光学显微镜的发展历史

光学显微镜的发展历史、现状与趋势 杨拓拓 (苏州大学现代光学技术研究所，江苏苏州 215000) 1基本原理 1.1 显 微 镜 成 像原理及视角放大率 显微镜由物镜和目镜组成。物体 AB 在物镜前焦面稍前处，经物镜成放大、倒立的实像A'B'，它位于目镜前焦面或稍后处，经目镜成放大的虚像，该像位于无穷远或明视距离处。 图 1-1 显微镜系统光路图 牛顿放大率公式： ffxx'' 'x 是像点到像方焦点的距离， x 是物点到物方焦点的距离。 根据牛顿放大率公式可得物镜的垂轴放大率为 '1'1'11--ffx 目镜的视觉放大率为： '222 5 0f 组合系统的放大率为 '2'121250ff 显微镜系统的像方焦距 /'2'1'fff'2 5 0f 显微镜系统成倒像轴向放大率 '2'1'2'1/ffxx '1f若物点A 沿光轴移动很小的距离，则通过显微镜系统的像点'2A 将移动很大的距离，且移动方向相同。 显微系统的角放大率 '2'1'2'1/xxff 即入射于物镜为大孔径光束，而由目镜射出为小孔径光束。 1.2 显 微 镜 的 孔 径 光 阑 单组低倍显微物镜，镜框是孔径光阑。 复杂物镜一般以最后一组透镜的镜框作为孔径光阑。 对于测量显微镜，孔阑在物镜的象方焦面上，构成物方远心光路。 1.3 显 微 镜 的 视 场 光 阑 和 视 场 在显微物镜的象平面上设置了视场光阑来限制视场。由于显微物镜的视场很小，而且要求象面上有均匀的照度，故不设渐晕光阑。 显微镜是小视场大孔径成像，为获得大孔径并保证轴上点成像质量，显微镜线视场不超过物镜的1/20,线视场要求： 1'120202 fy 1.4 显 微 镜 的 分 辨 率 和 有 效 放 大 率 1.4.1光 学 仪器分 辨 率 瑞利判据：两个相邻的“点”光源所成的像是两个衍射斑，若两个等光强的非相干点像之间的间隔等于艾里圆的半径，即一个像斑的中心恰好落在另一个像斑的第一暗环处，则这两个点就是可分辨的点。当物面在无穷远时，以两点对光学系统的张角可表示两分辨点的距离，其值为： D/22.1  1.4.2显 微 镜 的 分 辨 率 分辨率是指在物体表面能够分解的最小间隔，两个发光点的分辨率为： NAU61.0sinn222.1 数值孔径（NA） 越 大，分辨率越 高 。 1.5 显 微 镜 的 照 明 系 统 1.5.1临界照 明 聚光镜应有与显微物镜相同或稍大的NA，聚光镜前放置的可变光阑为聚光镜的孔阑改变孔阑大小，可改变进入物...