顯微鏡的物鏡物鏡是顯微鏡光學(xué)系統(tǒng)的主要組成部分，其主要性能參數(shù)是數(shù)值孔徑和倍率。為了分辨物體的細(xì)微結(jié)構(gòu)并確保zui佳成像質(zhì)量，除一定要在設(shè)計(jì)該物鏡時(shí)所規(guī)定的機(jī)械筒長(zhǎng)下使用外，還應(yīng)有盡可能大的數(shù)值孔徑，且其放大率須與數(shù)值孔徑相適應(yīng)。但是顯微物鏡在提高其數(shù)值孔徑時(shí)，首先碰到的是校正高ji像差的困難，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的物鏡無法解決這一問題。這就決定了顯微物鏡將有相當(dāng)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)型式。顯微物鏡有折射式、反射式和折反射式三類，但絕大多數(shù)實(shí)用的物鏡是折射式的。折射式顯微物鏡又可根據(jù)質(zhì)量要求的不同而有不同的類型。一、消色差物鏡這是應(yīng)用zui廣泛的一類物鏡，一般只要對(duì)軸上點(diǎn)校正好色差和球差，并使之滿足正弦條件而達(dá)到對(duì)近 ...

1.2NA油物鏡，獲得100× 100μm2的視場(chǎng)，光功率密度為30W/ mm2。微波(MW)激發(fā)是由放置在金剛石成像芯片下方的玻璃蓋上的一個(gè)諧振器提供的，用于從陣列中的NV自旋獲取ODMR光譜。圖1c顯示了在有和沒有外部磁場(chǎng)的情況下，從整個(gè)視場(chǎng)的集成信號(hào)中獲得的典型ODMR頻譜。每個(gè)NV中心的基態(tài)電子自旋亞能級(jí)ms=±1在局域磁場(chǎng)存在下發(fā)生塞曼分裂，導(dǎo)致 ?f=±γeBNV/2π的自旋能級(jí)發(fā)生頻移，其中γe為電子回旋磁比，BNV為沿NV對(duì)稱軸的磁場(chǎng)投影。假設(shè)[N]到[NV]的轉(zhuǎn)換效率為1%，NV中心沿金剛石的四個(gè)111晶體軸隨機(jī)取向，平均間距為20nm。因此，ODMR譜呈現(xiàn)出四對(duì)共振線，對(duì)應(yīng) ...

填滿zui終物鏡的孔徑。輸出光束被擴(kuò)展，空間濾波，然后聚焦到AO調(diào)制器(AOM)。AOM的上升時(shí)間與光斑大小成正比。然后光束通過一系列中繼透鏡(稍后描述)產(chǎn)生準(zhǔn)直光束，該光束填充物鏡的孔徑，在樣品表面產(chǎn)生衍射限制斑。為了使掃描激光顯微鏡同時(shí)具有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)成像能力，光學(xué)系統(tǒng)采用高斯光束光學(xué)(靜態(tài)模式)和傍軸光學(xué)(動(dòng)態(tài)模式)。光學(xué)系統(tǒng)示意圖如圖1所示。然后通過使用精密x-y級(jí)移動(dòng)樣品來完成靜態(tài)成像，幾何或近軸光學(xué)用于將SMI鏡像到SM2上，從而將該對(duì)鏡像到物鏡的后焦平面上。激光光斑現(xiàn)在可以在樣品表面進(jìn)行x-y掃描。然后，在返回的激光束到達(dá)探測(cè)器之前，使用進(jìn)一步的中繼光學(xué)對(duì)其進(jìn)行反掃描。當(dāng)動(dòng)態(tài)成像時(shí) ...

