光学显微镜概述

光学显微镜是光学仪器的一个大类，由荷兰科学家胡克发明至今已有三百多年的历史了，主要用于对微小物体的观察与操作。经过数百年的不断发展，目前已发展成包括生物、体视、金相、测量四大类产品，同时结合各类技术成果形成了摄影、摄像、共焦扫描、荧光、偏光、暗场、相衬等一系列变形产品。光学显微镜文泛应用于生物、基因工程、新材料、微电子、工业测量、微机械、*刑侦、医疗、教学等领域的科研与生产制造过程。

一、工作原理

1、  光学显微镜是利用光波（电磁波的一个谱段：可见光波长范围是：400nm~700nm：近紫外区域为300nm~400nm：近红外区域为700nm~1500nm。）的折射成像或折反射成像原理，研制的光学成像仪器。但是由于光波长的限制，在可见光波段内常规光学显微镜的有效放大倍率在1600倍左右，超过1600倍的放大倍率对提高光学系的分辨率并无贡献。

2、  显微镜一般由物镜系统、棱镜系统、目镜、对焦机构、照明系统、支架、工作台等几大部分构成。

3、  基本原理是：显微镜物镜将标本放大成像（一次成像），显微镜目镜将物镜所成的像进行二次大成像（二次像）、成像在无穷远或人眼的明视距离处，再由观察者眼睛的光学系统将“二次像”成像到本人眼睛的视网模上，大脑中即可获得标本的显微图像信号。

4、  光学显微镜总的放大倍率：β总=β物×β目（式中：β物是物镜放大倍率，β目是目镜放大倍率）。

如果显微镜附带有摄像装置，计算摄影摄像装置放大倍率的公式是：β总=β物×β目β摄（式中：β摄是摄影或摄像接口装置中光学系统的放大倍率）。

二、产品分类

二、体视显微镜

（1）       体视显微镜顾名思义就是具有立体视觉的显微镜，也叫实体显微镜。主要结构特点是：光学系统必须有左右两条“光路”分别对标本进行成像，而且左右两条“光路”之间必须有一定的夹角（称为体视角，一般在10°~12°范围），模拟人的双眼观察有限距离物体时的状态，以形成立体视觉、便于在显微镜的物方（物镜前方的简称）进行空间定位或对标本进行镜下操作。因此，体视显微镜广泛应用于科研与生产过程中各类显微操作场合、成为不可或缺的得力工具（克隆技术中的细胞显微操作、集成电路引线焊接与封装、医疗 显微外科手术等），具有广阔的市场。

（2）       体视显微镜按结构形式有：固定率体视显微镜、间隔变倍体视显微镜、连续倍体视显微镜三类，分别属于低档、中档和中产品，适用于不同场合。为了满足记录、传播标本显微镜图像的要求，还有具备摄影摄像、功能的体视显微镜，简称“三目体视显微镜”，可以通过摄影、摄像接口连接各类照相机、摄像机和数码相机。

（3）       因体视显微镜的应用特点，一般产品的放大倍率范围为：2X~200X。进口产品有达到400X以上的，但放大倍率到200X以上后由于“光学景深”（通过光学系统观察的标本深度）太短，仪器已没有立体视觉，只是起一般的平面放大作用了。

（4）       体视显微镜的主要技术指标有：放大倍率与倍率范围、视场直径、物方工作距离、物镜变倍比（连续变倍体视显微镜）等。

（5）       部件配置及常规参数

        ①附加物镜：

0.3X、0.5X、0.7X、1.5X、2.0X、2.5X为常用规格。

        采用平行光路的产品有1.0X物镜。根据特殊要求还可以开发设计制造特殊规格的附加物镜。

②目镜系列：

  10X、15X（16X）、20X、25X为常用规格。

另外为适应戴眼镜观察，有“高眼点目镜”；视场角大于45°的目镜称为“广角目镜”。根据应用要求还可以设计制造特殊规格的目镜。

（6）由于体视显微镜的应用范围非常广阔、操作使用的要求差异很大，为了充分发挥其使用效能、提高工作效率，有各类附件供选配。

①照明光源：

光源支架（带落射卤素灯与透射荧光或卤素灯）、可调卤素灯（50W）、环形荧光灯、光导纤维冷光源（可配单端、双端、环形等光纤，用于不允许有红外线辐射的场合）、LED光源、偏光装置、暗场聚光装置（用于宝石、透明矿物等标本的签定）

②支架系统：

单横杆万向支架、双横杆万向支架、摆臂平衡式万向支架、微动支架

③移动平台：

2维平移工作台、3维移动工作台（可倾斜、加1个旋转轴）、集成电路硅片检查工作台、测量工作台（X、Y方向10MM行程、0.01MM度）

④测微分划尺：

目镜分划尺（0.1MM~0.05MM格值，“一字”“一字”、“十字”、“网格”等形式）物镜分划尺（0.01MM格值）

⑤显微摄影摄像装置：

袖珍变焦数码相机摄影接口、单反数码相机接口、35MM单反相机接口、工业CCD摄像机接口、DV摄像机接口。

2、  生物显微镜

（1）       生物显微镜主要用于动植物组织切片、细胞与细菌涂片等标本的微细组织结构观察。随着生物工程和基因工程的发展，也是胚胎移植、克隆技术*的重要工具。生物显微镜主要追求zui高的细节分辨率、有效放大倍率、更宽广的视野直径等技术指标。

（2）       生物显微镜常规结构形式：

        ①透射照明正置式显微镜：为常见方式，其中低档普及型又有双目和单目两种机型；

② 透射反射照明正置式显微镜：一般为或研究型产品；

③透射照明倒置式显微镜：可透过玻璃培养皿底部观察其中活性生物组织或细胞的状态，同时可以对这些活性生物组织或细胞进行显微操作：

④透射反射照明倒置式显微镜：用途与透射照明倒置式显微镜基本相同，但还可以观察不透明标本。

⑤根据应用场合生物显微镜又大致分为：普及型（全部采用消色差物镜）、中档产品（可选配平场消色差物镜、摄影摄像装置，可添加反射照明等装置）、研究型产品（基本配置平场消色差物镜或更的平场复消色差物镜、摄影摄像接口、反射照明装置，有荧光、偏光、暗光、相衬等功能组件供选配）。

（3）生物显微镜主要部件有：

支架、移动工作台与标本夹、对焦机构、物镜转换器（按安装物镜的数量有3孔、4孔、5孔、6孔等规格）、观察系统（分单目、双目、三目即含摄像接口3种形式）、照明系统（包括聚光镜、照明灯、供电与调光电路等）、目镜等。

由于生物显微镜产品标准化程度较高，国产中低档产品不同厂家的区别主要在于光学系统质量和外观。

（4）生物显微镜的主要技术规范与指标

 ①放大倍率与倍率范围：40X~1600X（常规范围）；

 ②目镜视场直径：10X目镜一般为φ18MM~φ22MM，进口产品有达到φ26MM的：

 ③物镜规格：4X、10X、40X、100X是常规规格（其中100X物镜为获得极限分辨率通常是“油镜”，即在物镜前镜片与标本“数值孔径”，进而提高物镜分辨率，外观标“OIL”字样），此外有2X、20X、25X、50X、60X、90X等规格，物镜倍率用不同的外观“色环”和数字来区分：

④物镜品种：消色差、平场消色差、平场复消色差、相衬、暗场