พารามิเตอร์ทางเทคนิคออปติคัลที่สำคัญของกล้องจุลทรรศน์ออปติคัลปักกิ่ง

พารามิเตอร์ทางเทคนิคออปติคัลที่สำคัญของกล้องจุลทรรศน์ออปติคัลปักกิ่ง

ในระหว่างการตรวจด้วยกล้องจุลทรรศน์ผู้คนมักจะหวังว่าจะได้รับภาพในอุดมคติที่ชัดเจนและสดใสซึ่งต้องการให้พารามิเตอร์ทางเทคนิคแบบออปติคัลของกล้องจุลทรรศน์บรรลุมาตรฐานบางอย่างและต้องการให้ใช้งานพวกเขาจะต้องประสานงานตามวัตถุประสงค์ของการตรวจด้วยกล้องจุลทรรศน์ และสถานการณ์จริงความสัมพันธ์ระหว่างพารามิเตอร์ ด้วยวิธีนี้เราสามารถให้การเล่นเต็มรูปแบบกับประสิทธิภาพของกล้องจุลทรรศน์และรับผลการตรวจด้วยกล้องจุลทรรศน์ที่น่าพอใจ

พารามิเตอร์ทางเทคนิคแบบออปติคัลของกล้องจุลทรรศน์รวมถึง: ค่ารูรับแสงตัวเลขความละเอียดการขยายความลึกของโฟกัสความกว้างของมุมมองความครอบคลุมที่ไม่ดีระยะการทำงาน ฯลฯ พารามิเตอร์เหล่านี้ไม่สูงเท่าที่จะทำได้ พวกเขามีความสัมพันธ์กันและ จำกัด ร่วมกัน ในระหว่างการใช้งานความสัมพันธ์ระหว่างพารามิเตอร์ควรมีการประสานงานตามวัตถุประสงค์ของการตรวจด้วยกล้องจุลทรรศน์และสถานการณ์จริง แต่ควรมีการแก้ปัญหา -

รูรับแสงตัวเลข

รูรับแสงตัวเลขเป็นตัวย่อเป็น NA รูรับแสงเชิงตัวเลขเป็นพารามิเตอร์ทางเทคนิคหลักของเลนส์วัตถุประสงค์และเลนส์คอนเดนเซอร์และเป็นสัญญาณสำคัญในการตัดสินประสิทธิภาพของทั้งสอง (โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับเลนส์วัตถุประสงค์) ขนาดของค่าของมันถูกทำเครื่องหมายบนเปลือกของเลนส์วัตถุประสงค์และเลนส์คอนเดนเซอร์ตามลำดับ

ค่ารูรับแสงเชิงตัวเลข (NA) เป็นผลิตภัณฑ์ของไซน์ของครึ่งหนึ่งของดัชนีการหักเหของแสง (N) ของสื่อและมุมรูรับแสง (U) ระหว่างเลนส์ด้านหน้าของวัตถุประสงค์และวัตถุที่จะตรวจสอบ สูตรมีดังนี้: na = nsinu / 2

มุมรูรับแสงหรือที่เรียกว่า "มุมเลนส์" เป็นมุมที่เกิดจากจุดวัตถุบนแกนออปติคัลของเลนส์วัตถุประสงค์และเส้นผ่านศูนย์กลางที่มีประสิทธิภาพของเลนส์ด้านหน้าของเลนส์วัตถุประสงค์ ยิ่งมุมรูรับแสงมากเท่าใดความสว่างของแสงก็จะเข้าสู่เลนส์วัตถุประสงค์มากขึ้นซึ่งเป็นสัดส่วนกับเส้นผ่านศูนย์กลางที่มีประสิทธิภาพของเลนส์วัตถุประสงค์และสัดส่วนผกผันกับระยะโฟกัส

