徠卡生物顯微鏡——成像系統(tǒng)

徠卡生物顯微鏡成像系統(tǒng)依次由物鏡、中間鏡和投影鏡等組成，zui接近樣品的是物鏡，zui接近熒光屏的是投影鏡。中間鏡的數(shù)目可以有二個或三個不等。電鏡的總放大倍數(shù)由各級成保透鏡的放大倍數(shù)之積決定。

徠卡生物顯微鏡—物鏡單元

徠卡生物顯微鏡物鏡是zui重要的成像透鏡，常被認(rèn)為是電鏡的心臟。物鏡的像差也是各級成像透鏡中影響zui大考．所以對物鏡的要求是盡量減小像差，尤其是球差、色差、衍射差和像散。因?yàn)樗鼈儧Q定了電鏡的分辨宰。研究表明，球差系數(shù)e和色差系數(shù)q近似等于透鏡的焦距／*因此為提高分辨率，應(yīng)該減小物鏡的焦距；為了實(shí)現(xiàn)高放大，應(yīng)該把樣品放入物鏡場中接近其物方焦點(diǎn)處，這就是踐浸沒物鏡的情況。樣品以上區(qū)域中的透鏡場實(shí)際起著進(jìn)一步聚束的作用。因此對于物鏡的上半部分常稱為聚光物鎮(zhèn)（c—o），而下半部分才是常規(guī)概念的物鏡。減小物鏡光闌的孔徑可以減小電子束的有效孔徑角酌，從而減小球差和色差量，但是它將增加衍射差。所以必須加以綜合權(quán)衡。zui后，徠卡生物顯微鏡物鏡的激勵電流應(yīng)有*的穩(wěn)定性，這樣也有利于抑制色差。

徠卡生物顯微鏡物鏡中的消像散器具有極重要的作用，它是—‘種八極式電磁器件，可以簡單說明。

徠卡生物顯微鏡的工作原理。有兩組互相交替排列的線包，每組由四個互相垂直的線圈組成。當(dāng)線圈中通有電流時就能產(chǎn)生磁場。根據(jù)線圈繞制方向及電流方向，在近光袖區(qū)可分別形成磁極N和5。它們對電子束產(chǎn)生一種附加的作用力。在垂直于光袖的平面中這種校正力也具有橢圓性。通過改變電流的方向和大小，可以調(diào)節(jié)這些磁極的位置和強(qiáng)弱，zui終達(dá)到*補(bǔ)償原物鏡場的橢圓性，實(shí)現(xiàn)消像散的作用。當(dāng)然這種校正力是有一定限度的。過大的像散量還要靠其它途徑來解決，例如定期清洗已污染的物鏡光闌等。需要著重強(qiáng)調(diào)的是；為了得到的高分辨圖像，必須特別重視消像散這一環(huán)節(jié)。電鏡工作者尤其要熟練掌握消像散技術(shù)。

徠卡生物顯微鏡的物鏡單元中還有一塊可動光闌板，上有幾個孔徑不等〔如20Pm一120陰）的光聞片，可供不同目的實(shí)驗(yàn)時選用。低反差樣品可選用小孔光闌，厚樣品和高分辨像工作〔指相位襯度像）可采用較大孔的光闌，而進(jìn)行電子衍射實(shí)驗(yàn)時必須撤出物鏡光闌。通常樣品放在物鏡的前（即物方）焦點(diǎn)附近，而物鏡光闌位于物鏡的后（即像方）焦面中。物鏡的焦距很短僅為IM左右，物鏡磁場又集中分布在縫眩很小的極靴處，因此保證樣品支架、物鎊可動光闌板以及極靴孔槽面的平行度尤為重要。

徠卡生物顯微鏡—中間鏡和投影鏡

徠卡生物顯微鏡往往中間鏡工作于弱激勵狀態(tài)，而投影鏡是強(qiáng)激勵式的。因?yàn)橥队扮R的成像乎面是固定的、觀察圖像用的熒光屏，所以在不同的放大模式中盡管各中間接的電流可以有各種變動，但是它們zui終所成的“像”，也就是投影鏡的“物”，應(yīng)該位于光軸上的比較穩(wěn)定的位置處。這樣投影鏡的物距變化不會太大。為保證其成像在固定的熒光屏上，投影鏡的電流一般不必作大大的調(diào)整。從像差的角度來看，這兒級中的電子束有效孔徑角。已變得很小，故重要的只是暗變。這是因?yàn)榻?jīng)物鏡放大后，這幾級透鏡的“物”具有離鈾高度（r）較大的特點(diǎn)。但是正如*章所述，在設(shè)計(jì)中往往有意識在上、下透鏡中令其交替出現(xiàn)“桶形”或“枕形”酶變并zui終互相抵消。在*中間鏡上方常插入一塊選區(qū)光闌板，板上也有幾個孔徑不等（例如從幾十Pm到上千ym）的光闌片。徠卡生物顯微鏡的作用是在中鍺的“物”（即物鏡的“像”）上選擇一定的感興趣區(qū)，以提供作電子衍射分析用。這種選區(qū)歸根結(jié)底等效于在樣品上選區(qū)。它是一種方便的微區(qū)結(jié)構(gòu)分析的方法。

綜觀以上，徠卡生物顯微鏡電鏡的多級成像系統(tǒng)保證了實(shí)現(xiàn)圖像的高放大倍數(shù)。zui高放大模式時，中、低檔放大模式時可以關(guān)掉某個成象透鏡的激勵電流，或使兩個透鏡復(fù)合成——級的實(shí)保系統(tǒng)。圖中凡透鏡用虛線表示者意味著關(guān)掉該透鏡的激勵電流。凡射線經(jīng)兩個透鏡而只得到一次實(shí)像音，此即一對復(fù)合透鏡。依靠這樣不同的組合方式，透射電鏡的放大倍數(shù)可變范圍極大，從幾百倍直至上百萬倍。設(shè)計(jì)中電鏡的zui高放大倍數(shù)應(yīng)保證電鉸可分辨的zui小細(xì)節(jié)經(jīng)放大后能被熒光屏或高質(zhì)量的照相底片所分辨。zui低放大倍數(shù)常常為用于檢查柵阿上樣品的概況而設(shè)定。如電鏡的zui低放大倍數(shù)為100×，則在邊長為l ocm的熒光屏上，滿視野可顯示樣品柵網(wǎng)的。

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