相機(jī)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步使生物應(yīng)用和工業(yè)應(yīng)用中的顯微鏡發(fā)生了革命性的變化。因此，生物學(xué)家或工程師再也無(wú)需耗費(fèi)數(shù)小時(shí)使用目鏡進(jìn)行觀察和不斷地對(duì)焦。此外，當(dāng)今的數(shù)字視頻顯微鏡系統(tǒng)也簡(jiǎn)化了數(shù)據(jù)記錄和數(shù)據(jù)分析的流程。更多有關(guān)此系統(tǒng)類型的一般信息，請(qǐng)參閱數(shù)字視頻顯微鏡調(diào)整件設(shè)置。

要了解數(shù)字視頻顯微鏡系統(tǒng)的好處，您可以考慮使用充分利用內(nèi)置照明和濾光片的配置，以獲得佳對(duì)比度和發(fā)射量化。

熒光顯微鏡的基礎(chǔ)

熒光顯微鏡非常適用于測(cè)量和分析各種光波長(zhǎng)的吸收和激發(fā)。內(nèi)置熒光顯微鏡設(shè)置利用平板分光器將照明器的光源轉(zhuǎn)折平行光學(xué)路徑。從機(jī)械的角度來(lái)說(shuō)，此設(shè)置的復(fù)雜程度低于其他數(shù)字視頻顯微鏡系統(tǒng)，其設(shè)置就如圖1所示。與大多數(shù)光學(xué)系統(tǒng)一樣，此系統(tǒng)同樣具備了傳感器、光學(xué)組件以及受檢測(cè)物體。基于本次討論目的，此設(shè)置將采用#59-367 EO-3112C ½" CMOS彩色USB相機(jī)作為傳感器，以及#59-877 10X EO M Plan Apo遠(yuǎn)場(chǎng)校正物鏡和#54-774 MT-1配件管透鏡作為光學(xué)組件。#54-774是所需的配件透鏡以形成來(lái)自遠(yuǎn)場(chǎng)校正透鏡的圖像。受檢測(cè)物體可以包括物體如生物樣品、植物或昆蟲(chóng)、玻璃或金屬材料，以進(jìn)行檢測(cè)或作為檢測(cè)目標(biāo)。

圖1： 熒光顯微鏡的七元件遠(yuǎn)場(chǎng)校正數(shù)字視頻顯微鏡系統(tǒng)

在數(shù)字視頻顯微鏡系統(tǒng)（圖1）中選擇激發(fā)波長(zhǎng)和發(fā)射波長(zhǎng)時(shí)，濾光片的選擇極為重要。隨著更多光學(xué)濾光片的增加，此類型的設(shè)置通常又稱為熒光顯微鏡（圖2），同時(shí)也是技術(shù)如共焦、多光子以及Coherent反斯托克斯拉曼散射顯微鏡系統(tǒng)的重要支柱。更多有關(guān)此光學(xué)濾光片的信息，請(qǐng)參閱熒光顯微鏡的熒光團(tuán)和濾光片。

用戶可以通過(guò)阻斷特定波長(zhǎng)來(lái)使樣本曝光于過(guò)量光源之下，特別是通過(guò)熒光顯微鏡成像的樣本需要大量的激發(fā)能量，以發(fā)射量化數(shù)量的光源。高光密度的鍍加硬膜濾光片和二向色性濾光片能夠快速且輕易地阻斷特定波長(zhǎng)。二向色性濾光片和發(fā)射濾光片是系統(tǒng)中重要的濾光片。二向色性濾光片反射的波長(zhǎng)較短，通常能夠激發(fā)熒光團(tuán)，以及透射較長(zhǎng)的發(fā)射波長(zhǎng)。這兩種光學(xué)濾光片相互配合使用下，能夠防止非發(fā)射能量和雜散光透射到傳感器。濾光片的重要參數(shù)包括了中心波長(zhǎng)(CWL)、小透射百分比、光密度(OD)和帶寬，在某些情況下也被稱為半峰全寬(FWHM)。更多有關(guān)濾光片的信息，請(qǐng)參閱光學(xué)濾光片。

圖2： 用于熒光顯微鏡的濾光片基本布局

光學(xué)件和機(jī)械組件

要構(gòu)建精密的熒光顯微鏡設(shè)置，您需要一系列的光學(xué)件、成像組件和定位組件 。表1所展示的完整組件清單（又稱為物料清單）詳細(xì)地介紹了一系列建議的產(chǎn)品，并列出了產(chǎn)品編號(hào)及其數(shù)量，讓您輕松方便地選擇合適的組件。

圖3展示了使用表1列出的產(chǎn)品所構(gòu)建的實(shí)際設(shè)置。此設(shè)置所使用的組件從上下的順序依次為#59-367EO-3112C ½" CMOS彩色USB相機(jī)、#58-329和#55-743 C接口適配器以及其連接的#54-774 MT-1配件管透鏡。物鏡前和管透鏡后之間的間距是平行光學(xué)路徑，是遠(yuǎn)場(chǎng)校正系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)。用戶可以在此光學(xué)路徑中裝入光學(xué)組件，且不會(huì)產(chǎn)生畸變或色差。在圖3中，#56-6586組濾光片轉(zhuǎn)輪組件可以固定數(shù)個(gè)帶通發(fā)射濾光片，而二向色性分光器 則可以將白光源向下反射以產(chǎn)生內(nèi)置照明，并在光源從物鏡透射返回傳感器時(shí)凈化多余的光源。后，使用#59-877 10X EO M Plan Apo遠(yuǎn)場(chǎng)校正物鏡以及一系列的機(jī)械組件 能夠使樣本處于佳對(duì)焦位置。欲查看濾光片轉(zhuǎn)輪組件和安裝管透鏡后設(shè)置的特寫(xiě)，請(qǐng)查看圖4。

圖3： 熒光顯微鏡設(shè)置樣本

圖4： 平行光學(xué)路徑中濾光片轉(zhuǎn)輪組件和帶通濾光片特寫(xiě)

數(shù)字視頻顯微鏡設(shè)置是檢測(cè)工業(yè)和生物樣本的強(qiáng)大光學(xué)工具。這些工具可以如用戶所愿成為簡(jiǎn)單或復(fù)雜的系統(tǒng)，組件數(shù)量范圍可從4個(gè)元件到12個(gè)元件。采用超過(guò)12個(gè)元件的系統(tǒng)通常具備復(fù)雜精細(xì)的過(guò)濾方法，并且需要使用精密的機(jī)械組件將光學(xué)濾光片放置于光學(xué)路徑中。當(dāng)有必要在相機(jī)物鏡系統(tǒng)的光學(xué)路徑中放置光學(xué)元件，特別是熒光顯微鏡應(yīng)用時(shí)，七元件遠(yuǎn)場(chǎng)校正系統(tǒng)是理想的選擇。