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數(shù)碼顯微鏡基礎(chǔ)知識(shí)
什么是數(shù)碼顯微鏡
數(shù)碼顯微鏡是利用光學(xué)鏡頭將觀察對(duì)象成像并輸出至顯示器的一類光學(xué)顯微鏡。
光學(xué)鏡頭由多組物鏡構(gòu)成，相比單鏡頭顯微鏡，能夠以更高倍率放大觀測(cè)物體。
傳統(tǒng)光學(xué)顯微鏡通過(guò)目鏡直接觀察樣本，而數(shù)碼顯微鏡則不使用目鏡，直接將觀測(cè)畫面顯示在顯示器上。產(chǎn)品種類豐富，從經(jīng)濟(jì)型入門款到高d端工業(yè)用數(shù)碼顯微鏡應(yīng)有y盡有。
數(shù)碼顯微鏡的應(yīng)用領(lǐng)域
數(shù)碼顯微鏡可實(shí)現(xiàn)超越傳統(tǒng)光學(xué)顯微鏡的高倍率觀察，且畫面可顯示在顯示器上供多人共享信息，因此被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。
在電子、半導(dǎo)體行業(yè)，多用于品質(zhì)檢測(cè)與新產(chǎn)品開發(fā)分析；在醫(yī)療領(lǐng)域，則用于制藥相關(guān)研究及細(xì)胞觀察等工作。
數(shù)碼顯微鏡的工作原理
數(shù)碼顯微鏡通過(guò)物鏡形成樣本的放大圖像，再由相機(jī)對(duì)該放大像進(jìn)行采集。近年的物鏡多采用組合鏡片結(jié)構(gòu)，可消除導(dǎo)致圖像畸變的各類像差。
1. 倍率
光學(xué)顯微鏡的總倍率為物鏡倍率 × 目鏡倍率。而數(shù)碼顯微鏡不使用目鏡，其總倍率為光學(xué)倍率 × 顯示器倍率。顯示器倍率由顯示器尺寸與圖像傳感器尺寸計(jì)算得出。
光學(xué)倍率：指數(shù)碼顯微鏡相機(jī)搭載的鏡頭倍率。光學(xué)倍率越高，圖像放大倍數(shù)越大，但放大程度越高，分辨率會(huì)下降，畫面也會(huì)更暗。
不同數(shù)碼顯微鏡的顯示器尺寸與傳感器規(guī)格各不相同，需搭配與鏡頭適配的相機(jī)和顯示器使用。
單純?cè)龃箫@示器尺寸可提高顯示倍率，但不一定能讓圖像更清晰。畫面清晰度由包含鏡頭性能在內(nèi)的整機(jī)綜合性能決定。
2. 景深
數(shù)碼顯微鏡與傳統(tǒng)光學(xué)顯微鏡的一大區(qū)別在于景深更深。景深是指鏡頭對(duì)焦時(shí)，清晰成像的前后范圍。數(shù)碼顯微鏡景深大，對(duì)焦操作更簡(jiǎn)便。
傳統(tǒng)光學(xué)顯微鏡通過(guò)旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換器切換物鏡改變倍率，每次換鏡都需要重新調(diào)整視野與對(duì)焦。而數(shù)碼顯微鏡多采用大景深變焦鏡頭，切換倍率時(shí)無(wú)需頻繁調(diào)整對(duì)焦，大幅簡(jiǎn)化操作。
數(shù)碼顯微鏡的種類
主要分為臺(tái)式與手持式兩類。
1. 臺(tái)式
放置在桌面上，用于對(duì)樣本進(jìn)行精細(xì)觀察?？蓪⑽⑸锏葮?biāo)本放置在載物臺(tái)上觀測(cè)，適合長(zhǎng)時(shí)間研究。可連接大尺寸顯示器，供多人同時(shí)查看圖像，多用于大學(xué)研究及企業(yè)研發(fā)場(chǎng)景。
2. 手持式
可在野外調(diào)查等場(chǎng)景下就地觀察樣本。即使觀測(cè)對(duì)象不便搬運(yùn)，也可使用手持式數(shù)碼顯微鏡現(xiàn)場(chǎng)開展研究。該類型多用于簡(jiǎn)易檢測(cè)，不適合高精度、深度化的樣本研究。
數(shù)碼顯微鏡的結(jié)構(gòu)
主要由光源、物鏡、成像相機(jī)、顯示用顯示器四大部分組成。以下對(duì)光源與物鏡進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
1. 光源
光源發(fā)出的光線經(jīng)聚光鏡匯聚后穿過(guò)樣本，再進(jìn)入物鏡。
- 暗場(chǎng)照明利用樣本的散射光與反射光進(jìn)行觀察。視野整體呈黑暗狀態(tài)，樣本輪廓會(huì)高亮顯現(xiàn)。適用于透明樣本或尺寸小于可見光波長(zhǎng)的微小物體觀測(cè)。
2. 物鏡
最先形成觀測(cè)物影像的核心鏡頭。顯微鏡要分辨樣本細(xì)節(jié)，需要足夠的亮度。物鏡收集光線的能力用數(shù)值孔徑（NA）表示，數(shù)值孔徑越大，聚光范圍越廣，顯微鏡的分辨率也就越高。
分辨率指顯微鏡可分辨的兩個(gè)微小點(diǎn)之間的最小距離。觀測(cè)微小樣本時(shí)需要高分辨率，因此選用大數(shù)值孔徑物鏡的顯微鏡尤為重要。
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