尼康顯微鏡物鏡通常設計為具有較短的自由工作距離,該自由工作距離定義為當樣品聚焦時從物鏡的前透鏡元件到蓋玻片最近的表面的距離。如果物鏡設計為無蓋玻片,則工作距離由物鏡前透鏡到樣品表面的線性測量確定。
顯微鏡物鏡通常設計為具有較短的自由工作距離,該自由工作距離定義為當樣品聚焦時從物鏡的前透鏡元件到蓋玻片最近的表面的距離。如果物鏡設計為無蓋玻片,則工作距離由物鏡前透鏡到樣品表面的線性測量確定。
本互動教程演示了在現代無限遠校正的尼康CFI60物鏡中的工作距離值范圍。本教程使用在applet窗口中可見的20倍物鏡進行初始化,該物鏡針對10mm的工作距離進行了調整,該工作距離被認為位于“長工作距離”范圍(LWD)內。要調整物鏡工作距離,請來回平移滑塊,以通過反射光和倒置顯微鏡使用的超長和超長工作距離(分別為ELWD和SLWD)來改變常規工作距離值。實際的實際工作距離值在很大范圍內變化,這取決于光學校正,共焦長度,制造商和應用。
一般來說,物鏡工作距離隨著所述倍率以及數值孔徑都增加,如在表1為一個高度校正系列尼康的熒石和打算復消色差的物鏡。當前的趨勢是生產具有盡可能長的工作距離的干物鏡,但由于對具有更高分辨力的高數值孔徑的需求,需求受到了一定程度的限制。這通常導致制造商在這兩個參數之間折衷。
尼康顯微鏡-共同物鏡工作距離
制造商 | 校正 | 放大 | 數值 孔徑 | 工作 距離 |
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尼康 | PlanApo | 10倍 | 0.45 | 4.0mm |
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尼康 | PlanFluor | 20倍 | 0.75 | 0.35mm |
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尼康 | PlanFluor(油) | 40倍 | 1.30 | 0.20mm |
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尼康 | PlanApo(油) | 60倍 | 1.40 | 0.21mm |
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尼康 | PlanApo(油) | 100倍 | 1.40 | 0.13mm |
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在前透鏡和蓋玻片之間使用定義折射率的液體介質工作的浸沒物鏡的工作距離長度受到更多限制。如果工作距離太大,則在物鏡前透鏡和樣品之間保持浸沒液匯合的網絡可能是個問題,從而導致像差的引入和隨后圖像的劣化。極近工作距離的物鏡是彈簧加載的,因此與蓋玻片接觸時,整個前透鏡組件將縮回。這些安裝座通常被稱為回縮限位器,可確保對樣品或物鏡前透鏡的意外損壞提供足夠的保護。
尼康顯微鏡-長距離工作物鏡
代號 | 放大 | 數值 孔徑 | 工作 距離 |
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ELWD | 20倍 | 0.40 | 11.0mm |
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ELWD | 50倍 | 0.55 | 8.7mm |
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ELWD | 100倍 | 0.80 | 2.0mm |
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SLWD | 10倍 | 0.21 | 20.3mm |
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SLWD | 20倍 | 0.35 | 20.5mm |
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SLWD | 50倍 | 0.45 | 13.8mm |
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SLWD | 100倍 | 0.73 | 4.7mm |
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對于許多應用,非常希望有一個長的自由工作距離(并且經常是必須的),并且為實現這種用途而設計了專門的物鏡,盡管很難實現大的數值孔徑并需要對光學像差進行必要的校正。檢查樣品時長工作距離的物鏡是特別有用的體外通過厚的玻璃墻和用于化學和金相顯微鏡,其中,所述物鏡的前透鏡必須針對環境危害,例如熱,苛性堿蒸氣,并通過一個厚蓋玻片揮發性化學物質的保護。這些物鏡的工作距離通常超過具有相同或稍大數值孔徑的可比物鏡的工作距離的兩到三倍。表2列出了具有超長工作距離(ELWD)和超長工作距離(SLWD)的無限校正尼康物鏡。請注意,工作距離隨倍率和數值孔徑的增加而減小,但沒有表1中列出的物鏡那么大。還要注意,SLWD物鏡比ELWD系列物鏡具有更長的工作距離,但數值孔徑相應更低。