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行業新聞
顯微鏡物鏡的分類 - 分析行業新聞
- 作者：微儀顯微鏡
- 發布時間：2023-02-22
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物鏡（objective）是顯微鏡*重要的光學部件，利用光線使被檢物體**次成像，因而直接關系和影響成像的質量和各項光學技術參數，是衡量一臺顯微鏡質量的首要標準。
物鏡的結構復雜，制作精密，由于對象差的校正，金屬的物鏡筒內由相隔一定距離并被固定的透鏡組組合而成。物鏡的要求是齊焦合軸。齊焦即在鏡檢時，當用某一倍率的物鏡觀察圖像清晰后，在轉換另一倍率的物鏡時，其成像亦應基本清晰。和軸即上述操作中，像的中心偏離也應該在一定的范圍內。齊焦性能的優劣和合軸程度的高低是顯微鏡質量的一個重要標志，它與物鏡本身的質量和物鏡轉換器的精度有關。
傳統物鏡的種類很多，可從不同的角度分類。現在分類介紹。
一、 按象差校正程度分類
物鏡的種類及象差校正程度
| 編號 | 物鏡 | 色差 | 球差 | 場曲 |
| 1 | 消色差物鏡 | 紅、藍波區校正 | 黃、綠波區校正 | 存在 |
| 2 | 復消色差物鏡 | 紅、綠、藍波區校正 | 紅、藍波區校正 | 存在 |
| 3 | 半復消色差物鏡 | 紅、藍波區校正 | 紅、藍波區校正 | 存在 |
| 4 | 平場物鏡 | 存在 | 存在 | 已校正 |
| 5 | 平場消色差物鏡 | 紅、藍波區校正 | 黃、綠波區校正 | 已校正 |
| 6 | 平場復消色差物鏡 | 紅、綠、藍波區校正 | 紅、藍波區校正 | 已校正 |
1．消色差物鏡（Achromatic objective）：常見物鏡，盡管各廠家的標志不完全一樣，但外殼上一般標有“ACH”字樣。這類物鏡僅能校正軸上點紅藍光的色差和黃綠光的球差，以及消除近軸點慧差。不能校正其他光的色差和球差，且場曲很大。
2．復消色差物鏡（Apochromatic objective）：復消色差物鏡的結構復雜，透鏡采用特種玻璃或螢石等材料制作而成，物鏡的外殼上標有“APO”字樣。這種物鏡不僅能校正紅綠藍三色光的色差，同時能校正紅藍二色光的球差。
實際上，復消色差物鏡不僅能校正紅、綠、藍三色光的色差，而且在同一焦點平面上成像，達到消除“剩余色差”（又稱二級色譜）的效果，所以色差的校正實際上等于可見光的全部波區，但二級色譜的放大率色差仍然存在。當其與簡單組合目鏡配用時，這些殘存的色差會使影像邊緣略帶色彩。因此，需要與補償型目鏡配合使用。復消色差物鏡對于光源無任何限制，白光照明也可得到良好的效果。若加入藍色或黃色濾光片效果更佳。
由于對各種象差的校正極為完善，比相應倍率的消色差物鏡有更大的數值孔徑，因此不僅分辨率高、圖像質量好，而且有更高的有效放大率。復消色差物鏡的性能很高，適用于**研究鏡檢和顯微照相。它的景深要比其他物鏡小，價格昂貴。
3．半復消色差物鏡（Semi Apochromatic objective）：又稱氟石物鏡，物鏡的外殼上標有“FL”字樣。在結構上透鏡的數目比消色差物鏡多、比復消色差物鏡少。成像質量上，遠比消色差物鏡好，接近于復消色差物鏡。能校正紅藍二色光的色差和球差。可用于熒光觀察，是比較**的物鏡。
就象差校正程度而言，半復消色差物鏡介于消色差與復消色差物鏡之間，但其他光學性質都與復消色差物鏡接近。其售價較低，常用來替代復消色差物鏡，使用時*好與補償型目鏡相配合。
4. 平場物鏡（Plan objective）：平場物鏡一般標有“PLAN”字樣。在物鏡的透鏡系統中增加了一塊半月形的厚透鏡，以達到校正場曲的目的。平場物鏡的視場平坦，更適于鏡檢和顯微照相。
5. 平場消色差物鏡（Plan Achromatic objective）：平場消色差物鏡常標有“A-PLAN”字樣。是在紅藍色差校正的基礎上，對場曲作了進一步校正，因此圖像平直，使視野邊緣與中心能同時清晰成像。
消色差物鏡、平場消色差物鏡的色差校正為紅藍兩個波區，球差校正僅為黃綠兩個波區，仍然存在其他波區的色差和球差。但一般低倍放大時影響不大。鑒于其黃綠波區校正較佳，宜使用黃綠光作為照明光源，或加紅色濾光片。
6. 平場復消色差物鏡（Plan Apochromatic objective）：平場復消色差物鏡除進一步做場曲的校正外，其他象差校正程度與復消色物鏡相同。使用復消色差物鏡成像的平坦程度不如消色差物鏡，而平場復消色差物鏡可使映像清晰、平坦、進一步提高成像質量。
另外，還有平場半復消色差物鏡（Plan Semi Apochromatic objective）、超平場物鏡（外殼標有“S PLAN”）、超平場復消色差物鏡（外殼標有“S PLAN APO”）、消象散物鏡（Anastigmatic objective）等。
按功能分類
1. 相差物鏡（Phase Contrast objective）：一般帶有“PH”標志，字體用綠色。這種物鏡是相差（相襯）鏡檢術的專用物鏡，其特點是在物鏡的后焦平面處裝有相位板。用來觀察無色透明的標本或活細胞，倒置顯微鏡上使用廣泛。
2. DIC物鏡：一般要求半復消色差或復消色差物鏡，用于DIC鏡檢觀察無色樣品或細胞，圖像呈現立體感。
3. HMC物鏡：標有“HMC”標志，一種類似于相差物鏡的物鏡。觀察效果有立體感。用于霍夫曼觀察，但不能用于熒光觀察。
4. 偏光物鏡：一般標有“POL”字樣，這種物鏡裝配了克服應力設備，是專做偏光觀察的物鏡。
5. 熒光物鏡：這種物鏡的熒光透過率非常高，物鏡用于對離子位移進行定性和定量的分析以及用于特別關鍵的熒光技術（如人類染色體的研究以及細胞遺傳學）。這類物鏡的突出特點是它們對340nm起的波長有特別高的數值孔徑和高傳輸率（340nm時約為70%！）。視場平直足可以使用CCD照相。
6.
