壁。 其他用途，這些物鏡是通過(guò)厚的玻璃板（例如，在兩個(gè)顯微鏡載玻片之間）時(shí)，或者當(dāng)圖像樣本的顯微操作的標(biāo)本必須同時(shí)進(jìn)行觀看。 大型標(biāo)本的檢查，通常是太笨重的范圍內(nèi)，以適應(yīng)正常顯微鏡的光學(xué)系統(tǒng)具有較長(zhǎng)的工作距離也產(chǎn)生反射光物鏡。