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知识分享—光学的特性与其术语含义

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提起“光”,众所周知其是沿直线传播的,遇到不同介质的情况下,便会发生反射,折射,衍射或是偏振,其偏振现象如下所示:

根据这些特性,我们可以把白光利用棱镜区分出红橙黄绿青蓝紫。

不止有可见光,在光学设备上,还会用到其他波长的光线:比如紫外线、红外线等。

对此三丰公司的显微镜就采用了紫外线,可见光线以及红外线。
那么在三丰公司物镜样本上大家会看到如下图中的标识,对此这些内容又包含哪些信息呢?

【Plan】表示场曲校正
【Apo】表示色差校正
对于上图信息中涉及到的场曲和色差又具有哪些含义?
像差
场曲、色差均是像差的种类,像差则是评价测量透镜性能的标准之一,除了这两种,像差还有球差、彗差、像散等等,这其中,对透镜性能影响最大的便是数场曲与色差了。对此,场曲有无校正,会存在哪些关系呢?

【Plan】是指校正物镜的像面、图像弯曲,以平面像清晰显示平面的物镜。如上图所示。那么【Apo】便是复消色差物镜。

复消差代表的是,对3种颜色的光,即红、青、黄进行了色差校正,简单来说便是消除了渗色的现象。
对此三丰公司的FS物镜均是Plan。
同时也是决定物镜性能的重要参数,因此今天着重要说的便是数值孔径N.A。
数值孔径N.A

上图公式中的各字母所代表的含义:
【n】代表的是镜头与测量物体之间介质(空气)的折射率。(空气n=1)
【θ】则是穿过物镜最外侧的光线与镜头中心(光轴)的夹角。
数值孔径是决定分辨力、焦深、成像亮度等物镜性能的重要参数。根据上图公式便可看出,数值越大,得到的图像分辨力就越高,那么,焦深也将随之变浅。
焦 深

焦深,代表的是对角范围(深度)。与物镜的数值孔径N.A关系十分密切。数值孔径(N.A)越小,焦深越深,分辨力越低,相反的情况下,数值孔径(N.A)越大,焦深越浅,分辨力越高。
分 辨 力
分辨力,代表的是在观察物体的情况下能够分辨相邻两点(线)的最小间隔。分辨力是识别精细度的指标。物镜的分辨力取决于上述的数值孔径(N.A)和波长λ。如下图所示。

提起“分辨力”,与它相关的还有“放大倍率”。
光学放大倍率
光学放大倍率,主要指目镜与物镜组合决定的光学倍率。

例如,物镜50×与目镜10×组合,则光学倍率=500×
通常来说,显微镜的光学倍率极限为1000×。
采用200×物镜与20×目镜在理论上可完成4000×,可是受衍射限界限制,分辨力与解像力将会大幅降低。
衍射极限・・・指光学系统可以完成的分辨力的极限。
显示器倍率

显示器倍率是指相机摄像元件对角线长度与PC显示器屏幕对角线长度之比。在显微镜通过CCD设备连接至电脑上进行成像观察时,此情况下就需要评价显示器倍率了。
譬如:采用2/3英寸CCD相机、17英寸PC显示器、10×物镜时;显示器的倍率=PC对角线长度/CCD对角线长度,约为39.3。由此可知:

根据上述公式可知,PC显示器上的综合倍率约为393倍。
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IP属地:广东1楼2023-12-22 10:50回复