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在使用顯微鏡時，我們總是希望能得到清晰明亮的圖像，這就需要顯微鏡的各項光學技術參數達到一定的標準，并且要求在使用時，必須根據實際情況來協調各參數的關系。只有這樣，才能充分發揮顯微鏡應有的性能，得到滿意的顯微成像效果。

顯微物鏡是顯微成像系統的重要組成部分，它很大程度上決定了顯微鏡的放大倍數和分辨率，顯微鏡和顯微物鏡主要有以下光學技術參數：

放大倍率

顯微鏡整體系統的放大倍率為目鏡和物鏡的放大倍率的乘積，放大倍率通常是以一個數值和“x"表示，如10x、20x、50x等；

數值孔徑NA

數值孔徑是顯微物鏡最主要的技術參數，它是一個無量綱量，用來衡量物鏡接收角的范圍，用以衡量該系統能夠收集的光的角度范圍。數值孔徑NA是透鏡與物體之間介質的折射率n和半孔徑角θ的正弦之乘積，即

分辨率

顯微鏡的分辨率是指能被顯微鏡清晰區分的兩個物點的最小間距，計算公式為

工作距離

物鏡的工作距離指物鏡底面到樣品表面的距離。在物鏡數值孔徑一定的情況下，工作距離短則孔徑角大。

顯微物鏡是光學顯微鏡最關鍵的零件，也是最難設計和裝配的零件，物鏡是由一系列透鏡組裝而成，物鏡的成像質量直接決定了顯微鏡系統的性能。在選擇合適的物鏡時，除了放大倍率、數值孔徑等上述提到的技術指標外，了解正確的像差校正也是極為重要的。

顯微物鏡按照像差校正情況不同可以分為消色差物鏡、復消色差物鏡、平場消色差物鏡、平場復消色差物鏡等。

它是實驗室常用的物鏡，外殼上常有“Ach"字樣，它針對藍光（486nm）和紅光（656nm）兩種波長進行色差校正，同時對546nm波長的光進行球差校正。消色差透鏡是單色光應用的選擇。

復消色差物鏡外殼上標有“Apo"字樣，要求能夠在三種波長區域（紅色、藍色和黃色）中校正色差。此外，它們也能夠提供二到三種波長的球差校正，而且通常具有較高的數值孔徑和較長的工作距離，因此光學結構更為復雜，且通常需要采用特種玻璃或螢石等材料制作。復消色差物鏡非常適合用于白光應用中。

消色差/復消色差物鏡一般在大放大倍率時，會出現場曲問題，即像場不再是平面而是發生彎曲，平場物鏡即在物鏡設計時通過對場曲進行校正，提高邊緣視場像差，使得曲面場變成平面。平場物鏡外殼上標有“Plan"字樣。

無限遠共軛、有限遠共軛指的是顯微物鏡的物面與像面這兩個共軛面而言的。

如圖3a所示，有限遠共軛顯微物鏡，從樣品散射的光被物鏡匯聚到一點，然后通過目鏡成像；

而無限遠共軛顯微物鏡，如圖3b所示，離開物鏡后孔徑的光線會被準直，在成像應用中需要一個鏡筒透鏡將物鏡準直后的光聚焦在傳感器上。無限遠共軛顯微物鏡外殼上標有“∞"字樣。

無限遠共軛物鏡與有限遠共軛物鏡相比，優勢在于，可以在無限遠共軛物鏡和鏡筒透鏡之間插入偏振片、濾波片等，而無需改變光束傳播方向。

物鏡鏡筒上印有大部分物鏡的規格，用戶在使用時可以輕松辨別，以聯合光科推出的無限遠校正長工作距離顯微物鏡為例，了解下標識所代表的含義。

激光微束操作系統可以在基因工程中實現非接觸細胞操作，系統中“光鑷"和“光刀"則依靠高質量的顯微物鏡實現。

飛秒激光微納加工中的應用

飛秒激光微納加工往往是在極小的空間、極短的時間和特別的物理條件下對物質進行加工的，使用無限共軛長工作距離、復消色差設計的顯微物鏡可以將激光束聚焦到接近衍射極限，從而獲得很高的能量密度，使脈沖中心很小的區域的能力超過燒蝕閾值，實現比焦點還小的特征結構。

無限共軛長工作距離顯微物鏡在工業微觀形貌檢測上也有廣泛應用，圖7是在共聚焦顯原理的輪廓儀中的應用，可以實現3D形貌的檢測和關鍵尺寸的測量。