奥林巴斯显微镜在科研、医疗等众多领域发挥着关键作用,其成像原理基于光学知识,而通过一些实用技巧又能优化图像效果,帮助我们更清晰地观察微观世界。
一、成像原理
当奥林巴斯显微镜的光源发出光线,穿过聚光器后照射到样本上。若样本是吸收光的,部分光线会不受干扰地绕过或穿过样本,这就是直接光或未偏离光,样本周围的背景光(常称环境光)也属于此类。同时,部分光线穿过样本时,遇到样本的不同结构会发生偏离,产生衍射光。
直接光和衍射光在目镜光阑处的中间像平面相遇。由于样本造成的半波长(180度)相位差,衍射光与直接光发生相消干涉。之后,目镜的目镜透镜进一步放大该图像,最终投射到视网膜或相机胶片上。简单来说,直接光均匀分布在整个像平面,而衍射光在像平面的不同局部聚焦,相消干涉导致光强降低,形成明暗区域,这些明暗图案就构成了我们看到的样本图像。因为人眼对亮度变化敏感,所以该图像大致还原了原始样本的模样。

二、图像优化技巧
1.调整照明
确保样本获得充足且合适波长的激发光,对于荧光显微镜尤为重要。选择能透过选定波长并阻挡不良波长的激发滤光片,配合汞灯、氙灯等高能量光源,可满足最佳激发条件。同时,选择合适的阻挡滤光片,防止不必要的波长进入观察管,让样本的荧光发射顺利通过,以提高图像亮度。
2.合理选择物镜
物镜在荧光显微镜中至关重要,需能有效传输近紫外光和可见光。其数值孔径(NA)决定了接收光锥的角度,在透射光荧光显微镜中,到达眼睛或其他探测器的光强与物镜和聚光器的数值孔径平方成正比,与总放大倍数平方成反比;在反射光荧光显微镜中,图像强度与物镜数值孔径的四次方成正比,与总放大倍数平方成反比。所以,高数值孔径物镜能产生更高强度的图像。
3.运用图像处理技术
例如消卷积技术,可提高图像对比度和清晰度。它通过利用光学系统的点扩散函数,重建由较小点源集合构成的理想图像,消除或逆转因衍射极限导致的图像模糊问题。商业软件中的逆滤波器算法、受限迭代算法等,可根据不同需求选择使用,提升图像质量。
掌握奥林巴斯显微镜的成像原理及图像优化技巧,能让我们更好地利用这一精密仪器,挖掘微观世界的奥秘。