光学顕微鏡の性能パラメータは何ですか
開口数
開口数（NA）は対物レンズとコンデンサーレンズの主な技術的パラメータであり、高低の2つ（特に対物レンズの場合）の性能を判断するための重要な指標です。開口数のサイズは、それぞれ対物レンズとコンデンサーレンズのハウジングにマークされています。開口数（NA）は、対物レンズの前の物体と検査対象物体との間の媒体の屈折率（n）と開口角（u）の積の正弦の半分です。次の式で表されます：NA=nsinu / 2
開口角は「鏡口角」とも呼ばれ、対物レンズの光軸上の物体点と対物レンズ前のレンズの有効直径によって形成される角度です。開口角が大きいほど、対物レンズに入る光束が大きく、対物レンズの有効直径に比例し、焦点距離は反比例します。
顕微鏡観察では、NA 値を大きくしたい場合、開口角を大きくすることはできないため、媒体の屈折率 n 値を大きくするしかありません。この原理に基づいて、水浸対物レンズと油浸対物レンズが製造されています。媒体の屈折率 n 値が 1 より大きいため、NA 値は 1 より大きくなります。
開口数の最大値は1.4で、理論的および技術的な限界に達している値です。現在、媒体として高屈折率の臭素ナフタレンがあり、臭素ナフタレンの屈折率は1.66であるため、NA値は1.4より大きくなります。
ここで指摘しておかなければならないのは、観察において対物レンズの開口数の役割を十分に発揮させるためには、集束レンズの NA 値が対物レンズの NA 値と等しいか、わずかに大きくなければならないということです。
開口数は他の技術パラメータと密接な関係があり、ほぼすべての他の技術パラメータを決定し、影響を与えます。開口数は解像度に比例し、倍率に比例し、焦点深度に反比例し、NA 値が増加すると、視野幅と作動距離がそれに応じて小さくなります。
解決
顕微鏡の解像度とは、顕微鏡が2つの物体点間の最小距離によって明確に区別できることを指し、「識別率」とも呼ばれます。式はσ=λ / NAです。
ここで、σ は最小分解能距離、λ は光の波長、NA は対物レンズの開口数です。対物レンズの分解能は対物レンズの NA 値と照明光源の波長によって決まり、NA 値が大きいほど照明光の波長が短くなり、σ 値が小さいほど分解能が高くなります。
解像度を向上させる、つまりσ値を下げるには、次の対策を講じることができます。
1、波長λ値を下げる、短波長光源を使用する。
2、媒体n値を増やしてNA値を改善します（NA=nsinu/2）。
3、開口角u値を大きくしてNA値を向上させます。
4、明暗のコントラストを高めます。
倍率と有効倍率
対物レンズと接眼レンズによる 2 つの倍率の結果として、顕微鏡の総倍率 Γ は、対物レンズの倍率と接眼レンズの倍率 Γ1 の積になります。
Γ= Γ1
当然のことながら、顕微鏡はルーペに比べて倍率がはるかに高く、倍率の異なる対物レンズと接眼レンズを交換することで顕微鏡の倍率を簡単に変更できます。
倍率も顕微鏡の重要なパラメータですが、倍率が高ければ高いほど良いと盲目的に信じるべきではありません。顕微鏡の倍率の限界は有効倍率です。
解像度と倍率は2つの異なる概念ですが、関連しています。500NAの間には関係があります。<>
選択した対物レンズの開口数が十分大きくない場合、つまり解像度が十分高くない場合、顕微鏡は物体の微細構造を区別できず、倍率を過度に上げても、大きな輪郭しか得られず、画像の細部は鮮明ではありません。これを無効倍率といいます。逆に、解像度が倍率の要件を満たしていない場合、顕微鏡は区別する能力がありますが、画像が小さすぎて、人間の目には依然としてはっきりと見ることができません。そのため、顕微鏡の分解能を十分に発揮させるためには、顕微鏡の開口数と全体の倍率を合理的に一致させる必要があります。