ในระหว่างการสังเกตด้วยกล้องจุลทรรศน์หากคุณต้องการเพิ่มค่า NA มุมรูรับแสงจะไม่สามารถเพิ่มขึ้นได้ วิธีเดียวคือการเพิ่มดัชนีการหักเหของ N ของสื่อ ตามหลักการนี้เลนส์วัตถุประสงค์การแช่น้ำและเลนส์วัตถุประสงค์การแช่น้ำมันจะถูกผลิตขึ้น เนื่องจากดัชนีการหักเหของค่า n ของตัวกลางมากกว่า 1 ค่า NA สามารถมากกว่า 1

รูรับแสงตัวเลขสูงสุดคือ 1.4 ซึ่งถึงขีด จำกัด ทั้งในเชิงทฤษฎีและทางเทคนิค ในปัจจุบัน Bromonaphthalene ที่มีดัชนีการหักเหของแสงสูงถูกใช้เป็นสื่อ ดัชนีการหักเหของ Bromonaphthalene คือ 1.66 ดังนั้นค่า NA สามารถมากกว่า 1.4

มันจะต้องชี้ให้เห็นที่นี่ว่าเพื่อให้มีบทบาทอย่างเต็มที่กับบทบาทของรูรับแสงตัวเลขของเลนส์วัตถุประสงค์ค่า NA ของเลนส์คอนเดนเซอร์ควรเท่ากับหรือใหญ่กว่าค่า NA เล็กน้อยของเลนส์วัตถุประสงค์ในระหว่างการสังเกต

รูรับแสงตัวเลขมีความสัมพันธ์ใกล้ชิดกับพารามิเตอร์ทางเทคนิคอื่น ๆ มันเกือบจะกำหนดและส่งผลกระทบต่อพารามิเตอร์ทางเทคนิคอื่น ๆ มันเป็นสัดส่วนกับความละเอียดตามสัดส่วนกับการขยายและสัดส่วนผกผันกับความลึกของการโฟกัส เมื่อค่า NA เพิ่มขึ้นความกว้างของมุมมองและระยะการทำงานจะลดลงตามลำดับ

2. ความละเอียด

ความละเอียดของกล้องจุลทรรศน์หมายถึงระยะห่างขั้นต่ำระหว่างจุดวัตถุสองจุดที่สามารถแยกแยะได้อย่างชัดเจนด้วยกล้องจุลทรรศน์หรือที่เรียกว่า "อัตราการเลือกปฏิบัติ" สูตรการคำนวณคือσ = λ / na

โดยที่σคือระยะทางความละเอียดขั้นต่ำ λคือความยาวคลื่นของแสง Na เป็นรูรับแสงตัวเลขของเลนส์วัตถุประสงค์ ความละเอียดของเลนส์วัตถุประสงค์ที่มองเห็นได้นั้นถูกกำหนดโดยปัจจัย NA ของเลนส์วัตถุประสงค์และความยาวคลื่นของแหล่งกำเนิดแสงไฟส่องสว่าง ยิ่งค่า NA ที่ใหญ่ขึ้นและยิ่งความยาวคลื่นของแสงไฟส่องสว่างยิ่งสั้นลงเท่าใดค่าσก็จะยิ่งมีความละเอียดสูงขึ้นเท่านั้น

เพื่อเพิ่มความละเอียดนั่นคือการลดค่าσสามารถใช้มาตรการต่อไปนี้ได้

(1) ลดค่าλความยาวคลื่นและใช้แหล่งกำเนิดแสงระยะสั้น

(2) เพิ่มค่า n ของตัวกลางเพื่อเพิ่มค่า NA (Na = nsinu / 2)

(3) เพิ่มค่ารูรับแสง U เพื่อเพิ่มค่า NA

(4) เพิ่มความคมชัดของแสงและความมืด

3. กำลังขยายและการขยายที่มีประสิทธิภาพ

เนื่องจากการขยายทั้งสองผ่านวัตถุประสงค์และช่องมองภาพการขยายทั้งหมดของกล้องจุลทรรศน์ควรเป็นผลผลิตของการขยายวัตถุประสงค์βและการขยายช่องมองภาพγ1:

