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分辨率光学显微镜

阅读:554发布:2020-05-11

专利汇可以提供分辨率光学显微镜专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且高 分辨率 光学 显微镜 的实质是通过增设中间镜,提高总放大率;并按图象 亮度 与放大率平方成反比的比例,提高 光源 亮度。从而达到提高显微镜的分辨率。通过增减中间镜和调节光源亮度,本 发明 可将 光学显微镜 和“ 电子 ”显微镜的功能融于一炉。,下面是分辨率光学显微镜专利的具体信息内容。

1. 高分辨率光学显微镜,由光源(1),聚光镜(2)、(3),物镜(4),中间镜[第一中间镜(5)、第二中间镜(6)],目镜(7)组成,其特征在于所述光源(1)为高亮度,低热效应光源,所述聚光系统由聚光镜(2)、(3)组成双聚光镜系统,所述光学放大系统物镜(4)与目镜(7)之间装有中间镜[第一中间镜(5),第二中间镜(6)]。
2. 根据权利要求l的光学显微镜,其特征在于所述光源(l)为装有冷反光 镜的氙灯,和只发射波长为0.5309微米的氪离子激光器所发射的热效应极小而 光见度最大(接近于l)的绿光。
3. 根据权利要求1的光学显微镜,其特征在于所述聚光镜(2)为短焦距透镜, 且可根据放大需求随意撤、换;而聚光镜(3)为长焦距透镜。
4. 根据权利要求1的光学显微镜,其特征在于所述聚光镜(2)、 (3),物镜 (4),中间镜[第一中间镜(5),第二中间镜(6)],目镜(7)可随意调换, 并采用横插式调换方式,且可在镜筒内纵向移动。
5. 本高分辨率光学显微镜,其观察手段可分为:用眼睛直接观察和用摄象 法以摄取能被眼晴观察的照片。

说明书全文

分辨率光学显微镜

光学显微镜的研发过程中,德国光学家阿贝作出过突出贡献,他用光的波 动理论证明了形成一个图象的最高分辨率为:K入/A。式中K是0.6-0.8之间的 常数,A是物镜的数值孔径,入是照明光的波长,从上式可知,要提高分辨率只

有两条途径: 一条是提高数值孔径A,但A的提高是很有限的:另一条是减小

照明光波长,然而比可见光波长更短的紫外线是不能被人眼观察到的。所以[5可贝

当时懊丧地写道:"希望靠人们的智慧找到克服这一限制的方法和手段,只不过 是一种可怜的自我安慰罢了!"。

发明人将光理解为"光量子",又己知入-c/;;,将入-c/v代入阿贝公式,

则有:KC/A巧式中C为真空中的光速,故K'C仍为常数;Awsinu, U为

物方孔径,U越大,物镜聚集的光量子越多;J/是光的频率,即单位时间内发

射的光量子数,v越大,射向物镜的光量子越多.从上述分析可知,物镜的分辨 率实质上是与物镜聚集的光量子有关,如提高射向物镜的光量子密度(即宏7见上 的光亮度),则物镜聚集的光量子数就越多,因而分辨率越高。

至今光学显微镜的光学放大系统,仍是三百多年前显微镜发明吋的物镜加目 镜的二级放大系统。因此光学显微镜的放大率只能达到两千倍左右。如果在物镜 与目镜之间,增设一级或两级中间镜,就可象"电子"显微镜一样将分辨率提高 至几十埃甚至几埃。

而要用眼睛直接观察的光学显微镜,要有一个合适的图象亮度,过大过小都 影响观察。从放大率关系可知,图象亮度与放大率的平方成反比,如放大率提高

10倍,图象亮度就降低102倍,因此在提高放大率的同时,必须按上述比例提高

光源亮度。而现代照明(激光)技术,已能提供亮度(光量子密度)极大(如激

光可达109瓦/厘米2的光束。)且可任意调节的各种光源。

在放大率提高的同时,图象的放大率色差也会相应增大,但现代的各种消色 差透镜,已能解决这一问题。本发明就是根据本发明人的上述新"光量子"理论而提出来的。本发明的实 质就是通过增设中间镜,提高总放大率;并按图象亮度与放大率平方成反比的比 例提高光源亮度。从而提高显微镜的分辨率。

本发明采用高亮度氙灯和激光作为照明光源。当光源亮度增强后,对某些试 样(如生物样品)会因热效应而引起损伤,本发明采用装有冷反光镜的氙tt",将 具有热效应的红外光滤去而只保留可见光;当放大倍数为几万倍至几十万fg时, 则采用只发射波长为0.5309微米的氪离子激光器所发射的热效应极小而光见度 最大(接近于l)的绿光。

本发明的观察手段,除眼睛直接观察外,还可用摄象法获取照片,再用眼睛 观察所摄得的照片。在下列两种情况下需用摄象法:其一是在提高放大率时,因 某些因素不能按相应比例提高光源亮度,由于图象亮度过低而不能直接被眼睛观 察时,需用摄象法;其二是放大倍数很高,相应的光源亮度极亮,若照射时间过 长,会损伤甚至烧坏某些试样时,就采用摄象法以极短时间摄下试样图象。

这同透射"电子"显微镜和扫描隧道"电子"显微镜的观察本质相同,而所 得照片质量会大大优于透射电镜和扫描电镜。这是因为光源比"电子"源稳、定; 光学透镜不随时间而变,而电磁透镜时时在变。 本发明的光学简图见说明书附图

1——光源,2 、 3——聚光镜,4一物镜,5 、 6——中间镜,7——目镜。本发明的聚光镜(2)为短焦距透镜、(3)为长焦距透镜,物镜(4),中间 镜(5)、 (6),目镜(7),均可任意撤、换、调,并采用横插式调换方式,且可 在筒内纵向移动,根据镇检需求,中间镜可用一级或二级,从而可调节出总放大 率不同的观察系统。—

从本发明的光路图可知:

如采用三级放大,并选用放大率为40的物镜和中间镜及放大率为10的目镜, 则其总放大率为:

40X40X 10=16000倍,因人眼的最小分辨距离为106埃,故上述三级放大模 式的分辨率可达-

106埃+ 1.6乂104=60埃。

如采用四级放大,并选用放大率为40的物镜和中间镜及放大率为10的目镜,

则其总放大率为:

40 X 40 X 40 X 10=640000倍,故上述四级放大模式的分辨率可达: 106+6.4乂105=1.6埃。

本发明的镜体结构,除增设一级聚光镜;两级中间镜,并采用高亮度光源夕卜, 其他和现有光学显微镜相同。

本高分辨率光学显微镜的发明,是显微光学的一次革命,它还能完全取代透

射电镜和扫描隧道电镜。

本发明在原生产光学显微镜的厂家极易实施。

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