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光学术语--物镜

1、数值孔径(NA=Numerical Aperture的缩写)

数值孔径NA是决定物镜分辨力、焦深、成像亮度等的重要值。 NA以下式表示,数值越大,成像的分辨力越高、焦深越小。

                                          NA= n·Sinθ

n是物镜前端与试料之间介质的折射率,介质为空气时n=1.0。 θ是穿过物镜最外侧的光线与透镜中心(光轴)的夹角。



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2、分辨力(R=Resolving power的缩写)

能够分辨距离极小的点或线的最小间隔叫作分辨力。 分辨力(R)由数值孔径NA和波长λ决定。

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3、工作距离(W.D.=Working Distance的缩写)

指对准焦点时试料面到物镜前端的距离。



4、齐焦距离

对准焦点时试料面到物镜安装位置的距离。

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5、无限远校正光学系统

使用物镜和成像(镜筒)透镜成像的光学系统叫作无限远校正光学系统。

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6、有限远校正光学系统

物镜单独在有限远的位置成像的光学系统叫作有限远校正光学系统。

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7、物镜的焦距(f=Focal Length的缩写)与倍率的关系

主点到焦点的距离,f1为物镜的焦距,f2为成像(镜筒)透镜的焦 距。倍率由物镜的焦距和成像(镜筒)透镜的焦距之比决定。(无限远校正光学系统时)

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8、视场数(F.N.=Field Number的缩写)、实际视场、显示 器显示倍率

样品表面上观察范围的大小由目镜视场光阑的直径决定,以mm 表示该直径的值叫作视场数。实际视场为实际使用物镜放大观 察到的物体面上的范围。

实际视场可通过下式计算。

(1)显微镜可以观察的检测对象的范围(直径)

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(2)显示器观察范围

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(3)显示器显示倍率

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9、焦深(D.F.=Depth of Focus的缩写)

使用显微镜对准焦点时,前后移动焦平面也清晰可见的范围。数 值孔径越大,焦深越小,反之则焦深越大(数值孔径小),聚焦范 围更大,在同一焦点下可以确认微小的高低差等。因为肉眼的调 节能力因人而异,每个人感觉到的焦深各不相同。现在常用的是 与实验结果比较一致的Berek公式。立体显微镜等使用的低倍率 镜头的焦深较大,与相机术语景深同义。

●目镜观察时(Berek公式)

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●TV显示器观察时

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10、明视场照明和暗视场照明

明视场照明是照明视场的观察方法,明视场反射照明是穿透物 镜垂直照明,以此来观察试料的照明方法。 暗视场照明是从物镜外周对试料进行照明(以相对于光轴倾斜 的光线对试料进行照明),使没有伤痕的平坦部分发暗,仅有 凹凸或伤痕的部分发亮,以此来进行观察的照明方法。



11、复消色差物镜和消色差物镜 

复消色差物镜是对三种颜色的光(红蓝黄)进行色差(色散)校正的镜头。 

消色差物镜是对两种颜色的光(红蓝)进行色差校正的镜头。 



12、科勒照明 

带视场光阑和孔径光阑的照明光学系统,已得到大多数生物显微镜、金相显微镜等的采用,照射光不在观察面上直接成像,而是均匀照射整个观察范围。视场光阑能使照射范围的轮廓变得清晰,孔径光阑能调节亮度。

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13、远心 

使主光线经过焦点的光学系统,具有即使焦点偏移,成像中心的大小也不发生变化的特点。 



14、孔径光阑 

用于调节光经过的范围,与亮度、分辨力有关的光阑。特别是使用透射照明测量圆筒检测对象的宽度尺寸时,采用合适的光 阑可以减少衍射光,正确进行测量和观察。 



15、视场光阑 

用于阻断观察范围之外的光的光阑。通过阻断多余的光,可以确保成像清晰。



16、平场(Plan) 

校正消色差镜头或复消色差镜头的像面、图像的弯曲,对平面 像进行校正,使其呈现清晰平面的物镜。 



17、渐晕 

因穿透物镜的入射光在成像之前出现某些问题而导致周边部光 线减弱、变暗的现象。 



18、耀斑 

指透镜内的内反射和镜筒内的散射使光在视场内的发生重叠 (发白)的现象,会导致成像的对比度降低。 



19、重影 

成像光学系统内光学部件发生多重反射,使一个成像看上去像两个重叠的现象。 



20、物镜的瞳径和光斑直径

●瞳径 

可对物镜(后侧)入射的轴上平行光束的最大直径。瞳径可以通过下式计算。

格物光学物镜术语13.png格物光学物镜术语13.png

光斑直径 

对物镜(后侧)入射强度分布均匀的光束时,聚光强度分布值为0的直径。 

光斑直径可通过下式粗略计算。

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但上式不适用于激光等截面上的强度分布为高斯分布的光源。激光束直径一般用达到峰值的1/e2的值,即13.5%的直径来表示,激光的光斑直径可以通过下式计算。

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