γ = βγ1

เห็นได้ชัดว่าเมื่อเปรียบเทียบกับแว่นขยายกล้องจุลทรรศน์สามารถขยายได้สูงขึ้นมากและโดยการเปลี่ยนวัตถุประสงค์และช่องมองภาพที่มีการขยายที่แตกต่างกันการขยายของกล้องจุลทรรศน์สามารถเปลี่ยนแปลงได้ง่าย

การขยายเป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญของกล้องจุลทรรศน์ แต่ก็ไม่สามารถเชื่อได้อย่างสุ่มสี่สุ่มห้า ขีด จำกัด ของการขยายกล้องจุลทรรศน์คือการขยายที่มีประสิทธิภาพ

ความละเอียดและการขยายเป็นสองแนวคิดที่แตกต่างกัน แต่เกี่ยวข้อง ที่เกี่ยวข้อง: 500NA <γ <1000NA

เมื่อรูรับแสงเชิงตัวเลขของเลนส์วัตถุประสงค์ที่เลือกนั้นไม่ใหญ่พอนั่นคือความละเอียดไม่สูงพอกล้องจุลทรรศน์ไม่สามารถแยกแยะโครงสร้างที่ดีของวัตถุได้ แม้ว่าการขยายจะเพิ่มขึ้นมากเกินไป แต่มีเพียงภาพที่มีโครงร่างขนาดใหญ่ แต่สามารถรับรายละเอียดที่ไม่ชัดเจนได้ เรียกว่ากำลังขยายที่ไม่ถูกต้อง ในทางกลับกันหากความละเอียดได้ตรงตามข้อกำหนดและการขยายไม่เพียงพอกล้องจุลทรรศน์มีความสามารถในการแก้ไข แต่ภาพนั้นเล็กเกินไปที่จะมองเห็นได้อย่างชัดเจนจากดวงตาของมนุษย์ ดังนั้นเพื่อให้การเล่นเต็มรูปแบบกับพลังการแก้ไขของกล้องจุลทรรศน์ค่ารูรับแสงเชิงตัวเลขควรได้รับการจับคู่อย่างสมเหตุสมผลกับการขยายโดยรวมของกล้องจุลทรรศน์

4. ความลึกของโฟกัส

ความลึกของการโฟกัสคือตัวย่อของความลึกโฟกัสนั่นคือเมื่อใช้กล้องจุลทรรศน์เมื่อโฟกัสอยู่บนวัตถุไม่เพียง แต่จุดบนระนาบของจุดสามารถมองเห็นได้อย่างชัดเจน แต่ยังอยู่ในความหนาด้านบนและด้านล่าง ระนาบนี้มีความชัดเจนความหนาของส่วนที่ชัดเจนนี้คือความลึกของการโฟกัส ด้วยความลึกขนาดใหญ่คุณสามารถเห็นเลเยอร์ทั้งหมดของวัตถุที่ตรวจสอบในขณะที่ความลึกเล็กน้อยของการโฟกัสคุณจะเห็นเพียงชั้นบาง ๆ ของวัตถุที่ตรวจสอบเท่านั้น

(1) ความลึกของการโฟกัสเป็นสัดส่วนผกผันกับการขยายทั้งหมดและรูรับแสงตัวเลขของเลนส์วัตถุประสงค์

(2) ความลึกของการโฟกัสมีขนาดใหญ่และความละเอียดลดลง

เนื่องจากความลึกของสนามของเลนส์วัตถุประสงค์พลังงานต่ำมีขนาดใหญ่จึงเป็นเรื่องยากที่จะถ่ายภาพด้วยเลนส์วัตถุประสงค์พลังงานต่ำ มันจะอธิบายอย่างละเอียดเมื่อถ่ายภาพ

5. เส้นผ่านศูนย์กลางมุมมอง (มุมมอง)