TIRF專用物鏡：要求數值孔徑大，NA一般為1.45~1.65。如尼康公司的APO TIRF 60×/100× 1.4 
9物鏡。 7.
多功能物鏡：有的廠家生產一些多功能物鏡，可以同時做相差、DIC、熒光等觀察。例如奧林巴斯的UPLANFLN（萬能平場半復消色差）物鏡和蔡司的EC
PLAN –NEOFLUAR（高襯度平場新熒光）系列物鏡。
特殊物鏡分類
特殊物鏡主要有以下幾種：
帶校正環物鏡（Correction Collar objective）：在物鏡中部裝有環狀的調節環，當轉動調節環時，可調節物鏡內透鏡組之間的距離，從而校正由蓋玻片厚度不標準引起的覆蓋差。物鏡外殼的調節環上標有數字“11~23”，表明可校正蓋玻片0.11~0.23mm厚度之間的誤差。
2. 帶虹彩光闌的物鏡（Iris Diaphragm objective）：在物鏡鏡筒內的上部裝有虹彩光闌，外方也有可旋轉的調節環，轉動時可調節光闌孔徑的大小。這種結構的物鏡是**的油浸物鏡，常用于暗視野觀察，在暗視野鏡檢時，往往由于某些原因而使照明光線進入物鏡，使視場背景不夠黑暗，造成鏡檢質量的下降。這時調節光闌的大小，使背景變黑、被檢物體更明亮，增強鏡檢效果。
3. 無罩物鏡（No Cover objective）：有些被檢物體，如涂抹制片等，上面不能加用蓋玻片，在鏡檢時應使用無罩物鏡。否則圖像質量將明顯下降，特別是在高倍鏡檢時更為明顯。這種物鏡的外殼上常標刻“NC”，同時在標記蓋玻片厚度的位置上沒有“0.17”的字樣，而標刻著“0”。
其他分類方法
按工作距離分類
（1）普通物鏡：工作距離小，可以觀察切片，但不能觀察培養皿。
（2）長工作距離物鏡（Long
Working Distance
objective）：一般有“LD”標志，是倒置顯微鏡的專用物鏡，它是為了滿足組織培養、懸浮液等材料的鏡檢而設計制造的。由于這類被檢物體都是放置在培養皿或培養瓶中，必須要求物鏡的工作距離長才能達到鏡檢的要求。工作距離高至10.6mm，并可以進行光學修正，適用于0~2mm厚度的玻璃，通常由修正環或特殊的玻璃蓋帽完成修正。例如奧林巴斯的LUCPLFLN-PH物鏡和蔡司的LD-A-PLAN
PH物鏡。
2. 按物鏡前透鏡與蓋玻片之間的介質分類
（1）干燥系物鏡：鏡檢時，物鏡前透鏡與蓋玻片之間以空氣（n=1）為介質。這類物鏡*為常用，如40×以下的物鏡，數值孔徑均小于1。
（2）水浸系物鏡：一般有“W”標志，這些水浸系物鏡同正立顯微鏡一起主要應用于生理學，如腦片等較厚樣品的觀察。鏡檢時，物鏡前透鏡與蓋玻片之間是以水為介質的，宜用蒸餾水或生理鹽水。
（3）油浸系物鏡：即油鏡頭，其放大率為40×~100×。鏡檢時，物鏡前透鏡與蓋玻片之間常以香柏油、無熒光油（n=1.515左右）為介質。有時也用甘油（n=1.450）、石蠟油（n=1.471）為介質。該類物鏡的外殼上常標刻有“OIL”或“HI”字樣，國產物鏡刻以“油”或漢語拼音字頭“Y”。
上述水浸與油浸物鏡所應用的介質均為液體物質，所以又稱為“浸液系物鏡”，數值孔徑大于1。
3. 按放大倍數分類
（1）極低倍物鏡：這類物鏡的倍率不是放大而是縮小，是為了觀察較大的被檢物體的全貌而設計、制造的。目前有些研究用顯微鏡附有這類物鏡，在鏡檢時，應與極低倍聚光鏡相配使用。如倍率為0.75×、0.5×的物鏡。
（2）低倍物鏡：1×~6×，NA 0.04~0.15。
（3）中倍物鏡：6×~25×，NA 0.15~0.40。
（4）高倍物鏡：25×~63×，NA 0.35~0.95。
（5）油浸物鏡：40×~100×，NA 1.25~1.40。
4. 按廠家分類
按照生產廠家，物鏡又可以分為奧林巴斯物鏡、尼康物鏡、徠卡物鏡、蔡司物鏡等。
當然還有其他一些物鏡，比如反射暗視野物鏡、自動識別物鏡等。
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