显微镜光学基本原理

显微镜基本光学原理

许多人对显微镜的理解只是在初中，事实上显微镜在工业上有很多应用。金相显微镜电脑型金相显微镜或是数码金相显微镜是将光学显微镜技术、光电转换技术、计算机图像处理技术完美地结合在一起而开发研制成的高科技产品，可以在计算机上很方便地观察金相图像，从而对金相图谱进行分析，评级等以及对图片进行输出、打印。体视显微镜指从不同角度观察物体,使双眼引起立体感觉的双目显微镜。工业视频显微镜将传统的显微镜与摄像系统,显示器或者电脑相结合,达到对被测物体的放大观察的目的。今天，我来介绍一下显微镜光学的基本原理：

一.折射和折射率

在均匀各向同性介质中，光在两点之间沿直线传播，当光通过不同密度的透明物体时，由于光在不同介质中的传播速度不同而产生折射。当非垂直于透明表面的光线通过空气进入透明物体(如玻璃)时，光线在其界面处改变方向，并与法线形成折射角。

二.透镜的性能

镜头是显微镜光学系统中*基本的光学元件。物镜、目镜和聚光镜由单透镜和多透镜组成。根据其形状的不同，可分为凸透镜(正透镜)和凹透镜(负透镜)两大类。

　　当一束具有平行于光轴的光线可以通过研究凸透镜后相交于学生一点，这个点称“焦点”，通过一个交点并垂直为主光轴的平面，称“焦平面”。焦点有两个，在物方空间的焦点，称“物方焦点”，该处的焦平面，称“物方焦平面”;反之，在象方空间的焦点，称“象方焦点”，该处的焦平面，称“象方焦平面”。

　　光线通过凹透镜后，成正立虚像，而凸透镜则成正立实像。实像可在屏幕上显现出来，而虚像不能。

三、影响成像的关键因素-相位差

由于客观条件的限制，任何光学系统都不能在理论上产生理想的成像，各种像差的存在影响了成像质量。下面将简要描述这些变体中的每一个。

　　1. 色差(Chromatic aberration)

　　色差是透镜成像的一个问题严重存在缺陷，发生在多色光为光源的情况下，单色光不产生以及色差。白光由红橙黄绿 青 蓝 紫 七种主要组成，各种光的波长选择不同 ，所以在我们通过研究透镜时的折射率也不同，这样物方一个点，在象方则可能没有形成自己一个色斑。

　　色差问题一般有位置色差，放大率色差。位置色差使像在没有任何一个位置通过观察，都带有色斑或晕环，使像模糊认识不清。而放大率色差使像带有彩色图像边缘。

　　2. 球差(Spherical aberration)

球面像差是由透镜的球面引起的轴上点的单色像差。由于球面像差的影响，一个点在成像后并不是一个亮点，而是一个中间的亮边逐渐模糊的亮点。从而影响成像质量。

　　球差的矫正常利用透镜组合来消除，由于凸、凹透镜的球差是相反的，可选配不同材料的凸凹透镜胶合起来给予消除。旧型号显微镜，物镜的球差没有完全矫正，应与相应的补偿目镜配合，才能达到纠正效果。一般新型显微镜的球差完全由物镜消除。

昏迷

这种差异就是离轴点的单色差异。