เมื่อสังเกตกล้องจุลทรรศน์พื้นที่วงกลมสดใสที่คุณเห็นเรียกว่าสนามมุมมองและขนาดของมันจะถูกกำหนดโดยไดอะแฟรมสนามในช่องมองภาพ

เส้นผ่านศูนย์กลางของมุมมองหรือที่เรียกว่าความกว้างของสนามมุมมองหมายถึงช่วงที่แท้จริงของวัตถุที่จะตรวจสอบในสนามวงกลมของมุมมองที่เห็นภายใต้กล้องจุลทรรศน์ ยิ่งเส้นผ่านศูนย์กลางของมุมมองมากขึ้นเท่าไหร่ก็ยิ่งสังเกตได้ง่ายขึ้นเท่านั้น

มีสูตร F = FN / β

โดยที่ F: เส้นผ่านศูนย์กลางของฟิลด์, FN: หมายเลขฟิลด์ (หมายเลขฟิลด์, ตัวย่อเป็น FN, ทำเครื่องหมายที่ด้านนอกของบาร์เรลช่องมองภาพ), β: กำลังขยายวัตถุประสงค์

มันสามารถเห็นได้จากสูตร:

(1) เส้นผ่านศูนย์กลางของมุมมองเป็นสัดส่วนกับจำนวนฟิลด์มุมมอง

(2) การเพิ่มกำลังขยายของเลนส์วัตถุประสงค์ช่วยลดขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของมุมมอง ดังนั้นหากคุณสามารถเห็นภาพทั้งหมดของวัตถุภายใต้การตรวจสอบที่เลนส์ขยายต่ำและเปลี่ยนเป็นเลนส์วัตถุประสงค์การขยายสูงคุณจะเห็นส่วนเล็ก ๆ ของวัตถุภายใต้การตรวจสอบเท่านั้น

6. ความคุ้มครองที่ไม่ดี

ระบบออปติคัลของกล้องจุลทรรศน์ยังมีฝาครอบ เนื่องจากความหนาของกระจกฝาครอบไม่ได้มาตรฐานเส้นทางแสงจากกระจกฝาครอบสู่อากาศจะถูกหักเหและเปลี่ยนทำให้เกิดความแตกต่างของเฟส นี่คือความแตกต่างในการครอบคลุม ความครอบคลุมที่ไม่ดีมีผลต่อคุณภาพของกล้องจุลทรรศน์

ในระดับสากลความหนามาตรฐานของกระจกฝาครอบคือ 0.17 มม. และช่วงที่อนุญาตคือ 0.16-0.18 มม. ความแตกต่างของเฟสของช่วงความหนานี้รวมอยู่ในการผลิตเลนส์วัตถุประสงค์ ค่า 0.17 บนปลอกเลนส์วัตถุประสงค์แสดงถึงความหนาของกระจกฝาครอบที่ต้องการโดยเลนส์วัตถุประสงค์

7. ระยะการทำงาน wd

ระยะการทำงานจะเรียกว่าระยะทางของวัตถุซึ่งหมายถึงระยะห่างระหว่างพื้นผิวของเลนส์ด้านหน้าของเลนส์วัตถุประสงค์และวัตถุที่จะตรวจสอบ ในระหว่างการตรวจด้วยกล้องจุลทรรศน์วัตถุที่จะตรวจสอบควรอยู่ระหว่างหนึ่งถึงสองเท่าของความยาวโฟกัสของเลนส์วัตถุประสงค์ ดังนั้นมันและความยาวโฟกัสจึงเป็นสองแนวคิด การปรับโฟกัสปกติคือการปรับระยะการทำงานจริง

ในกรณีของรูรับแสงตัวเลขคงที่ของเลนส์วัตถุประสงค์มุมรูรับแสงสั้นของระยะการทำงานมีขนาดใหญ่

วัตถุประสงค์การขยายสูงที่มีรูรับแสงตัวเลขขนาดใหญ่มีระยะการทำงานเล็กน้อย