能適用。顯微物鏡的像空間是符合此條件的。顯微鏡的分辨率以物面上能被物鏡分辨開的二點(diǎn)之間的zui小離表示。如下圖1所示，對(duì)應(yīng)的兩像點(diǎn)之間的距離應(yīng)等于其中任一個(gè)衍射斑的第1暗環(huán)的半徑，再考慮到像方孔徑角很小，有由于顯微物鏡總滿足正弦條件，且，故可得zui小分辨距為圖1但是，據(jù)以導(dǎo)出此式的基本公式只對(duì)兩個(gè)非相干的自身發(fā)光點(diǎn)是正確的。但在顯微鏡中，被觀察物體系被其他光源所照明，使物面上相鄰各點(diǎn)的的光振動(dòng)是部分相干的，受此影響，式1中的數(shù)字因子將略有不同。根據(jù)參考資料，該數(shù)值因子將在0.57至0.83范圍內(nèi)變化。根據(jù)阿貝研究，在對(duì)物體作斜照明時(shí)，zui小分辨距為從以上討論可見，顯微鏡的分辨率，對(duì)于一定波 ...

晶調(diào)相的垂直物鏡式Muller矩陣成像橢偏儀，該儀器所用系統(tǒng)改變了之前普通傾斜鏡面成像的結(jié)構(gòu)，根本上避免了焦深小、視場(chǎng)窄的問題，可實(shí)現(xiàn)高分辨率、寬視場(chǎng)測(cè)量，可用于對(duì)納米薄膜幾何參數(shù)的測(cè)量。2018年韓國朝鮮大學(xué)提出用于表征多層膜結(jié)構(gòu)的大面積光譜成像橢偏儀，利用寬帶光源和成像光譜儀，光譜范圍可以達(dá)到400-800nm。準(zhǔn)直光束通過擴(kuò)束器擴(kuò)展，直徑達(dá)到30mm，通過低放大率成像透鏡得到旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器旋轉(zhuǎn)引起的偏振變化的光譜空間強(qiáng)度圖像，該圖像可以表征相對(duì)較大區(qū)域的薄膜厚度剖面，橫向分辨率也已經(jīng)達(dá)到4μm。至此，橢偏成像技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)大視場(chǎng)、寬光譜成像，可以應(yīng)用在更多方面。根據(jù)測(cè)量的要求，橢偏成像技術(shù)可以 ...

為0.65的物鏡將兩束光束共線聚焦在樣品上。在孔徑為20 μm的共焦平面上，測(cè)量了探頭和泵浦光束的光斑直徑d。dprobe≤300 nm, dpump≈400 nm。用交叉偏振片技術(shù)分析共焦平面后探頭的極性克爾旋轉(zhuǎn)。交叉分析儀的消光比<5x10-4。利用光電倍增管和鎖相檢測(cè)方案檢測(cè)弱泵浦探頭Kerr信號(hào)，該方案可用于可調(diào)至1ns的不同泵浦探頭延遲。測(cè)量是在垂直于樣品平面的外加磁場(chǎng)的相反方向下進(jìn)行的。(?H0?≤4kOe)。在進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)量之前，確定靜態(tài)克爾信號(hào)IKerr(α)為分析角α的函數(shù)，α = 0對(duì)應(yīng)于交叉分析器，用于兩個(gè)方向±H0的應(yīng)用領(lǐng)域。先前已經(jīng)表明，相關(guān)的位移拋物線允許檢索磁 ...

標(biāo)準(zhǔn)的顯微鏡物鏡與一個(gè)數(shù)值孔徑0.65的40倍物鏡。嘗試使用反射物鏡來zui小化探測(cè)脈沖的群速度色散，然而它惡化了探針束的偏振狀態(tài)，否則探針束在整個(gè)顯微鏡中保持偏振消光比為0.0005。聚焦光斑的直徑分別為300 nm和600 nm。反射的探針光束被分束器收集，聚焦在直徑為20 um的針孔上。對(duì)于某些示例，這種共聚焦配置可用于消除來自樣品襯底的背景散射光。在針孔之后，用一個(gè)偏振器來分析探測(cè)光束的克爾旋轉(zhuǎn)，該偏振器相對(duì)于入射光束的交叉偏振方向的角度為幾度(交叉偏振器技術(shù))然后用光電倍增管和鎖定檢測(cè)方案進(jìn)行檢測(cè)。垂直于樣品平面施加zui大振幅為±4kOe的可變靜態(tài)磁場(chǎng)H。樣品可以用XY壓電掃描臺(tái)在 ...

光穿過顯微鏡物鏡，然后聚焦在位于高增益光電探測(cè)器前面的針孔上。這個(gè)共聚焦孔阻擋了任何不是來自激光束腰的xyz位置的光。通過掃描束腰和/或移動(dòng)樣品，可以獲得水平或垂直的圖像切片甚至整個(gè)圖像立方體，并且可以在多個(gè)深度捕獲熒光。多光子顯微鏡是一種利用大數(shù)值孔徑光學(xué)聚焦超快激光的相關(guān)技術(shù)。激光波長(zhǎng)設(shè)置為目標(biāo)熒光團(tuán)常規(guī)激發(fā)所需波長(zhǎng)的兩倍。在且僅在束腰處，聚焦的峰值光強(qiáng)超過雙光子激發(fā)的閾值。這提供了固有的3D分辨率，并消除了對(duì)有損耗的共聚焦孔的需要。然而，這兩種技術(shù)都受到實(shí)際成像中的需要取舍的負(fù)面影響，例如以捕獲代謝過程所需的幀率在組織內(nèi)部進(jìn)行更深層次成像的能力。此外，由于顯微鏡光學(xué)器件的像差，或者更隱蔽 ...

反射到顯微鏡物鏡內(nèi)，形成疊加在深色背景上的明亮樣品圖像。這種深色背景能夠提供較高的對(duì)比度，并且輕松讓背景效果不佳的標(biāo)本更加突出。下面是一些圖片示例。暗場(chǎng)顯微鏡x1000所見紅細(xì)胞暗場(chǎng)顯微鏡圖像——顯微水螨幼蟲的暗場(chǎng)圖像暗場(chǎng)顯微鏡圖像——有絲分裂蔥根尖暗場(chǎng)照明需要阻擋通常穿過樣品和環(huán)繞樣品周圍的大部分光線，僅允許傾斜光線照射在樣品上。暗場(chǎng)聚光鏡的頂部透鏡為球形凹面，其允許從頂部透鏡表面發(fā)射的光線形成一個(gè)倒置空心圓錐體，并將焦點(diǎn)集中在樣品平面上。在沒有樣品且聚光鏡數(shù)值孔徑大于物鏡的地方，傾斜光線會(huì)相互交叉并錯(cuò)開物鏡，從而讓這些區(qū)域變暗。將標(biāo)本（尤其是未染色且不吸收光線的標(biāo)本）放在載玻片上時(shí)，傾斜光 ...

所示。光源與物鏡的后焦平面位于共軛孔徑平面(AP)內(nèi)。此外，還存在幾個(gè)共軛像面(IP)，其中zui重要的是場(chǎng)膜和磁樣品。為了獲得zui佳的磁成像結(jié)果，纖維在三個(gè)軸上的位置的正確排列是zui重要的。不同物鏡的后焦平面可能變化的位置通過沿成像軸改變光纖輸出或通過在照明路徑中應(yīng)用可調(diào)聚光鏡來補(bǔ)償。由于照明光纖輸出的直徑，試樣以如圖1b所示的窄入射角傳播照射，從而導(dǎo)致磁光靈敏度的良好定義條件。實(shí)際上，通過將光纖輸出定位在孔徑平面的不同離軸位置來實(shí)現(xiàn)所需靈敏度模式的設(shè)置。應(yīng)該注意的是，對(duì)于高數(shù)值孔徑和高放大倍率物鏡，會(huì)發(fā)生去偏振效應(yīng)，導(dǎo)致背景強(qiáng)度增加。這略微降低了信噪比，并對(duì)zui佳分析儀設(shè)置產(chǎn)生影響， ...